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中频炉—冶炼的配料及分类

2012年04月01日

第一节冶炼方法的分类: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:
  (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。不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。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。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。
  第二节配料的要求与计算: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。配料的首要任务是保证冶炼的顺利进行。
  一、对配料的基本要求:1、准确配料: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。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。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。
  2、钢铁料的使用原则:钢铁料的使用原则主要考虑装料方法、冶炼方法、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、配料量=装入量—铁合金总量—矿石进铁量—余钢回炉量;2、装入量=出钢量/钢铁综合收得率;3、铁矿石进铁量=铁矿石加入量×含铁量×铁的收入率.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。
  第三节装料方法及要求:一、装料方法: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。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。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。
  二、对装料的要求: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。
  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。
  要达到致密,装料时必顺依靠大、中、小炉料合理的搭配。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。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。
  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。
  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。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。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。
  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: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。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。
  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。
  二、送电:炉料入炉后,在送电前应对炉盖、电极、机械传动系统、水冷系统、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,以利于一次穿井成功,应先拧紧,减少冶炼过程中造成停工现象。

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