感應中頻電爐煉鋼工藝2

1、感應中頻電爐煉鋼工藝1. 中頻感應電爐主要技術(shù)性能 表1-1中頻感應電爐主要技術(shù)性能序 號技 術(shù) 性 能電爐容量額定功率500感應圈電壓2000相 數(shù)1頻率Z1000每千克鋼液功率消耗0.55工作溫度/1600熔煉時間/min 70每噸鋼液消耗電量/KW·h770耗水量/ m3·h-14.5坩 堝尺 寸直徑（爐口/爐低）/mm高度/mm560/480800爐體外型尺寸（長/mm×寬/mm×高/mm）2120×2700×38002. 坩堝的打結(jié)坩堝材料：一般有酸性坩堝材料和堿性坩堝材料兩種。1）酸性坩堝：以硅沙做耐火材料，對化

2、學成分的要求為w(SiO2)=90%99.5%,雜質(zhì)含量：w(Fe2O3)0.5%， w(CaO)0.25%, w(AL2O3) 0.2%, w（水）0.5%,對粒度的要求見表1-2。表1-2感應電爐酸性坩堝材料組成材 料 名 稱爐 襯 材 料爐 領(lǐng) 材 料硅沙粒度/mm56230.51硅石粉120.20.5硅石粉配比（質(zhì)量分數(shù)，%）25203025305020打結(jié)爐襯用的材料可采用質(zhì)量分數(shù)1.7%2.0%的硼酸做粘結(jié)劑。對硼酸的化學成分要求是：w（B2O3）98%；w（水分）0.5%。硼酸的粒度小于5mm。爐襯材料的配制方法是將硅沙與硼酸干混，不加濕潤劑。打結(jié)坩堝時應采用干打結(jié)砂，以保證爐襯

3、質(zhì)量。在感應圈以上的爐領(lǐng)（坩堝以上）部分采用強度較高的爐領(lǐng)材料打結(jié)，所用材料粒度較細的硅砂或硅石粉。另加質(zhì)量分數(shù)為10%的水玻璃或質(zhì)量分數(shù)為20%粘土加少量水玻璃做粘結(jié)劑。2）堿性坩堝：采用鎂砂做耐火材料。鎂砂有燒結(jié)鎂砂和電熔鎂砂兩種。電熔鎂砂抗熱沖擊性能優(yōu)于燒結(jié)鎂砂，但價格高。所用的鎂砂須經(jīng)過磁選，清除其中含鐵的雜質(zhì)，以保證坩堝的絕緣性能，燒結(jié)鎂砂的成分應符合（GB/T2273-1998）中MS-88的規(guī)定，制作堿性坩堝所用的粘結(jié)劑及其組成見表1-3。感應電爐堿性坩堝材料組成見表1-4。表1-3 感應電爐堿性坩堝用粘結(jié)劑及其組成（占鎂砂重量的百分數(shù)，%）名 稱硼 酸水玻璃粘 土氟 石硼酸粘結(jié)

4、劑1.52.5水玻璃粘結(jié)劑5水玻璃-硼酸粘結(jié)劑15粘土-硼酸粘結(jié)劑1.51.822.5氟石粘結(jié)劑5表1-4 感應電爐堿性坩堝材料組成電爐容量（KG）坩堝材料組成（質(zhì)量分數(shù)，%）粒度組成（質(zhì)量分數(shù)，%）鎂砂電熔鎂砂電熔氧化 鋁520mm35mm13mm1mm103070803020304525250300050205080202535201000706030403石棉絕緣層為了保證感應器與坩堝內(nèi)部的爐料之間的絕緣并減少坩堝內(nèi)部熱量向外散失，在緊靠感應器有一層用石棉板（或石棉布、玻璃絲布）圍成的絕緣筒。為減少坩堝底部向外散失熱量，在坩堝底部也用23層石棉板做成隔熱片。4坩堝模樣打結(jié)坩堝時需使用模樣

5、以形成坩堝內(nèi)腔的形狀。一般有兩種材料制成；鋼模樣和石墨樣。鋼模樣用鋼板焊成或用鑄鋼制成。常做成中空的。鋼模樣在坩堝打結(jié)完成后一般不從坩堝取出，而是使它在烘干和燒結(jié)坩堝時起電感應加熱作用。在煉第一爐鋼時，鋼模樣即隨爐料一起熔化掉。石墨模樣是用石墨電極材料車制而成。坩堝打結(jié)完成后，在烘干和燒結(jié)過程中不取出模樣，以利用石墨模樣的電感應加熱作用。待坩堝燒結(jié)好后，再將模樣取出。5打結(jié)方法一打結(jié)坩堝的方法及步驟如下：1） 在感應器內(nèi)放好石棉絕緣層。2） 在爐底的石棉層上，鋪2040mm厚的一層坩堝材料，并搗實。3） 放入模樣，對準中心線，并將其固定。4） 分批加入坩堝材料，每批不要太厚，約為20mm30m

6、m,并逐層搗實。小型坩堝以人工操作，用搗固叉進行搗實。應由兩人在對面同時進行操作，邊搗邊轉(zhuǎn)動位置，以保證各部位緊實程度均勻。最不易搗緊的部位是在坩堝下部靠近爐底的錐體部分，須注意操作，務求搗緊。搗實質(zhì)量對于坩堝壽命影響很大。坩堝不緊實，不僅使用壽命短，而且容易產(chǎn)生裂紋，甚至在煉鋼過程中發(fā)生漏鋼事故。5） 打結(jié)酸性坩堝時，當搗到坩堝上部（感應器以上部分）時，改用含粘土（或水玻璃）的硅石粉加固混合料搗制。二坩堝的燒結(jié)燒結(jié)坩堝一般采用供電烘烤法。用鋼板或鑄鋼制成坩堝模樣在烘爐時因感應發(fā)熱可起到烘烤和燒結(jié)坩堝的作用。為此在鋼模樣上可鉆些3mm的小孔，以增大模樣的發(fā)熱能力，加速烘干和燒結(jié)的過程。第一次開

7、爐時最好連續(xù)多熔化幾爐，以便坩堝能充分燒結(jié)。每次開爐熔煉結(jié)束后，應將爐蓋蓋好，以防坩堝受急冷而產(chǎn)生裂紋。6酸性感應電爐煉鋼工藝 酸性感應電爐不適于用氧化法煉鋼，因為氧化法煉鋼的爐溫較高（吹氧后鋼液的溫度可達到1700以上），而酸性爐襯的耐火度相對較低，故爐襯壽命短。酸性感應電爐煉鋼一般造酸性渣，不能脫磷和脫硫。如果爐料條件差，必須在煉鋼過程中脫磷脫硫時，可采取在短時間內(nèi)造堿性脫磷脫硫爐渣來處理鋼液，由于感應電爐中具有電磁攪拌鋼液的作用，鋼液與爐渣接觸面積大，反映速度快，使脫磷或脫硫過程得以迅速完成，因而顯著地減輕堿性爐渣對于酸性爐襯的腐蝕作用。在酸性電爐中脫磷脫硫的方法見表1-5。表1-5 酸

8、性感應電爐內(nèi)脫磷和脫硫方法項 目脫 磷脫 硫造渣材料及加入量%（占鋼液重量的百分數(shù)）堿性造渣材料（石灰：氟石=3：1）加入33.5，氧化鐵皮加入14堿性造渣材料（石灰：氟石=3：1）加入2.53，炭粉和硅鐵粉加入1處 理 時 間爐料熔畢后及時處理還原末期進行處理鋼液溫度條件在較低的鋼液溫度（1520）下進行處理在較高的鋼液溫度（15801620）下進行處理處 理 方 法在鋼液溫度為1520時，扒除原有爐渣，加入氧化鐵皮，攪拌鋼液，送電13min，升溫至1540，加入堿性造渣材料并送電35min，然后降溫至1480左右，扒凈爐渣再造酸性爐渣。出鋼前45 min，將配好的造渣材料加入爐內(nèi)

9、，送電23min，然后加入炭粉，并及時出鋼較好的爐渣成分%CaO=4060,SiO2=1520,MnO=3 6，P2O50.52（堿度R=22.5）CaO=4060,SiO2=2030,MnO=11.5，F(xiàn)eO0.8（堿度R=23）處 理 效 果脫磷效率：15%20%脫磷效率：30%40%酸性感應電爐不用擴散脫氧法脫氧,原因在于酸性爐渣傳遞氧的能力低,再加上感應電爐的爐渣溫度較低,氧的擴散過程需要很長時間才能完成。因此，酸性感應電爐一般都是用沉淀脫氧法脫氧。酸性感應電爐不適合用來冶煉高錳鋼。因為在酸性爐渣的條件下，鋼液中的錳轉(zhuǎn)移到爐渣中較多，錳的吸收率低。它也適合冶煉含鋁含鈦的鋼種，因為鋁、鈦

10、能還原爐襯材料中的SiO2而使爐襯很快損壞。1 酸性電爐配料1） 碳：爐料的平均含碳量按規(guī)定成分下限配入。2） 磷和硫：爐料中磷和硫的平均質(zhì)量分數(shù)均應比規(guī)定成分的限量值低0.005%0.01%。3） 硅、錳及合金元素的吸收率見表1-6可做為配料參考。表1-6 酸性感應電爐不氧化法煉鋼的合金元素吸收率合金元素合金名稱適宜的加入時間合金元素吸收率%碳裝 料 時8895鎳金屬鎳裝 料 時100鉬鉬 鐵裝 料 時98鎢鎢 鐵裝 料 時98鉻鉻 鐵裝 料 時95錳裝 料 時8590錳 鐵出鋼前10min90硅裝 料 時90硅 鐵出鋼前710min100釩礬 鐵出鋼前7min92952 裝料合理布料原則是

11、：在坩堝底部加小塊料，小塊料上加鐵合金，上面加中塊料。坩堝邊緣部位加大塊料，并在大塊料的縫隙中填塞小塊料。爐料應裝得緊，以利于透磁和導電。對于大容量的感應電爐，特別是在連續(xù)生產(chǎn)的條件下，適宜于采用料斗裝料。料斗用鋼板焊制而成，其形狀與尺寸應與坩堝輪廓一致。將預先裝好爐料的料斗隨爐料一起裝入坩堝內(nèi)融化。這種加料方法能提高電爐的利用率，并改善加料操作的勞動條件。3. 酸性電爐煉鋼工藝以冶煉耐熱鋼ZG1Cr25Ni20Si2為例，見表1-7表1-7 ZG1Cr25Ni20Si2鋼酸性感應電爐不氧化冶煉工藝時期序號工序操作要點熔化期1通電熔化開始通電，供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后，逐漸將功率

12、增至最大值2搗料助熔隨著坩堝下部爐料熔化，經(jīng)常注意搗料，防止“搭橋”并陸續(xù)添加爐料3造 渣大部分爐料熔化后，加入造渣材料（一般碎玻璃）造渣，加入的質(zhì)量分數(shù)約為1.5%4取樣扒渣爐料基本上熔畢時，取鋼樣進行全分析，并將其余的爐料加入爐內(nèi)。爐料全熔后，減小功率，傾爐扒渣，并另造新渣還原期5脫氧及調(diào)整成分加入低碳錳鐵和硅鐵脫氧，并調(diào)整硅、錳含量，然后加入低碳鉻鐵調(diào)整鉻量6測溫、作圓杯試樣測量鋼液溫度（要求大于等于1550），并作圓杯試樣，檢查鋼液脫氧情況出 鋼7終脫氧、出鋼鋼液化學成分及溫度符合要求，脫氧情況良好時，每噸鋼液插入鋁1KG，進行脫氧，停電，傾爐出鋼7.堿性感應電爐煉鋼工藝 堿性感應電爐

13、煉鋼可以脫硫脫磷，因而對爐料限制比酸性電爐寬。堿性感應電爐一般采用不氧化法煉鋼。必要時也可以采用氧化法煉鋼，但與電弧爐相比，感應電爐的爐膛直徑較小，吹氧操作時必須特別注意控制吹氧氣流方向及氧氣壓力，避免吹穿坩堝壁。堿性感應電爐煉鋼通常采用沉淀脫氧和擴散脫氧相結(jié)合的方法來進行鋼液的脫氧。根據(jù)具體冶煉的鋼種，可采用炭粉、硅鐵粉、硅鈣粉和鋁粉作為擴散脫氧的脫氧劑。堿性感應電爐適合冶煉碳鋼和各種合金鋼。1 配料和裝料1） 碳：采用不氧化法時，爐料平均含碳量按規(guī)定成分的下限配入。2） 磷和硫：爐料的平均磷的質(zhì)量分數(shù)一般應不超過0.06%；平均硫的質(zhì)量分數(shù)一般應不超過0.05%3） 合金元素；不氧化法中，

14、合金元素的收得率見表1-84） 堿性感應電爐的合理布料原則與酸性感應電爐相同。2煉鋼工藝 表1-9和表1-10為堿性感應電爐不氧化法冶煉工藝的例子。作為參考表1-8 堿性感應電爐不氧化法煉鋼的合金元素吸收率合金元素合金名稱適宜的加入時間合金元素吸收率%碳裝 料 時8895鎳金屬鎳裝 料 時100鉬鉬 鐵裝 料 時100鎢鎢 鐵裝 料 時100鉻鉻 鐵裝 料 時9698錳錳 鐵裝 料 時90金屬錳裝 料 時9497硅硅 鐵出鋼前710min90鋁金屬鋁出鋼前35min9395銅金屬銅裝 料 時100表1-9 ZG1Cr18Ni9Ti 鋼堿性感應電爐不氧化法冶煉工藝時期序號工序操作要點熔化期1通電

15、熔化開始通電68分鐘內(nèi)供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后，逐漸將功率增至最大值2搗料助熔隨著坩堝下部爐料熔化，經(jīng)常注意搗料，防止“搭橋”并陸續(xù)添加爐料3造 渣大部分爐料熔化后，加入造渣材料（質(zhì)量比為：石灰粉：氟石酚=2：1）造渣覆蓋鋼液，加入的質(zhì)量分數(shù)約為1%1.5%4取樣扒渣約95%的爐料熔畢時，取鋼樣進行全分析，并將其余的爐料加入爐內(nèi)。爐料全熔后，減小功率至40%60%，傾爐扒渣，并另造新渣還原期5脫 氧渣料熔畢后，往爐渣面上加脫氧劑（質(zhì)量比為：石灰粉：鋁粉=2：1）進行擴散脫氧。脫氧過程中可用石灰粉和氟石粉調(diào)節(jié)爐渣的粘度，使爐渣具有良好的流動性6調(diào)整成分根據(jù)化學成分分析結(jié)果，調(diào)整鋼液

16、化學成分，其中含硅量應在出鋼前10min以內(nèi)進行調(diào)整7測溫、作圓杯試樣測量鋼液溫度（要求大于等于1550），并作圓杯試樣，檢查鋼液脫氧情況8加鈦鐵鋼液溫度達到16301650，圓杯試樣收縮良好時，扒除一半爐渣后，加入鈦鐵，并將鈦鐵壓入鋼液內(nèi)出 鋼9終脫氧、出鋼鈦鐵熔畢后，每噸鋼液插入鋁1KG進行脫氧，插鋁后23min停電，傾爐出鋼表1-9 ZG1Mn16Al3Si2 鋼堿性感應電爐不氧化法冶煉工藝時期序號工序操作要點熔化期1通電熔化開始通電68分鐘內(nèi)供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后，逐漸將功率增至最大值2搗料助熔隨著坩堝下部爐料熔化，經(jīng)常注意搗料，防止“搭橋”并陸續(xù)添加爐料3造 渣大部分

17、爐料熔化后，加入造渣材料（質(zhì)量比為：石灰粉：氟石酚=2：1）造渣覆蓋鋼液，加入的質(zhì)量分數(shù)約為1%1.5%4取樣扒渣約95%的爐料熔畢時，取鋼樣進行全分析，并將其余的5%爐料加入爐內(nèi)。爐料全熔后，減小功率至40%60%，傾爐扒渣，并另造新渣還原期5脫 氧渣料熔畢后，往爐渣面上加脫氧劑（質(zhì)量比為：石灰粉：鋁粉=2：1）進行擴散脫氧。脫氧過程中可用石灰粉和氟石粉調(diào)節(jié)爐渣的粘度，使爐渣具有良好的流動性6調(diào)整成分根據(jù)化學成分分析結(jié)果，調(diào)整鋼液化學成分，其中含硅量應在出鋼前10min以內(nèi)進行調(diào)整7測溫、作圓杯試樣測量鋼液溫度，并作圓杯試樣，檢查鋼液脫氧情況8插硅鈣鋼液溫度達到1560左右，圓杯試樣收縮良好

18、時，插入質(zhì)量分數(shù)為0.2%的硅鈣進一步脫氧，然后往爐渣面上再加一次石灰粉-鋁粉脫氧劑9插 鋁鋼液溫度達到1580左右，除去全部爐渣，隨即加入質(zhì)量分數(shù)為0.7%的冰晶石粉并進行插鋁（垂直插入爐底）出 鋼9出鋼插鋁后23min停電，傾爐出鋼8鋼的澆注1 盛鋼桶的準備盛鋼桶在使用前，應清理盛鋼桶內(nèi)的殘鋼殘渣，保證盛鋼桶清潔，以避免外來夾雜物帶入鋼液中。新砌盛鋼桶不應用于澆注不銹鋼、高錳鋼等重要鋼種鑄件。2 盛鋼桶的烘烤方式 盛鋼桶在使用前應經(jīng)過充分的烘烤。烘烤不充分時會導致鋼液吸收氣體，并造成鋼液大幅度降溫。 盛鋼桶的烘烤方式一般分四類：用燃油(重油、柴油);用煤氣(天然氣、焦爐煤氣)；用熱廢氣；用焦碳或木炭一般采用前兩種方式。3 盛鋼桶的烘烤要求：1） 一般不小于24h。如盛鋼桶只更換工作層，烘烤時間不小于16h。新砌的盛鋼桶應先用小火烘烤，待水分烘干后再加大火力以提高溫度。2） 正常（包括小修補后）使用的盛鋼桶，烘烤時間應不小于2h。一般可在電爐冶煉送電時開始烘烤。3） 在出鋼前要求將盛鋼桶內(nèi)襯烘烤到600以上，（呈紅色或暗紅色）4鋼液在盛鋼桶中的鎮(zhèn)靜 出鋼后應