电弧炉炼不锈钢如何配碳

Ⅰ 电弧炉冶炼论文

泡沫渣的形成机理

Ⅱ 不锈钢专用脱磷济实验效果

由于不锈钢含有大量的易氧化元素铬，目前的氧化脱磷研究多在保护性气氛下进行。但从工艺的合理性考虑，应尽可能安排在电弧炉内脱磷。因电弧炉内的气氛是近似开放性的，为探索在电弧炉内脱磷的可行性，进行了开放条件下的不锈钢脱磷实验。
1 实验方法
1.1 实验设备
钼丝炉（后用硅钼棒加热炉），采用Φ35mm*70mm刚玉坩埚和MgO坩埚，外套高纯石墨坩埚，以LL-2（铂铑30-铂铑6）作控温热偶。
1.2 原料准备
根据热力学计算结果及现场调研，返回法冶炼不锈钢在熔化过程吹氧将钢液中的硅含量降低到0.1%以下，在工艺上可行，故实验室脱磷试验暂时不考虑脱硅。为避开硅的影响，不锈钢初炼钢液由工业纯铁、高碳铁、金属铬及磷铁配制。
脱磷渣选用BaO-CaO复合渣系，渣系主要组成为：20%CaO，55%BaO，20%CaF2，5%Cr2O3，全部采用试剂纯渣料配制。
1.3 实验方法
脱磷实验选温度、渣量、渣别和配碳与否为变量，分别考察其对脱磷的影响。
脱磷温度选1450℃，1500℃，1550℃；渣量为金属重量的5%，10%；配碳材料由石墨电极破碎而成，并按粒度分级备用。配入量分别取渣量的0%、1%。
为使实验结果能适用EAF气氛，脱磷在开放气氛中进行。实验步骤如下：
（1）将配好的钢样加入钼丝炉（或硅钼棒炉），升温熔化。熔化过程通N2保护，以减少金属中铬的氧化。将渣料压块备用。
（2）钢样熔清并达到实验温度后，用石英管取初始样。
（3）关掉N2，加渣料并开始计时，取过程样。
（4）分析试样中的[C]、[P]、[Cr]含量。
2 实验结果与分析
2.1 对炉气成分的标定
利用COSA6000烟气分析仪对钼丝炉和硅钼棒加热炉的炉内气氛进行了测定，结果见表1。可以看出，熔池表面气氛接近大气条件，为氧化性气氛，远高于不锈钢弱氧化脱磷的氧势要求10-13―10-16MPa（1550℃）。
表1 硅钼棒加热炉炉内气氛测量结果
测量部位 温度/℃ O2/% CO/% CO2/% NOx/*10-6
炉口 680 17.2 2.4 4.0 6
坩埚金属熔池表面（无保护气） 1550 15.1 4.0 2.7 7
2.2 试验结果及分析
脱磷过程铬的氧化可以保持在比较低的水平，由于采用了碳粉调渣，可以看出，脱磷过程伴随有增碳现象。
2.2.1 温度对脱磷的影响
根据脱磷的热力学分析，温度降低，有利于氧化脱磷。但由于工艺过程必须考虑脱磷的动力学条件，所以对脱磷过程的温度控制，须根据所用脱磷渣的特性加以确定。
对20%CaO-55%BaO-20%CaF2-5%Cr2O3渣，温度降低到1450℃，仍然可以实现较好地脱磷。但试验发现，脱磷过程易出现脱磷渣结块、发干的现象，所以脱磷应控制在1500-1550℃的温度范围。如何控制脱磷渣的工艺性能无疑将是控制脱磷工艺过程的关键。脱磷渣发干，主要是因为脱磷是在无保护的气氛下进行的，空气中氧易氧化钢水中的铬，使炉渣中的氧化铬含量升高，从而造成脱磷渣粘度的升高。
2.2.2 初始碳含量对脱磷的影响
初始碳含量升高，脱磷率升高。与热力学计算结果一致。当初始碳含量低于1.5%时，脱磷效果明显降低。可见脱磷碳含量水平应不低于1.5%。
2.2.3 与有关研究结果的比较分析
不锈钢的脱磷研究主要是在氩气保护和AOD中进行的，将有关研究结果与本实验结果进出口行比较，可以发现，最主要的区别在于低碳含量时的脱磷率。
根据热力学计算，不锈钢脱磷过程存在碳铬、磷的竞争氧化。供氧强度、温度、合金成分和脱磷剂等条件都会不同程度地影响铬磷、碳铬和碳磷选择性氧化转化点。选择性氧化顺序为[P]、[C]、[Cr]时对应的碳含量范围最佳。低温、高碳和采用脱磷能力较强的脱磷剂（如BaO基渣系）都有利于增大此最佳[C]控制范围。从而有利于不锈钢的脱磷。
在采用高碳铬铁或高铬铁水脱碳冶炼不锈钢的工艺中，初始配碳量较高，可以达到脱碳保铬的碳含量要求。对采用返回法冶炼不锈钢的工艺，由于初始配碳量一般较低（0.8%-1.2%），如有脱磷要求，应适当提高温度和降低初始配料中的铬含量，并使碳含量配至工艺上限，以保证转换点和实际配碳量的一致。
根据对18-8不锈钢[Cr]、[P]、[C]选择性氧化热计算结果，当钢液中的[C]低于1.5%，选择性氧化顺序为[P]、[Cr]、[C]，即无法保护[Cr]。
3 结论
（1）在钢液碳含量高于1%时，采用含BaO渣可以实现对不锈钢的脱磷。[C]含量提高，有利于提高脱磷率，降低铬损。在[C]含量高于1.5%水平，脱磷过程的铬损可以控制在0.5%以下。建议将初始碳含量控制在1.5%以上。
（2）坩埚材质对脱磷结果具有至关重要的影响。采用MgO质坩埚可明显改善脱磷效果，并大大降低回磷。
（3）脱磷温度应保持在1500-1550℃。

Ⅲ 不锈钢的三种冶炼工艺是什么

冶炼分为火法冶炼、湿法提取或电化学沉积：

火法冶炼：又称为干式冶金版，把矿石权和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。

湿式冶金：湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。

化学反应：利用某种溶剂，借助化学反应（包括氧化、还原、中和、水解及络合等反应），对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。

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工艺方面必须提供最具体的被测对象的特征（以气体成分分析为例）：

组成成分、温度、湿度、含尘粒度、结晶情况及腐蚀性等，以便厂家研究设计与生产工艺条件相匹配、相适应的分析检测仪表并予以集中解决。假如对对象考虑不全，就可能出现意想不到的情况。

如前文提到的MW31－1分析仪，最初是用于制酸工艺尾吸塔出口排放烟气二氧化硫浓度的测量，但由于对尾气中含有结晶的重视不够，导致安装后因探头产生结晶而不能工作，造成选型上的失误。

Ⅳ 中频炉如何降碳，别跟我说什么降碳剂，我也知道用氧化铁可以降，还有其他方法没达人朋友指条明路

目前世界上低碳不锈钢的冶炼有三种方法，即一步法，二步法，三步法。

一步法：即电炉一步冶炼不锈钢。由于一步法对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬)，生产中原材料、能源介质消耗高，成本高，冶炼周期长，生产率低，产品品种少，质量差，炉衬寿命短，耐火材料消耗高，因此目前很少采用此法生产不锈钢。

二步法1965年和1968年，VOD和AOD精炼装置相继产生，它们对不锈钢生产工艺的变革起了决定性作用。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。

采用电炉与VOD二步法炼钢工艺比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。

采用电炉与AOD的二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点：

1、AOD生产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含C可达2％左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20％的不锈钢废钢作为原料，降低了操作成本。

2、AOD法可以一步将钢水中的碳托道0.08％，如果延长冶炼时间，增加Ar量，还可进一步将钢水中的谈脱到0.03％以下，除超低碳。超低氮不锈钢外，95％的品种都可以生产。

3、不锈钢生产周期相对VOD较短，灵活性较好。

4、生产系统设备总投资较VOD贵，但比三步法少。

5、AOD炉生产一步成钢，人员少，设备少，所以综合成本较低。

6、AOD能够采用含C1.5％以下的初炼钢水因此可以采用低价高碳FeCr、FeNi40以及35％的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。

其缺点是：

1、炉衬使用寿命短；

2、还原硅铁消耗大；

3、目前还不能生产超低C、超低氮、不锈钢，且钢中含气量较高；

4、氩气消耗量大。

目前世界上88％不锈钢采用二步法生产，其中76％是通过AOD炉生产。因此它比较适合大型不锈钢专业厂使用。

三步法：即电炉＋复吹转炉＋VOD三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含Cr、Ni的半成品钢水，复吹转炉主要任务是吹氧快速脱碳，以达到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧负责进一步脱碳、脱气和成分微调。三步法比较适合氩气供应比较短缺的地区，并采用含碳量较高的铁水作原料，且生产低C、低N不锈钢比例较大的专业厂采用

Ⅳ 炼钢的具体工艺流程是什么

炼钢利用转炉内的氧化性环境将铁水中过量的碳氧化成一氧化碳和二氧化碳，达到钢水要求的碳含量。当然在炼钢厂房内一般来说还要有转炉之前的铁水脱硫预处理，转炉出钢后的钢水精炼（LF或LF+RH或LF+VD，VOD等），完成精炼后用行车调运至连铸机的大包回转台，进行连铸浇铸的工序环节，为后续的轧钢厂提供钢坯原料。

整个联合钢铁厂的工艺流程为：原料码头（各种原料集中卸载存放区域）——烧结（矿石造块或造球团）——高炉（炼铁）——炼钢（铁水预处理-转炉或电炉-精炼-连铸）-轧钢

炼钢工艺过程
造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。
出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。
熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。
电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。
熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。
氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2％左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。
精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。
还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。
炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。
钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。钢液在静止状态下，夹杂物*上浮除去，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。
钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。
钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10～30分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。
钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。
惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零），具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳，可以降低碳氧反应中CO分压，在较低温度的条件下，碳含量降低而铬不被氧化。
预合金化：向钢液加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前，与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。
成分控制：保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。
增硅：吹炼终点时，钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。
终点控制：氧气转炉炼钢吹炼终点（吹氧结束）时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。
出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中。

Ⅵ 电弧炉冶炼不锈钢如何提高Cr的收得率

电弧炉返回法冶炼不锈钢时,通过冶炼配料、装料操作、选择合理的脱碳量和脱碳温度,可以在一定程度上提高铬的回收率,降低冶炼成本.

Ⅶ 电炉铸造配料计算方式

在铸造中，通过增碳剂将碳增加到铸造件要求的指数。不同型号的铸件，添加增碳剂的量也不同。

下面是电炉的增碳剂配料计算方式：

配料方法及公式，除碳的配料计算方法是两个以上外，其它元素的配比计算方法，均是累积法。

一、碳的计算公式

C=1.8%+CL2

式中C——铁水的含碳量（%）

CL——炉料中的平均含碳量（%）

1.8%——在用冲天炉冶炼时，炉料经预热、熔化、过热、还原过程中，脱碳量和增碳量的（估算）中间值。

该式只适应用于冲天炉碳量的计算，不适用于电炉配料的计算，且为了计算结果符合本单位设备的冶炼情况，1.8%系数须根据多次熔炼经验的修正选取。

二、累积计算法

将按比例投入的各种炉料，各自代入成分的量，相加在一起，把冶炼过程中的增减率计算在其中，再调整到目标成分的范围，该计算方法适适应于电炉的配料。每次配料，不可能一次配料计算成功，需多次调整配料比，方能达到理想。

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在铸造生产中，理论上的计算方式一定结全实际的试验结果。铸造用增碳剂在中国还没有国家标准，这就让一些不良增碳剂厂家钻了空子。在市场上，有许多增碳剂都达不到理化标准。

一般厂子也没有设备对增碳剂进行检测，在购买增碳剂时，购买者只能依靠对经销商的了解来判断增碳剂的好坏。在生产中，计算增碳剂添加量时，必须先试验。通过试验来断定所购买增碳剂的实际吸收率。

影响增碳剂吸收率原因，大致如下：

1、增碳剂的质量问题

固定碳低，杂质多，熔化慢。这种增碳剂很容易与铁水中的渣夹杂在一起。影响熔化时间，并在打渣时随渣一起清理出炉外。遇到这种情况 ，必须更换增碳剂。

2、0.5T及以下的电炉

废钢加入量超过50%时，需要加入大量的增碳剂，这由于炉小，也会影响增碳剂吸收率，并且会造成熔炼时间过长的问题。

这种问题，在1T以上电炉中就完全消失了。0.5T及以下的电炉在使用废钢时，要选择密度强大钢花压块，或压饼，这样不但能提高熔炼速度，也能提高增碳剂的吸收率。

3、错误的炉料与增碳剂添加方式

在铁水熔化超过电炉容积70%以时，才大量添加增碳剂，这种情况下增碳剂浪费率达35%以上。所以，严格按照配料流程进行铸造生产，不但能提高铸件质量，也能使增碳剂完全吸收。

4、电炉大小与增碳剂颗粒要匹配

灰铸铁一般情况下用煅烧石油焦增碳剂比较好，球墨铸铁件，最好选择煅烧石墨增碳剂。废钢使用量低30%，炉料以回炉料，铸造铁为主铸件，煅烧煤增碳剂是不错的选择。

5、炉料，增碳剂，硅铁等配料统一秤重

精准化配料才能出来精良的产品，促进增碳剂的其他因素还电炉温度影响，炉工素质影响，炉料熔渣等等影响。铸造技术是活学活用，以车间现实为主，理论为辅。即便如此，学习好理论知识，多看同行撰写的案例，仍然是提高铸造技术的重要途径。

Ⅷ 中、低、微碳铬铁精炼的各种方法冶炼原理、工艺流程、优缺点，以及目前世界上较为先进的技术。

在我国，铬铁按不同含碳量分为高碳铬铁(包括装料级铬铁)、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁等
微碳铬铁主要用于生产不锈钢、耐酸钢和耐热钢。微碳铬铁冶炼方法有电硅热法和热兑法等。

1.微碳铬铁冶炼之电硅热法

电硅热法微碳铬铁冶炼是将铬矿、硅铬合金和石灰加入电弧炉内，电硅热法微碳铬铁冶炼主要依靠电热使炉料熔化，硅铬合金中的硅还原铬矿中的Cr2O3而制得的。

电硅热法微碳铬铁冶炼冶炼所用的设备为电弧炉。它分为敞口和有盖两种，功率多在500kV.A以下，并带有有载调节电压的装置，以适应不同操作时期的需求。炉衬用镁砖砌筑，采用石墨电极。

电硅热法微碳铬铁冶炼的主要原料有铬矿、硅铬合金和石灰。也有的配加萤石和铁鳞。铬矿应是干燥、洁净的块矿或精矿，块度小于50mm;含Cr2O3>40%，Cr2O3/∑FeO>2.0，含磷量不应大于0.03%。按所冶炼的微碳铬铁的牌号选择不同含碳量的硅铬合金。

2.微碳铬铁冶炼之铁热兑法

热兑法微碳铬铁冶炼工艺是将预先熔化的铬矿—石灰熔体和硅铬合金载炉外铁水包中进行热兑操作，从而制得微碳铬铁。热兑法微碳铬铁冶炼按对熔渣中Cr2O3的分阶段还原的次数可分为一步热兑法、二步热兑法、三步热兑法。
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