试论电弧炉炼钢基本操作工艺规程模板.doc

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1. 目标和适用范围
本规程为我厂电弧炉炼钢基础技术操作守则，是炼钢生产操作和技术检验基础依据。适适用于电弧炉炼钢。各钢种具体操作工艺，详见《电弧炉炼钢分钢种技术操作规程》。
2. 确保电弧炉正常冶炼要求
2.1 换新炉体后第一炉只准冶炼一般碳素钢。新炉体第一炉必需做到：a．新炉体和新钢包不得在同一炉使用；新出钢槽，新钢包不得用于关键钢。b．配碳量要合适提升，熔化期不得吹氧助熔，确保氧化期脱碳≥0.50％。
2.2 炉体损坏严重，经过大补炉，垫炉底后，前三炉不得冶炼关键钢。只能冶炼不作关键用途碳素钢。
2.3 上炉冶炼高合金钢，下一炉必需冶炼含有对应合金元素低合金钢。配料和熔炼全部要考虑合金元素影响。电弧炉熔炼铸铁后，下一炉应根本熔清炉底残铁，预防还原期或成品钢忽然涨碳。
2.4 原材料（尤其是铁合金）使用前必需确知其化学成份，不然不得使用。
2.5 送电前应仔细检验水冷系统和机电设备，发觉故障应立即处理。确保水冷系统水流通畅，不漏水。
2.6 送电前调整好电极长度，必需留一螺丝孔长度在外，并上好电极螺丝接头。熔化期发觉炉料不导电或电极卡头打弧时，必需立即停电处理。
2.7 冶炼各期必需专员集中精力，看好电表。严禁带负荷停电、送电。必需在停电后由专员操作，切除或带上电抗。电表员必需严格要求送电。班长要控制好熔炼各期温度，避免还原期后升温。
2.8 测量钢液温度要有代表性。以热电偶测温。测温前必需充足搅拌钢铁和炉渣。
3. 配料
本节关键指钢铁料准备。配料其它注意事项，详见《电炉炼钢用原材料及配料规程》。
3.1 必需按所炼钢种、冶炼方法及生产计划，确定具体配料方案。全部合金废钢，尤其是车间内部浇冒口、注余、包底、废铸件等要分类管理，按计划合理使用，不得用作一般废钢。
3.2 采取氧化法冶炼时，炉料配碳量应能确保氧化期脱碳量要求。钢铁料中不足碳量，可配入生铁或废电极块补足。
3.3 废钢中不得混入有色金属，如：铜、铅、锡、锌、铝等，尤其是巴氏轴承合金，一经发觉，必需立即检出送交废品库集中处理。废钢中不得混入封闭容器及易燃爆物品。浇道上耐火砖及废铸件上砂子必需清除洁净，确保炉料良好导电。
3.4 炉料应大小块度搭配，尽可能降低装料次数，加速熔化。
3.5 炉料必需正确称量，依据生产计划要求，配好料。配料单上必需正确填写熔炼炉号、钢号、料斗号和炉料重量。如配合金废钢和生铁必需清楚写明。配料员必需在料单上署名。
4. 补炉
炉体耐火内衬好坏直接影响炼钢质量。加强炉体维护、延长炉体寿命，是电炉炼钢关键步骤。
4.1 上一炉出钢前应准备下一炉补炉材料。通常采取卤水镁砂，即原装镁砂或加工镁砂（粒度≤8㎜）加卤水8–12%（密度≥1.3g/㎝3），拌和均匀。炉体侵蚀严重时，可在冷态下，用碾制沥青镁砂贴补。配制方法为70％沥青镁砂＋30％镁砂粉，外加5–10%卤粉在轮碾机中碾匀后，合适加水碾制而成。
4.2 出完钢炉体回正后，将炉门坎清理到合适高度，仔细检验炉坡、渣线，清除残渣。炉料要趁高温，做到快速、薄补，方便烧结。出钢口有坎时，必需打平，以利出钢时钢流顺畅。依据装入量大小，注意垫好炉门坎。超装量大时，要尤其注意保护门框水箱脚。
4.3 炉底局部起坑时，应快速扒净残钢残渣，用沥青镁砂填平。如凹坑较深时，可用沥青镁砂砖填入坑底，用沥青镁砂充填空隙，找平，面上撒一层沥青粉。
4.4 间隙开炉前冷补炉时，应先清除炉底、炉坡、渣线处残渣，用卤水镁砂仔细补修，炉墙损坏处一并修补。炉体情况不好时，不冶炼合金钢和关键产品用钢。
5. 装料
5.1 装料前，炼钢班长在生产现场对照配料单检验炉料，查对重量，以免装错料。
5.2 装料时，先在炉底垫石灰1–2%（占炉料重量）。炉底上涨时可不垫石灰，在熔化期酌情加入，以利提前形成炉渣，早期脱磷。
5.3 装料、压料要有专员指挥行车，预防碰撞炉墙。当料堆高时，不得强行开进炉体，应设法拉平或压平。装料后要检验炉料是否接触炉门框水箱和水冷炉盖，如有应立即排除。超装量大时，加最终一、二次料前，应加堵炉门坎，预防跑钢。
6. 熔化
熔化期占全炉冶炼时间二分之一以上，耗电量占全炉60–70%。所以，抓紧熔化期操作，合理吹氧助熔，加速炉料熔化。做到早期脱磷，为氧化期发明良好条件，对增加产量、确保质量、降低电耗全部有重大意义。
6.1 熔化期采取最大功率供电。无大塌料时，应尽早切除电抗。
6.2 熔化期炉底形成熔池，炉料发红，可吹氧助熔，切割废钢，破坏炉料搭桥，加速熔化。助熔氧气压力0.5Mpa左右，氧焰不得触及炉底，炉坡和炉墙，不得用吹氧管推料。吹氧人员必需集中精力，注意安全。
6.3 熔化末期，依据配碳量和含磷量高低，可加入不超出炉料重量1.5%碎矿石成氧化铁皮放早期渣，并补充适量石灰、萤石，造好流动性良好熔化渣，以利脱磷。熔化期石灰总量（包含垫炉底石灰）为炉料重量2–4%。
6.4 冶炼含镍、钼钢号，可按规格中、下限加入镍、钼（应考虑废钢中合金元素）。
6.5 当炉料熔化90%左右时，可取参考样分析C、P，依据化验结果或火花判定，决定是否需要扒渣增碳，以确保氧化期脱碳量，取样分析C、P、S、Cr、Ni、Cu等元素。脱碳量以此样为准。
7. 氧化期
氧化期任务是经过氧化脱碳，熔池沸腾，从而脱磷去气体（N、H）和夹杂物，同时提升钢液温度，达成或略高于出钢温度。
7.1 矿石氧化法和吹氧氧化法
7.1.1 要求铸造用钢或其它关键钢号氧化期脱碳量必需≥0.30%。化验碳不能满足脱碳量要求时，应扒渣增碳，取样分析合格后，再开始氧化。
7.1.2 依据化验结果，成份适宜，温度1560–1580℃，方许加矿石或吹氧。应分批加矿，勤搅拌、勤调渣，做到高温氧化，活跃沸腾，自动流渣，均匀升温。脱碳速度不宜过快，严禁低温加矿，以防发喷跑钢。保持氧化期渣不少于3%。
7.1.3 含磷量较高时，可采取矿石氧化法或综合氧化法：前期加矿石氧化，换渣去磷后吹氧去碳，或边加矿边吹氧。钢液含磷较低时，可采取全部吹氧脱碳法。
7.1.4 吹氧脱碳时，吹氧管插入熔池深度为150–200㎜。保持和水平成30°左右倾角，并左右摆动，以利均匀脱碳，预防局部过热，炉底如无冷钢凝结，则严禁吹炉底。吹氧压力0.8–1.2Mpa。
7.1.5 加完矿或吹完氧5分钟后，搅拌取样分析碳、锰、磷及对应合金元素，并调整锰量：中碳钢≥0.20％Mn，低碳钢≥0.30％Mn。
7.1.6 从加完最终一批矿或吹完氧到扒氧化渣这一段时间为纯沸腾时间，要求：末批加矿石时≥10分钟，吹氧时≥5分钟。
7.2 返回吹氧法
7.2.1 为了回收废钢中合金元素，不加矿石氧化。直接吹氧去碳，经预脱氧后，依据含磷量高低确定采取单渣法、部分单渣法或双渣法进行冶炼。
7.2.2 炉料由电炉返回钢和清洁废钢组成，配入合金元素不得超出要求上限。含钼钢种，包含炉料中Mo，用Fe-Mo将Mo加到规格中限。
7.2.3 熔化末期可吹氧助熔，如磷高也可加入1.0-1.5%矿石（占料重），熔清后取样全分析，温度、成份适宜，即可吹氧脱碳，要求脱碳量≥0.15%。吹氧脱碳后，取样分析，然后加1-2kg/t硅铁粉或硅钙粉进行预脱氧，待炉渣流动性良好，渣色变亮可扒除大部分渣，造新渣进行还原。其它同氧化法。
7.3 还原前扒渣及增碳要求
7.3.1 扒渣条件：
⑴扒渣碳要求≤控制下限，冶炼合金钢时，应考虑铁合金增碳量。冶炼低碳钢时，扒渣碳不得低于0.05％（分钢种规程有要求者除外）。
⑵扒渣磷要求≤0.020％，含磷量上限≤0.030％钢种，扒渣磷要求≤0.010％。
⑶扒渣温度应不低于出钢温度。
7.3.2 扒渣时，可先带电扒渣，不得使钢液暴露。等到化验结果合乎扒渣条件，方可停电和升起电极快速扒渣，应可能扒净氧化渣。不氧化法和返回吹氧法采取单渣冶炼钢种，还原前先调整好炉渣流动性，但不得过稀，以免还原期增碳。
7.3.3 纯沸腾时间，温度和磷均合乎要求，而碳比要求高0.03-0.05%时，可作以下处理：
⑴吹氧或加矿去碳，取样分析，纯沸腾时间≥5分钟，可不等化验结果扒渣还原。
⑵扒渣后不加Fe-Mn，造稀薄渣后吹氧去碳至要求要求。
7.3.4 扒渣后如碳过低，可在裸露钢液面上加干燥炭粉增碳，增碳量≯0.10%，炭粉回收率按40-60%计算，加入后应充足搅拌，也可在稀薄渣下加干燥生铁增碳。
8. 还原期
还原期关键任务是脱氧、脱硫、调整钢液成份和温度。还原期是确保钢液质量关键步骤。
8.1 扒渣后如需增碳，应快速加炭粉增碳，然后加稀薄渣料：石灰20-50 kg/t，萤石4-5 kg/t，火砖块4-5 kg/t。还原期总渣量为料重3-5%。
8.2 调整Mn至规格下限。薄渣形成后，有预脱氧要求钢种，插铝0.5 kg/t，随即加入扩散脱氧剂。通常采取硅铁粉白渣法还原。硅铁粉总用量3-6 kg/t，硅回收率为40-60%，第一批硅铁粉用量≤2.5 kg/t，加完后酌量加入炭粉，紧闭炉门和炉盖加料孔，保持炉内正压，加完后隔5-7分钟，搅拌钢液和炉渣，可适量加石灰，再加第二批硅铁粉，用量≤2.0 kg/t，以后各批硅铁粉用量＜1.0 kg/t，并酌量加炭粉。
8.3 加完第二批硅铁粉后5-7分钟，在白渣下充足搅拌，取样分析C、Mn、Si、P、S及所需合金元素，同时测温，酌量加入Si、C粉，再经过5分钟后，搅拌取全分析样及渣样，通常要求（FeO）＜0.8%。同时取圆杯样检验脱氧收缩情况。
8.4 铬钼及铬钼钒等合金铸钢，在出钢前加入预热钛铁，不计烧损加Ti 0.05%。
8.5 整个还原期切实控制好温度、还原气氛和化学成份，C、Mn、Si及合金元素化验试样必需不少于2个，出钢前30分钟内，必需要有C分析结果。出钢前10分钟，必需要有测温数据。出钢温度通常要求：低碳钢1610-1630℃，中碳钢1600-1620℃。如铸件浇注箱数较多，则应合适提升出钢温度。
8.6 如含碳量偏低，可加入干燥低磷生铁增碳。生铁增碳量不超出0.06%，加入生铁到出钢要有一定熔化时间，并加强搅拌。加入生铁量达15 kg/t小时，经15分钟后，生铁全熔方许出钢。合金钢炉后不得用炭粉增碳，45钢及以下碳素钢，炉后炭粉增碳量不得超出0.03%。
8.7 整个还原期应在弱电石渣或白渣下精炼，注意保持炉内还原气氛和炉渣流动性。出钢时必需是流动性良好白渣，不得在黄渣或弱电石渣下出钢。
8.8 依据还原试样化验结果，调整钢液成份，标准上C、S必需进入规格方许出钢，如C比控制下限低0.03%以内，可在补加高碳料（高碳铁合金或增碳生铁）后，确有把握情况下出钢。
8.9 出钢口及出钢槽应常常注意维护，保持形状，大小正常，烘烤干燥。出钢前5分钟打开出钢口，清扫出钢槽。
8.10 出钢前5分钟内不许加炭粉。出钢前3分钟内，插铝终脱氧，插铝后不得加入Fe-Si粉。插铝后经充足搅拌，提升电极停电出钢。终脱氧插铝量要求要求以下：低碳铸钢1.0kg/t，中碳铸钢及Q235A2钢锭0.8kg/t，铬钼及铬钼钒铸钢0.3 kg/t。出钢槽随钢流加Ca-Si合金粒1.0 kg/t。
8.11 出钢应做到：⑴钢流不冲刷塞杆及包壁；⑵先出渣后出钢，渣钢混出，以利混渣脱硫。浇注组必需有专员指挥行车降落和移动钢包，和倾炉亲密配合。出完钢，钢液镇静不少于5分钟后浇注。
9. 加入铁合金通常要求
9.1 铬铁：在稀薄渣下，按计算加到规格下限或比下限少0.10-0.20%，方便还原期调整含碳量：出钢前补加Cr≥0.20%时，Fe-Cr加入后≥10分钟方可出钢，补加Cr＜0.20%时，Fe-Cr加入后≥7分钟方可出钢。铬回收率按95%计算。
9.2 锰铁：可在扒渣后随稀薄渣料加入或在薄渣形成后加入。出钢前调整Mn，加入锰铁到出钢时间要求和铬铁相同。锰回收率按95-98%计算。
9.3 硅铁：冶炼含硅合金钢时，于出钢前加入烘烤过Fe-Si块。通常钢加入少许Fe-Si时，于出钢前5分钟加入，加入后要充足搅拌，预防Fe-Si块裹入渣中。硅回收率按94-97%计算。
9.4 钼铁：在熔化末期按规格中下限加入，还原期尽可能不调整钼，加入Fe-Mo距出钢时间应≥15分钟。钼回收率按95-98%计算。
9.5 钒铁：必需在还原期脱氧良好白渣下，距出钢前5-8分钟加入，补加Fe-V不许用粉末，Fe-V加入后应随即加一批硅铁粉或硅钙粉，以确保钒回收率。钒回收率按85-95%考虑。
9.6 钛铁：在出钢前3分钟内良好白渣下加入。
9.7 硅钙合金（粒状或小块状）：出钢时随钢流加入出钢槽中。Ca-Si粒块度应为5-15㎜，Ca-Si合金中Si回收率按60-70%估量。
9.8 稀土硅铁：出钢时先出钢水，稀土硅铁加入钢包中，钢水出完后才能大量出渣。如稀土硅铁钢号出钢温度比不加稀土钢号提升20-30℃，以防产生稀土类夹杂，同时要尤其注意其增Si量。
9.9 金属铈和稀土合金：在良好白渣下部分随钢流加入钢包，先出钢水，待稀土全熔后，方可大量出渣。亦可在出完钢后，用钟罩将稀土插入钢包。进行稀土处理时出钢温度对应提升20-30℃，以防产生稀土类夹杂。