電弧爐煉不銹鋼如何配碳

Ⅰ 電弧爐冶煉論文

泡沫渣的形成機理

Ⅱ 不銹鋼專用脫磷濟實驗效果

由於不銹鋼含有大量的易氧化元素鉻，目前的氧化脫磷研究多在保護性氣氛下進行。但從工藝的合理性考慮，應盡可能安排在電弧爐內脫磷。因電弧爐內的氣氛是近似開放性的，為探索在電弧爐內脫磷的可行性，進行了開放條件下的不銹鋼脫磷實驗。
1 實驗方法
1.1 實驗設備
鉬絲爐（後用硅鉬棒加熱爐），採用Φ35mm*70mm剛玉坩堝和MgO坩堝，外套高純石墨坩堝，以LL-2（鉑銠30-鉑銠6）作控溫熱偶。
1.2 原料准備
根據熱力學計算結果及現場調研，返回法冶煉不銹鋼在熔化過程吹氧將鋼液中的硅含量降低到0.1%以下，在工藝上可行，故實驗室脫磷試驗暫時不考慮脫硅。為避開硅的影響，不銹鋼初煉鋼液由工業純鐵、高碳鐵、金屬鉻及磷鐵配製。
脫磷渣選用BaO-CaO復合渣系，渣系主要組成為：20%CaO，55%BaO，20%CaF2，5%Cr2O3，全部採用試劑純渣料配製。
1.3 實驗方法
脫磷實驗選溫度、渣量、渣別和配碳與否為變數，分別考察其對脫磷的影響。
脫磷溫度選1450℃，1500℃，1550℃；渣量為金屬重量的5%，10%；配碳材料由石墨電極破碎而成，並按粒度分級備用。配入量分別取渣量的0%、1%。
為使實驗結果能適用EAF氣氛，脫磷在開放氣氛中進行。實驗步驟如下：
（1）將配好的鋼樣加入鉬絲爐（或硅鉬棒爐），升溫熔化。熔化過程通N2保護，以減少金屬中鉻的氧化。將渣料壓塊備用。
（2）鋼樣熔清並達到實驗溫度後，用石英管取初始樣。
（3）關掉N2，加渣料並開始計時，取過程樣。
（4）分析試樣中的[C]、[P]、[Cr]含量。
2 實驗結果與分析
2.1 對爐氣成分的標定
利用COSA6000煙氣分析儀對鉬絲爐和硅鉬棒加熱爐的爐內氣氛進行了測定，結果見表1。可以看出，熔池表面氣氛接近大氣條件，為氧化性氣氛，遠高於不銹鋼弱氧化脫磷的氧勢要求10-13―10-16MPa（1550℃）。
表1 硅鉬棒加熱爐爐內氣氛測量結果
測量部位 溫度/℃ O2/% CO/% CO2/% NOx/*10-6
爐口 680 17.2 2.4 4.0 6
坩堝金屬熔池表面（無保護氣） 1550 15.1 4.0 2.7 7
2.2 試驗結果及分析
脫磷過程鉻的氧化可以保持在比較低的水平，由於採用了碳粉調渣，可以看出，脫磷過程伴隨有增碳現象。
2.2.1 溫度對脫磷的影響
根據脫磷的熱力學分析，溫度降低，有利於氧化脫磷。但由於工藝過程必須考慮脫磷的動力學條件，所以對脫磷過程的溫度控制，須根據所用脫磷渣的特性加以確定。
對20%CaO-55%BaO-20%CaF2-5%Cr2O3渣，溫度降低到1450℃，仍然可以實現較好地脫磷。但試驗發現，脫磷過程易出現脫磷渣結塊、發乾的現象，所以脫磷應控制在1500-1550℃的溫度范圍。如何控制脫磷渣的工藝性能無疑將是控制脫磷工藝過程的關鍵。脫磷渣發干，主要是因為脫磷是在無保護的氣氛下進行的，空氣中氧易氧化鋼水中的鉻，使爐渣中的氧化鉻含量升高，從而造成脫磷渣粘度的升高。
2.2.2 初始碳含量對脫磷的影響
初始碳含量升高，脫磷率升高。與熱力學計算結果一致。當初始碳含量低於1.5%時，脫磷效果明顯降低。可見脫磷碳含量水平應不低於1.5%。
2.2.3 與有關研究結果的比較分析
不銹鋼的脫磷研究主要是在氬氣保護和AOD中進行的，將有關研究結果與本實驗結果進出口行比較，可以發現，最主要的區別在於低碳含量時的脫磷率。
根據熱力學計算，不銹鋼脫磷過程存在碳鉻、磷的競爭氧化。供氧強度、溫度、合金成分和脫磷劑等條件都會不同程度地影響鉻磷、碳鉻和碳磷選擇性氧化轉化點。選擇性氧化順序為[P]、[C]、[Cr]時對應的碳含量范圍最佳。低溫、高碳和採用脫磷能力較強的脫磷劑（如BaO基渣系）都有利於增大此最佳[C]控制范圍。從而有利於不銹鋼的脫磷。
在採用高碳鉻鐵或高鉻鐵水脫碳冶煉不銹鋼的工藝中，初始配碳量較高，可以達到脫碳保鉻的碳含量要求。對採用返回法冶煉不銹鋼的工藝，由於初始配碳量一般較低（0.8%-1.2%），如有脫磷要求，應適當提高溫度和降低初始配料中的鉻含量，並使碳含量配至工藝上限，以保證轉換點和實際配碳量的一致。
根據對18-8不銹鋼[Cr]、[P]、[C]選擇性氧化熱計算結果，當鋼液中的[C]低於1.5%，選擇性氧化順序為[P]、[Cr]、[C]，即無法保護[Cr]。
3 結論
（1）在鋼液碳含量高於1%時，採用含BaO渣可以實現對不銹鋼的脫磷。[C]含量提高，有利於提高脫磷率，降低鉻損。在[C]含量高於1.5%水平，脫磷過程的鉻損可以控制在0.5%以下。建議將初始碳含量控制在1.5%以上。
（2）坩堝材質對脫磷結果具有至關重要的影響。採用MgO質坩堝可明顯改善脫磷效果，並大大降低回磷。
（3）脫磷溫度應保持在1500-1550℃。

Ⅲ 不銹鋼的三種冶煉工藝是什麼

冶煉分為火法冶煉、濕法提取或電化學沉積：

火法冶煉：又稱為乾式冶金版，把礦石權和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學反應，從而分離出粗金屬，然後再將粗金屬精煉。

濕式冶金：濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液，以化學方法從礦石中提取所需金屬組分，然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。

化學反應：利用某種溶劑，藉助化學反應（包括氧化、還原、中和、水解及絡合等反應），對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程。

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工藝方面必須提供最具體的被測對象的特徵（以氣體成分分析為例）：

組成成分、溫度、濕度、含塵粒度、結晶情況及腐蝕性等，以便廠家研究設計與生產工藝條件相匹配、相適應的分析檢測儀表並予以集中解決。假如對對象考慮不全，就可能出現意想不到的情況。

如前文提到的MW31－1分析儀，最初是用於制酸工藝尾吸塔出口排放煙氣二氧化硫濃度的測量，但由於對尾氣中含有結晶的重視不夠，導致安裝後因探頭產生結晶而不能工作，造成選型上的失誤。

Ⅳ 中頻爐如何降碳，別跟我說什麼降碳劑，我也知道用氧化鐵可以降，還有其他方法沒達人朋友指條明路

目前世界上低碳不銹鋼的冶煉有三種方法，即一步法，二步法，三步法。

一步法：即電爐一步冶煉不銹鋼。由於一步法對原料要求苛刻(需返回不銹鋼廢鋼、低碳鉻鐵和金屬鉻)，生產中原材料、能源介質消耗高，成本高，冶煉周期長，生產率低，產品品種少，質量差，爐襯壽命短，耐火材料消耗高，因此目前很少採用此法生產不銹鋼。

二步法1965年和1968年，VOD和AOD精煉裝置相繼產生，它們對不銹鋼生產工藝的變革起了決定性作用。前者是真空吹氧脫碳，後者是用氬氣和氮氣稀釋氣體來脫碳。將這兩種精煉設施的任何一種與電爐相配合，這就形成了不銹鋼的二步法生產工藝。

採用電爐與VOD二步法煉鋼工藝比較適合小規模多品種的兼容廠的不銹鋼生產。

採用電爐與AOD的二步法煉鋼工藝生產不銹鋼具有如下優點：

1、AOD生產工藝對原材料要求較低，電爐出鋼含C可達2％左右，因此可以採用廉價的高碳FeCr和20％的不銹鋼廢鋼作為原料，降低了操作成本。

2、AOD法可以一步將鋼水中的碳托道0.08％，如果延長冶煉時間，增加Ar量，還可進一步將鋼水中的談脫到0.03％以下，除超低碳。超低氮不銹鋼外，95％的品種都可以生產。

3、不銹鋼生產周期相對VOD較短，靈活性較好。

4、生產系統設備總投資較VOD貴，但比三步法少。

5、AOD爐生產一步成鋼，人員少，設備少，所以綜合成本較低。

6、AOD能夠採用含C1.5％以下的初煉鋼水因此可以採用低價高碳FeCr、FeNi40以及35％的碳鋼廢鋼進行配料，原料成本較低。

其缺點是：

1、爐襯使用壽命短；

2、還原硅鐵消耗大；

3、目前還不能生產超低C、超低氮、不銹鋼，且鋼中含氣量較高；

4、氬氣消耗量大。

目前世界上88％不銹鋼採用二步法生產，其中76％是通過AOD爐生產。因此它比較適合大型不銹鋼專業廠使用。

三步法：即電爐＋復吹轉爐＋VOD三步冶煉不銹鋼。其特點是電爐作為熔化設備，只負責向轉爐提供含Cr、Ni的半成品鋼水，復吹轉爐主要任務是吹氧快速脫碳，以達到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧負責進一步脫碳、脫氣和成分微調。三步法比較適合氬氣供應比較短缺的地區，並採用含碳量較高的鐵水作原料，且生產低C、低N不銹鋼比例較大的專業廠採用

Ⅳ 煉鋼的具體工藝流程是什麼

煉鋼利用轉爐內的氧化性環境將鐵水中過量的碳氧化成一氧化碳和二氧化碳，達到鋼水要求的碳含量。當然在煉鋼廠房內一般來說還要有轉爐之前的鐵水脫硫預處理，轉爐出鋼後的鋼水精煉（LF或LF+RH或LF+VD，VOD等），完成精煉後用行車調運至連鑄機的大包回轉台，進行連鑄澆鑄的工序環節，為後續的軋鋼廠提供鋼坯原料。

整個聯合鋼鐵廠的工藝流程為：原料碼頭（各種原料集中卸載存放區域）——燒結（礦石造塊或造球團）——高爐（煉鐵）——煉鋼（鐵水預處理-轉爐或電爐-精煉-連鑄）-軋鋼

煉鋼工藝過程
造渣：調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣：電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。
熔池攪拌：向金屬熔池供應能量，使金屬液和熔渣產生運動，以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹：通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化，促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質量，降低成本，提高生產率。
熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫，並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大於0.2％左右。隨著爐外精煉技術的發展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期：煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物，經化學反應選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉：將煉鋼爐（轉爐、電爐等）中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是：可提高鋼的質量，縮短冶煉時間，簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌：爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應，反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下，其冶金反應速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鍾；而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鍾。鋼液在靜止狀態下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時，夾雜物的除去速度按指數規律遞增，並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲：通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑，如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短（約10～30分鍾），精煉任務單一，沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡單，設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法（RH、DH），鋼包真空吹氬法（Gazid），鋼包噴粉處理法（IJ、TN、SL）等均屬此類。
鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長（約60～180分鍾），具有多種精煉功能，有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（VOD）、真空電弧加熱脫氣法（VAD）、鋼包精煉法（ASEA-SKF）、封閉式吹氬成分微調法（CAS）等，均屬此類；與此類似的還有氬氧脫碳法（AOD）。
惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體，這種氣體本身不參與冶金反應，但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」（氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零），具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理，就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳，可以降低碳氧反應中CO分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧，轉化為脫氧產物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制：保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節，但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。
增硅：吹煉終點時，鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算，不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制：氧氣轉爐煉鋼吹煉終點（吹氧結束）時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼：鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。

Ⅵ 電弧爐冶煉不銹鋼如何提高Cr的收得率

電弧爐返回法冶煉不銹鋼時,通過冶煉配料、裝料操作、選擇合理的脫碳量和脫碳溫度,可以在一定程度上提高鉻的回收率,降低冶煉成本.

Ⅶ 電爐鑄造配料計算方式

在鑄造中，通過增碳劑將碳增加到鑄造件要求的指數。不同型號的鑄件，添加增碳劑的量也不同。

下面是電爐的增碳劑配料計算方式：

配料方法及公式，除碳的配料計算方法是兩個以上外，其它元素的配比計算方法，均是累積法。

一、碳的計算公式

C=1.8%+CL2

式中C——鐵水的含碳量（%）

CL——爐料中的平均含碳量（%）

1.8%——在用沖天爐冶煉時，爐料經預熱、熔化、過熱、還原過程中，脫碳量和增碳量的（估算）中間值。

該式只適應用於沖天爐碳量的計算，不適用於電爐配料的計算，且為了計算結果符合本單位設備的冶煉情況，1.8%系數須根據多次熔煉經驗的修正選取。

二、累積計演算法

將按比例投入的各種爐料，各自代入成分的量，相加在一起，把冶煉過程中的增減率計算在其中，再調整到目標成分的范圍，該計算方法適適應於電爐的配料。每次配料，不可能一次配料計算成功，需多次調整配料比，方能達到理想。

(7)電弧爐煉不銹鋼如何配碳擴展閱讀

在鑄造生產中，理論上的計算方式一定結全實際的試驗結果。鑄造用增碳劑在中國還沒有國家標准，這就讓一些不良增碳劑廠家鑽了空子。在市場上，有許多增碳劑都達不到理化標准。

一般廠子也沒有設備對增碳劑進行檢測，在購買增碳劑時，購買者只能依靠對經銷商的了解來判斷增碳劑的好壞。在生產中，計算增碳劑添加量時，必須先試驗。通過試驗來斷定所購買增碳劑的實際吸收率。

影響增碳劑吸收率原因，大致如下：

1、增碳劑的質量問題

固定碳低，雜質多，熔化慢。這種增碳劑很容易與鐵水中的渣夾雜在一起。影響熔化時間，並在打渣時隨渣一起清理出爐外。遇到這種情況 ，必須更換增碳劑。

2、0.5T及以下的電爐

廢鋼加入量超過50%時，需要加入大量的增碳劑，這由於爐小，也會影響增碳劑吸收率，並且會造成熔煉時間過長的問題。

這種問題，在1T以上電爐中就完全消失了。0.5T及以下的電爐在使用廢鋼時，要選擇密度強大鋼花壓塊，或壓餅，這樣不但能提高熔煉速度，也能提高增碳劑的吸收率。

3、錯誤的爐料與增碳劑添加方式

在鐵水熔化超過電爐容積70%以時，才大量添加增碳劑，這種情況下增碳劑浪費率達35%以上。所以，嚴格按照配料流程進行鑄造生產，不但能提高鑄件質量，也能使增碳劑完全吸收。

4、電爐大小與增碳劑顆粒要匹配

灰鑄鐵一般情況下用煅燒石油焦增碳劑比較好，球墨鑄鐵件，最好選擇煅燒石墨增碳劑。廢鋼使用量低30%，爐料以回爐料，鑄造鐵為主鑄件，煅燒煤增碳劑是不錯的選擇。

5、爐料，增碳劑，硅鐵等配料統一秤重

精準化配料才能出來精良的產品，促進增碳劑的其他因素還電爐溫度影響，爐工素質影響，爐料熔渣等等影響。鑄造技術是活學活用，以車間現實為主，理論為輔。即便如此，學習好理論知識，多看同行撰寫的案例，仍然是提高鑄造技術的重要途徑。

Ⅷ 中、低、微碳鉻鐵精煉的各種方法冶煉原理、工藝流程、優缺點，以及目前世界上較為先進的技術。

在我國，鉻鐵按不同含碳量分為高碳鉻鐵(包括裝料級鉻鐵)、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、微碳鉻鐵等
微碳鉻鐵主要用於生產不銹鋼、耐酸鋼和耐熱鋼。微碳鉻鐵冶煉方法有電硅熱法和熱兌法等。

1.微碳鉻鐵冶煉之電硅熱法

電硅熱法微碳鉻鐵冶煉是將鉻礦、硅鉻合金和石灰加入電弧爐內，電硅熱法微碳鉻鐵冶煉主要依靠電熱使爐料熔化，硅鉻合金中的硅還原鉻礦中的Cr2O3而製得的。

電硅熱法微碳鉻鐵冶煉冶煉所用的設備為電弧爐。它分為敞口和有蓋兩種，功率多在500kV.A以下，並帶有有載調節電壓的裝置，以適應不同操作時期的需求。爐襯用鎂磚砌築，採用石墨電極。

電硅熱法微碳鉻鐵冶煉的主要原料有鉻礦、硅鉻合金和石灰。也有的配加螢石和鐵鱗。鉻礦應是乾燥、潔凈的塊礦或精礦，塊度小於50mm;含Cr2O3>40%，Cr2O3/∑FeO>2.0，含磷量不應大於0.03%。按所冶煉的微碳鉻鐵的牌號選擇不同含碳量的硅鉻合金。

2.微碳鉻鐵冶煉之鐵熱兌法

熱兌法微碳鉻鐵冶煉工藝是將預先熔化的鉻礦—石灰熔體和硅鉻合金載爐外鐵水包中進行熱兌操作，從而製得微碳鉻鐵。熱兌法微碳鉻鐵冶煉按對熔渣中Cr2O3的分階段還原的次數可分為一步熱兌法、二步熱兌法、三步熱兌法。
中國鐵合金在線