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电弧炉炼钢一般可分为五个阶段：原料采集、冶炼前准备、熔化期、氧化期、还原期。

原料的收集废钢是电弧炉炼钢的主要原料，废钢的质量直接影响钢的质量、成本和生产率，因此对废钢有以下几点要求：

（1）废钢表面应清洁，无锈迹，因为废钢中的砂粒等杂物会降低炉料的导电性，延长熔化时间，影响氧化期脱磷效果，腐蚀炉衬。油污会降低钢和合金元素的回收率，增加钢中氢含量。

（2）废钢中不得含有铅、锡、砷、锌、铜等有色金属。铅密度大，熔点低，不溶于钢水，易沉积在炉底缝隙中，造成漏钢事故。铜易引起钢的热脆性。

（3）废钢不得与密闭容器、易燃、易爆、有毒物品混装，确保安全生产。

（4）废钢化学成分要明确，硫、磷含量不宜过高。

（5）废钢尺寸不宜过大（截面积不宜超过150mm×150mm，最大长度不宜超过350mm）。电弧炉炼钢一般用生铁来增加炉料的含碳量，用量通常不超过炉料的30%。

冶炼前的准备工作

配料是电炉炼钢过程中不可缺少的一个环节，配料是否合理关系到炼钢工人能否按照工艺要求正常进行冶炼操作，合理的配料可以缩短冶炼时间，配料时应注意以下几点：第一，必须正确计算配料，准确称量炉料。第二，炉料大小要按比例搭配，达到装料方便、加工速度快的目的。第三，应根据钢的质量要求和冶炼方法，各种型号的炉料配合使用。第四，配料必须符合工艺要求。

一般冶炼方法对炉料中主要元素含量有以下要求：

（1）碳含量。炉料中的碳含量应保证在氧化期有足够的碳与碳和氧发生反应，达到脱气、去除夹杂的目的。碳的用量应根据熔炼期碳的损失和氧化期脱气量来确定。钢的碳含量由还原期碳含量和碳增量三个因素决定。炉料熔炼时，钢中的碳含量比成品规格的下限高0.3%～0.4%；但碳含量不能过高，否则会延长氧化时间，并使钢水过热。

（2）硅含量。硅含量一般不大于炉料的0.8%。硅含量过高，会延缓钢水的沸腾。

（3）锰含量。编制一般钢种时不考虑锰。通常冶炼后的锰含量应小于0.3％，否则会延缓熔池的沸腾。

原则上磷、硫含量越低越好，通常熔炼后磷含量应小于0.05%。

为了使炉料致密，装料时必须合理搭配大、中、小料，一般小料占15%～20%，中料占40%～50%，大料占40%。

装料前，应在炉底铺上约占物料重量1.5%的石灰，这样可以预先将熔融的炉渣制好，有利于早期脱磷，减少钢水的摄入量，加速炉温的上升。

装料时，小料一半放在底部，大料、低碳废钢、耐火材料全部放在小料上部、炉子中央。小料放在大料之间，中料放在大料上面。配料所用电极块全部捣碎成50mm～100mm左右，装在炉料下层。

总之，织物应底部密、顶部松、中间高、四周低，炉门处无大物炼钢 废钢与生铁所占比例，这样才能快速钻井，不发生搭桥。

在电弧炉炼钢过程中，从开始通电到炉料全部熔化为熔化期，熔化期约占整个冶炼时间的一半，耗电量约占总耗电量的2/3。

熔化期的任务是在保证炉体寿命的情况下，以最小的功耗迅速熔化和加热炉料，并为燃烧期创造炉渣，以稳定电弧，防止吸入空气和过早脱磷。

（1）引弧阶段。接通电源、引弧时，炉内充满电荷，电弧离炉顶很近，如果输入功率过大、电压过高，容易烧坏炉顶，因此输入变压器的电压、额定功率一般选择在2/3左右。

（2）钻井阶段。此阶段电弧完全被炉料包围，热量几乎全部被炉料吸收，不会烧伤炉衬，因此采用最大功率，一般钻井时间约20分钟，约占总熔炼时间的1%/4。

（3）电极上升阶段。电极“透”底后，炉底已形成熔池。炉底的石灰及部分元素被氧化，在钢水表面形成一层熔渣。周围炉料继续受到辐射加热。熔化时，钢水量增多，引起液面上升，电极逐渐上升。此阶段仍采用最大功率传输电能，所占时间约占熔化总时间的1/2。

（4）熔化最后阶段。当炉料熔化3/4以上时，电弧已不能被炉料屏蔽，三根电极下方的高温区已连通，此时若长时间采用最大功率电源，电弧将严重损坏炉盖和炉壁。

熔炼期的主要任务是熔化炉料，但在熔炼期，做好炉渣也同样重要，这也是熔炼期的一项重要操作内容，如果仅仅为了满足覆盖钢水和稳定电弧的要求，只需要1%～1.5%的炉渣就足够了，但考虑到脱磷的要求，熔炼炉渣必须具备一定的氧化性、碱度和渣量。

氧化期

1.氧化期的主要任务

氧化期的主要任务如下：

（1）继续氧化钢水中的磷，一般要求氧化期结束时钢中磷含量不高于0.015%～0.010%，精炼高锰钢时，锰铁中磷含量较高，应控制在较低水平。

（2）去除气体和夹杂物。在氧化期结束时，钢中氮含量降低到0.004%～0.01%，钢中氢含量降低到0.00035%左右，夹杂物总量不大于0.001%。

（3）钢水温度均匀加热，氧化结束时钢水温度升高到高于出钢温度10℃～20℃。

矿石氧化法是将含铁80%～90%的矿石中的高价氧化铁加入熔池中，转化成低价氧化铁（Fe2O3 Fe=3FeO、Fe3O4 Fe=4FeO或Fe3O4=），一部分铁残留在炉渣中，大部分用来氧化钢水中的碳和磷。

要达到良好的脱磷效果：炉渣中FeO含量为12%～20%，R为2～3，流动性良好；温度适当低，加强炉渣的搅拌。

碳氧化：炼钢过程中的碳氧化反应是十分重要的反应，有利于整个熔池的快速加热和钢液成分的均匀化。具体步骤如下：

FeO=FeO，OC=CO，

总反应为FeOC=FeCO。

因此，矿石法氧化过程为：矿石加入炉内，在炉渣中转化成FeO，然后扩散到钢水中，分布于整个熔池。碳和氧在易产生气泡的地方发生反应，生成CO。气泡即CO离开反应区而上浮，在上升过程中逐渐长大并进入炉气炼钢 废钢与生铁所占比例，引起熔池剧烈沸腾。为加快脱碳速度，氧化期间矿石加入温度应大于1550℃。

总之，矿石脱碳操作应是：温度高、渣薄、加矿分批、沸腾均匀剧烈。

2、氧化期操作要点

（1）熔化后取样测温（温度不低于1550℃）。

（2）在氧化、测温符合要求，结渣情况良好的情况下，可分批加入矿石，每批加入矿石量不得超过物料重量的1.0%～2.0%，每批加入间隔时间须大于5分钟。

（3）脱碳速度（V）大于或等于每小时0.06%；脱碳量ΔC≥0.30%。

（4）调整渣况，氧化沸腾开始时渣流量要求为2～3，炉内渣量控制在3%～4%，后氧化阶段炉渣要有良好的流动性，渣层要薄，渣量控制在2%～3%左右。

（5）中期取样分析及终点碳的控制。为了解磷、碳的氧化程度，在沸腾初期两批渣流后，应及时取样分析碳、磷含量，以便确定下一步措施。

（6）温度控制。氧化期一般为升温阶段，升温速度取决于钢水含磷量，氧化期间必须将钢水温度升至高于钢水出钢温度10℃～20℃。

（7）净沸腾。当温度和化学成分合适时，停止加矿，调整炉渣，让熔池进入自然沸腾（5min～10min），以降低钢水中残余氧含量，除去气体、夹杂物，使钢水充分上浮，以利于还原期的顺利进行。

（8）清渣。氧化期炉渣中含有较高的FeO和P2O5，清渣是为了还原期脱氧和防止回磷。清渣的条件是清渣温度比出钢温度高10℃～20℃；清渣前钢水中的碳、磷等限制性成分应符合要求。

（9）增碳。如果氧化终了时碳含量太低，需要增加碳，可在除渣后在钢水裸露的表面撒上纯净、干燥的碳粉，以增加碳。

恢复期

从氧化期造渣完毕到出钢为止的这段时间称为还原期。主要任务是脱氧、脱硫、控制化学成分、调整温度。还原期的操作过程如下：

（1）出渣后迅速加薄渣覆盖钢水，防止吸气、冷却，做薄渣m(CaO)：m(CaF2)=3：1。

（2）薄渣形成后进行预脱氧，向渣面加入2.5kg/t～4kg/t碳粉，加完后关闭炉门，输入大功率，使碳粉与电弧区氧化钙发生反应，生成电石。

（3）碳化渣形成后，保温20分钟～30分钟，直至渣变白为止。同时注意钢水的碳增加情况。