电炉冶炼方法的分类、配料、装料与送电

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第一节       冶炼方法的分类
9 q& Z" a1 Y* A% o  根据装料的入炉状态分，有热装和冷装两种。热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需平炉、转炉或其它形式的炉子配合；冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。根据冶炼过程有用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩、氧混吹法。
冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面扼要介绍氧化法与不氧化法冶炼特点。
& e! H/ a0 t+ C9 g5 f（1）氧化法。氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂来氧化钢液中的Si 、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。因此，该法虽然是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。
（2）不氧化法。不氧化冶炼特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似本钢种返回废钢以及软钢等，要求P、S等杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。在缺少本钢种或类似本钢种返回废钢时，炉料中可配入铁合金，多用于冶炼高合金钢等钢种上。
: f0 Q4 K# y) G, ?5 o0 A0 I第二节 配料的要求与计算
/ b/ n) x8 i, M  l- X配料的首要任务是保证冶炼的顺利进行。科学的配料既要准确，又要合理地使用钢铁料，同时还要确保缩短冶炼时间、节约合金材料并降低金属及其他辅助材料的消耗。
% @+ r$ S8 L* q) }一、对配料的基本要求
1、准确配料
一般是根据冶炼的钢种、设备条件、现有的原材料和不同的冶炼方法进行配料。配料的准确性包括炉料重量及配料成分两个方面。配料重量不准，容易导致冶炼过程化学成分控制不当或造成铸件浇不足，也可能出现过量而增加消耗。炉料化学成分配得不准，会给冶炼操作带来困难，严重时将使冶炼无法进行。以氧化法冶炼为例，如配碳量过高，会增加矿石用量或延长用氧时间；配碳量过低，熔清后势必进行增碳；如炉料中S、P太高，给炉前操作带来极大困难，不仅延长冶炼时间，而且对炉衬侵蚀严重，有时甚至要终止冶炼。为了杜绝以上情况，配料前掌握有关钢铁料及铁合金的化学成分是十分必要的。
: `& y0 e( }' E  A$ v0 A$ H2、钢铁料的使用原则
$ o- g0 a$ _7 l, l9 s钢铁料的使用原则主要考虑冶炼方法、装料方法、钢种的化学成分以及产品对质量的要求等。此外，在配料时，还应预先掌握好钢铁的块度和单位体积重量。一般炉料中应配入大块料30~40%、中块料40~50%、小块料或轻薄料15~25%。
二、配料计算公式
1、装入量 = 出钢量 / 钢铁综合收得率
2、配料量 = 装入量—铁合金总量—矿石进铁量—余钢回炉量
" k5 f, T+ Y4 L3 l  D3 g( _' K3、铁矿石进铁量 = 铁矿石加入量×含铁量×铁的收入率
8 p- g5 H0 h$ i0 [; t* @, b矿石加入量一般按出钢量的4%计算，矿石含铁量为55%，铁的收得率按80%回收，炉料总的综合收得率波动于92~96%，一般按94%计算。
% w: m4 o% s$ `. ?2 e9 h( r/ F! C第三节   装料方法及要求
$ s' \/ n* O8 r, v一、装料方法
电炉炼钢最常见的是冷装料，按其入炉方式不同分为人工装料和机械装料。
- v3 H- S+ V! ?6 R, ?人工装料多用于公称容量小于3t的电炉，缺点是装料时间长、生产率低、劳动强度大。
- D4 b5 ]$ r9 \料筐顶装料是目前最理想的装料方法，速度快、热损失小，且炉料可事先提前装好，布料合理。
! D" [; f6 v2 F7 E8 L' k二、对装料的要求
' T7 |0 b7 ^) p为了缩短时间，保证合金元素的收得率，降低电耗和提高炉衬的使用寿命，装料时要求做到：准确无误、装得致密、布料合理及快速入炉。
7 H3 G: C' @7 M4 `装料前，配料工要认真按计划炉号、钢种的要求配料，依据不同钢种工艺的要求，认真分析计算，准确配料。因此在装料前需核定所需配入的钢铁料的组成、合金成分，还要校核计量仪器，保证全熔后化学成分合适、重量准确，以利于冶炼的顺利进行。
$ b; l7 _' \5 h+ s# P炉料装得致密，可求得一次装完，并能改善炉料的导电传热性能，电极穿井时，弧光稳定，有利于熔化。要达到致密，装料时必顺依靠大、中、小炉料合理的搭配。通常，炉料小于10kg的叫小料，10~25kg的叫中料，大于50kg的叫大料。装料时，对不同容量电炉的炉料有不同的尺寸要求，但炉料最大不得超过炉料总重的1/50。
) @- y; `2 v: e; |5 d6 L$ M2 s合理的布料更为重要，一般均是将部分小料杂铁装在料筐底部，在小料的上面，料筐的中心部位装大料或难熔料，中间填小料，做到平整、致密、无大空隙，使之既有利于导电，又可消除料桥及防止塌料时折断电极。其余的中小料装在大料或难熔料的上边及四周。最后在料筐的上部装入料重0.02%~0.03%的杂铁，以利于引弧、稳定电流和减轻弧光对炉盖的辐射损伤。
渣钢、汤道钢等不易导电的炉料应装在远离电极的地方，以免影响导电。生铁不要装在炉门附近，而是要装在大料或难熔料的周围，以利于它的渗碳作用，降低大料或难熔料的熔点，从而加速熔化。凡随炉装入的铁合金，为了保证元素的的收得率，应根据它们不同的理化性能装在不同的位置，如钨铁钼熔点高，不易氧化，可装在高温区，，但不要装在电弧下边；铬铁、镍板、锰铁等应装在远离高温区的位置，以减少它们的挥发损失。
6 K- ~! e! B- d% U7 D炉内的温度是中间高、四周低，因此布料时应做到中间高、四周低。另外，还应保证穿井快、不搭桥、炉门和炉后坡无大料、无难熔料。
第四节 炉料入炉与送电
一、炉料入炉
6 r6 `5 n& B1 ^7 C" b+ K; p炉料入炉前，电炉炼钢工应根据作业计划、配料单审核炉料中的重量及合金元素与成分，并在炉底垫入料重1~2%的石灰。
料筐顶装料要有专人指挥，炉盖开出后，应迅速将料筐吊入炉内的中心位置，不得过高、过偏与过低。在料筐的链板不被粘坏的情况下尽量低些。对于二次加料，不得等一次料完全化清才加料，以免钢液喷射与飞溅，同时还要防止爆炸，潮湿的炉料严禁装入多次装料的料筐中。
炉料入炉后，对于过高的炉料应压平或吊出，以免影响炉盖的扣合，同时防止炉盖被打弧而漏水。
二、送电
炉料入炉后，在送电前应对炉盖、电极、水冷系统、机械传动系统、电气设备等进行检查，如发现故障要及时处理，以免在冶炼过程中造成停工；还应检查炉料与炉门或水冷系统是否接触，如有接触要立即排除，以免送电后被击穿。
如电极不够长时，最好在送电前更换，如接头位置松动，应先拧紧，以利于一次穿井成功，减少冶炼过程中造成停工现象。