电炉炼钢简介.ppt

1、电炉炼钢简介,大纲,不锈钢冶炼制程 电炉的原理 不锈钢冶炼中的电炉流程 电炉中的物料平衡和热量平衡,不锈钢冶炼制程,由于不锈钢中比较底的碳含量和含有大量比铁还容易氧化的元素铬（Cr），而在一般热力学平衡条件下，Cr 优先于C氧化而溶于渣中，使得降低高Cr铁水的碳含量十分困难，所以不锈钢和碳素钢或低合金钢的冶炼有显著差别。,不锈钢的冶炼方法发展：,第一阶段：（本世纪初至四十年代）洁净冶炼法。 第二阶段：（四十年代至六十年代）以吹氧炼钢法炼制，又称返回冶炼法 第三阶段：（六十年代以后）炉外精炼法炼制不锈钢。,转炉,EAF电炉,VOD炉,钢包炉,连铸机,钢包,钢包,不锈钢生产工艺路线示意图,不同工艺

2、中EAF的区别,LZ主要以EAF AOD法炼钢，当生产极底C+N钢种时采用EAF AOD VOD法 EAF后制程AOD具高脱碳能力，因此三段式炼钢之配料模式可采较低废不锈钢比例，降低物料成本。 EAF出钢C%一般是1.0%2.5%. EAF VOD法炼钢 (如转炉维修) 需分担后制程VOD脱碳效率及处理时间，故二段式炼钢之配料模式采高废不锈钢比例。EAF出钢C%一般是0.4%0.6%.,电炉的原理,原理:利用超高功率UHP（Ultra High Power）产生电流使空气电离，产生的电弧打在加入的废钢及合金铁等原物料上进行熔解。电弧的温度高达4000 6000 . 联众电弧炉为交流出钢槽出钢，

3、主要的目的是熔化废钢和钢液升温,电炉熔炼原理示意图,特点: 电弧的长度与电压几乎成正比。在相同的电压下，电流越大，电弧就越短。电弧越长，炉体的熔损就越大。 在引入UHP操作时期，基本上采用低电压、大电流的操作。,氧-燃助熔： 解决了“冷点”问题，炉内温度分布不均。 方法：氧气-燃料烧嘴，插入炉内冷点处，进行助熔。,炉料熔化的四个过程,1.起弧阶段(电流不稳定，辐射强，供电采用 低电压、小电流) 2.穿井阶段(电弧不稳定，供电采用高电压、大电流) 3.电极下降阶段(电弧稳定、热效率高，供电采用最高电压、最大电流) 4.熔化末了阶段(辐射强，供电采用低电压、大电流，),第一次装料,熔落,第二次装料

4、,熔落,升温,测温取样,出钢,原料合理配料，减少杂质元素P、 Pb、Sn、Zn,炉口Oxy-gas door bunner,炉壁oxy-gas door bunner,C粉， Si-Fe粉，,排渣,160010,不锈钢冶炼中的电炉流程,物料平衡,硅铁、造渣剂加入,电炉的原料,废碳钢检验标准,碳钢废钢分类检验标准 一、成分： Sn0.05%，Cu0.25%，P0.025，S0.03% 备注：一般废钢以目视检验，遇有疑问之废钢可取样本做成份分析，分析结果以上述之成份为参考标准。 二、尺寸规格： 单体重：国内外：700Kg 20mm单边尺寸1500mm,杂质元素P、 Pb、Sn、Zn,P 磷在钢中的

5、危害： 降低钢的韧性，冷加工时产生“冷脆”现象 易在钢中偏析 在钢液中，磷以元素磷的形式也能以磷化铁 (Fe3P和Fe2P)的形式存在; 要尽量降底钢中的磷含量，一般优质钢要求P0.030。 目前，联众炼钢中无脱磷工艺，要降底钢液中磷含量,主要是原料管制，使用磷含量低的原料冶炼;,不锈钢中含有较高的铬，在炼钢条件下，铬与氧的结合力大于磷与氧的结合力，这可以从氧势图上得知；因此，在冶炼不锈钢时，如果也加入生石灰并进行吹氧精练时，铬优先于磷与氧反应生成氧化铬而进入炉渣，当铬反应完全后，磷才氧化生成五氧化二磷进入渣。所以不锈钢的脱磷不能用碳钢脱磷的方法。,氧势图,杂质元素Pb、Sn、Zn,电弧炉中废

6、钢的冶炼工艺是具有代表性的再循环工艺， Sn、Zn应用范围广，难以确定混入来源，又没有有效的分离技术，循环积累的废钢质量可能恶化，所以电炉吃料必须解决废钢质量上的问题。 杂质元素Pb、Sn、Zn的危害： .易在钢中偏析，影响材料的力学性能； EAF流程,配料、装料,配料原则：计算机依钢种的不同、各物料的化学成份、单价等等，计算出最具经济效益的配料方式。注意减少Pb、Sn、Zn、 P的混入，冶炼中不能去除； P含量不能过高。 装料经验：下致密、上疏松、中间高、四周低、穿井快、不搭桥、炉门口无大料,下部：小块料（保护链板或蛤合板，减缓对炉底的冲击，及早形成熔池） 中部：大块料和难熔料，并填充小块料

7、，无大空隙（利于导电、消除料桥，防止塌料折断电极） 上部：小块轻薄料（利于起弧、稳定电流） 边缘：中心小块料 合金铁：钨、钼等难氧化合金装在电极附近，不能电极下面；铬铁、镍铁、锰铁等应远离高温区，减少挥发损失。 合理装料的意义：影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电极消耗以及合金元素的烧损。,流程,部分钢种出钢成分范围：,流程,物料平衡和热量平衡,物料平衡 物料平衡是热量平衡计算的必要条件，是把握电弧炉炼钢厂物料动向的基础根据物料与排出物料间量的平衡必须成立,电弧炉炉外精炼工艺的装入原料示例,电弧炉投入排出物质示意图,能量平衡,电弧炉的能量平衡是以能量守恒定律为基础，由物料平衡、冶金反应、设备（冷却水）的热损失进行计算的。,输入能量 电能 燃烧器（燃料氧气） 化学反应 生成能量 钢液热焓; 渣热焓; 冷却水热损失; 排出气体热损失.,电炉主要的化学反应,Si+O2=SiO2 Mn+1/2O2=MnO2 2Cr+3/2O2=Cr2O3 S+O2=SO2 2Fe+3/2O