三相电弧炉炼钢操作规程

制定审核批准生效日期2007.02.1三相电弧炉炼钢操作规程总则1.本规程适用于5吨和15吨碱性三相电弧炼钢炉（以下简称电炉）的炼钢操作。2.规程是生产技术领域中的法规，是实际操作的重要依据，是确保产品质量的主要技术文件，务必融会贯通，严格执行。3.为确保正常炼钢和钢液质量，冶炼前必须对炉衬、炉盖、出钢槽、盛钢桶进行例行检查。在下述情况下，不得冶炼锻制钢锭、电工纯铁、高合金钢、高强度和超高强度级别、三级以上探伤要求、对气体、夹杂有严格要求以及有其它特殊要求的钢种；3.1大修炉后的前5炉，中修炉后的前3炉；3.2冷停炉超过24小时后的第一炉，有特殊要求的前2炉；3.3炉衬损坏严重、接近中修或炉坡、渣线修补面积超过1/5时；3.4新出钢槽第一次使用或出钢槽修补面积大于1/3时；3.5新砌的盛钢桶、长期没有使用的旧盛钢桶、修补量较大的旧盛钢桶第一次使用。4.冶炼高合金钢和一些有特殊要求的钢种时，要考虑该炉前1~2炉钢液成分对本炉的影响，同时也要考虑冶炼高合金钢后，对下炉化学成分的影响。如有不良影响，要与相关部门联系修改计划。5.送电前应仔细检查水冷、机电、风动、液压和测温系统等是否正常。易脱落的电极及接头及时处理。6.出钢后，炉底原则上不允许有残留钢液。7.凡跟钢、渣接触的工具都应干净、干燥。操作平车、平台干净，电炉周围场地干净、干燥、整齐、道路畅通。通用规程氧化法冶炼1.原、辅材料及配件1.1所用原材料必须符合“炼钢原材料及辅助材料技术条件”严禁有毒、有害、易燃、易爆物以及对钢液质量有害的金属和非金属进入炉内。1.2应根据所炼钢种冶炼方法、原材料成份、前炉钢对本炉钢的影响、冷停炉时间长短的影响、吹氧助熔的需要、计划钢产量等进行仔细计算，拟制配料单，配碳量应保证全熔化后氧化沸腾脱碳的需要，生铁配入量不得超过炉料重的15%，不足之碳量可配入电极块或冶金焦碳补足。1.3所配炉料大小块度应合适，配比为：大块料20~40%，中块料30~40%，小块料（包括钢屑）30~50%。1.4钢铁料等装入料桶时应有适当的顺序：先于装料桶底均匀地铺上一层钢屑或轻薄小块料，大块料放置在这层料上，若配有增碳剂亦加于此，其四周用中、小料填充，当装入合金铁，特别是低碳、微碳和稀贵合金铁时，要装在靠近装料桶的桶壁处（相当于电炉内炉坡、炉墙处）。最后在上面铺一层小料。装料时应将难熔大块料置于高温处，炉料应摆放密实，不能有搭桥、超高现象，以保证每桶钢铁料装入炉中后，炉前操作人员不必压料、重新摆料、吊炉盖等不良操作。1.5对熔清后化学成份的要求：碳：各钢种成品成份碳含量的下限＋最低脱碳量＋0.15%－0.10%磷、硫：5t炉≤0.07%；15t炉≤0.08%有特殊要求者按工艺。1.6铁合金、石灰、萤石、矿石、脱氧剂等块度符合要求；规格、数量符合计划；干燥、烘烤符合规定。1.7出钢量与计划偏差：5t炉：＋3%－2%15t炉：＋3%－1%2.补炉2.1补炉材料采用小于3㎜的镁砂拌和8~10%的卤水（卤水比重＞1.25）。2.2出钢前做好补炉准备工作，出钢后，仔细检查炉体各部分的情况，在炉底正常和对下一炉钢的冶炼无不良影响的情况下，炉底残余的钢渣和钢液可以不扒出，补渣线前应扒除渣线上的残渣。补炉必须做到快补、薄补、热补，保证炉底、炉坡形状、尺寸和渣线正常。2.3炉底若有凹坑，应在清除残钢、残渣后用卤水镁砂填实捣平，炉底损坏较严重、补镁砂较多时，补后应下电极闷烘10分钟以上。2.4当炉坡、渣线损坏严重，修补面积较大时，可在停炉若干小时后，彻底清除需修补部位的残钢、残渣，用卤水镁砂进行非热补。所用镁砂必须是经干碾一段时间，粒度配比符合要求，再加卤水混碾合格。补时在修补部位洒少量卤水，再铺上镁砂打实。2.5若炉底上涨，在装料前加适量萤石、矿石或在补炉时用硅砂浸蚀后扒出。出钢口方向炉坡坡度必须保持正常，以保证钢液出尽。3装料3.1装料前应在炉底上铺入占炉料量2%左右的石灰（也可同时加入适量的氧化铁皮与矿石），炉底上涨时则不加石灰。3.2装料时，料桶必须对正炉子中心略偏向2#电极，当桶底距炉底约300~800㎜（小炉取下限，大炉取上限，在料桶链板不粘炉底残钢、渣的前提下，尽量放低距离）始可升起小钩放料。4配电制度所列炉别电力曲线适用于碳素钢和低合金钢氧化法冶炼，也可供冶炼其它钢种时参考，在冶炼过程中可根据钢液温度情况对电力曲线作适当的调整，要防止在还原期停电降温或后期升温。5吨炉电力曲线见图一（变压器功率为3200kw）变压器功率7000kw15吨炉电力曲线见图二，变压器为9000kw的Ⅱ、Ⅲ期电流可适当加大。5熔化5.1从形成熔池至全熔，应分批加入适量的石灰、小块矿石或氧化铁皮，熔化期渣量一般为炉料量的2~4%（包括装料时铺盖炉底的石灰；15吨炉按下限，5吨炉按上限）。5.2当炉料熔化60%以上时,可以吹氧助熔,氧气压力≤0.7Mpa(表压)，吹氧时吹氧管嘴不准接近炉底、炉坡和炉墙。5.3炉料全部熔清后搅拌取样分析碳磷和其它需要分析的元素，对残余元素有明确要求的钢种一定要分析，一般钢种可抽检。5.4全熔前后发现碳低，不够规定的氧化沸腾脱碳量时，应增碳后再进行氧化。5吨炉电力曲线（图一）功率ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ熔化期氧化期出渣还原期时间（分）Ⅰ220V8000~9000A电抗（5~15分钟）Ⅱ240V8000~9000AⅢ139V6000~8000AⅣ200~220V7000~9000AⅤ127V6000~8000AⅥ127V2000~5000A15吨炉（变压器功率7000kw）电力曲线（图二）功率ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ熔化期氧化期出渣还原期时间（分）Ⅰ169V12000~15000A（5~10分钟）Ⅱ246~294V12000~15000AⅢ222~294V12000~15000AⅣ169~222V12000~15000AⅤ222V12000~15000AⅥ128~169V8000~12000AⅦ128~155V6000~10000A6氧化6.1若全熔分析磷高，可全部或部分扒除熔化渣，另造新渣。利用低温期，加大渣量，不断地分批量造渣、流渣或扒渣，将磷降至要求。6.2炉料全熔碳含量符合规定时，可以用下列二种方法中的任意一种进行氧化，脱碳速度为0.01~0.02%C/min。6.2.1氧气法：开始吹氧温度不限，氧气压力＜0.8MPa(表压)吹氧结束后3~5分钟即可取样分析。6.2.2综合氧化法:加矿吹氧同时时行，开始前温度需符合加矿温度规定，吹氧、加矿结束后，要静沸腾一段时间后才取样。其余规定同前，在冶炼中可将这二种方法交叉灵活运用。6.3氧化期应在流动性良好的薄渣下进行，尽量做到自动流渣。6.4脱碳量：碳素钢浇普通铸件：≥0.15%；低合金钢、高锰钢：≥0.20%；对铸件有一般探伤要求：≥0.25%；对铸件有一、二级探伤要求、高合金钢、高强度钢：≥0.30%；有特殊要求者按工艺。6.5还原前对磷含量的要求：磷含量=规格－0.015%－铁合金的增磷总量(%)7扒渣7.1温度、碳、磷合符要求，迅速扒尽炉渣进入还原期。7.2需增碳时，应在扒渣后的钢液面加增碳剂或在稀薄渣下插电极，但增碳量≤0.10%。8还原8.1扒渣后立即加入稀薄渣料：石灰16~20㎏/t钢液，萤石4~6㎏/t钢液，同时加入锰铁，使锰接近成份规定下限。8.2低碳钢种采用白渣,中、高碳钢采用白渣或弱电石渣还原。8.3稀薄渣形成后，加入碳粉、碳化硅粉等还原剂；封闭炉门：5吨电炉10分钟以上，15吨电炉15分钟以上，封闭期间仅允许打开炉门补加还原剂，还原渣形成后，搅拌测温取样分析成份，根据分析结果调正成份，准备出钢。8.4整个还原期要始终保持炉内还原气氛，形成白渣后应保持白渣直至出钢。8.5如需增碳可用烘烤过的无锈、低磷炼钢生铁，其量应≤钢液量的1.0%，其中碳按100%回收，加生铁至出钢应≥10分钟，或者插电极增碳。8.6出钢前5分钟内不准向炉内加入各种碳质材料。8.7在完成各项操作并达到规程要求的前提下应尽量缩短还原时间。9合金铁的加入（表1）合金铁名称加入时间、方法回收率%（参考值）镍装料、熔化末期、氧化初期加入，大于出钢前10分钟调整97~99钼装料、熔化末期、氧化初期加入，大于出钢前10分钟调整92~98铜装料、熔化末期、氧化初期加入，大于出钢前5分钟调整98~100铬铁还原期加入，大于出钢前10分钟调整92~97锰铁还原期加入，大于出钢前10分钟调整90~97钨铁一般在还原期加。低钨钢（钨≤3.0%）可以在氧化末期加,当补加钨＞0.5%时,加后≥30分钟出钢,当补加钨≤0.5%时,加后≥20分钟出钢90~96硅铁出钢前5~10分钟加入(钢号不含硅者取下限,含硅者取上限)90~95钒铁出钢前10~15分钟加入(钒≤0.30%者取下限,高者取上限)90~95钛铁作为脱氧剂时,出钢前4分钟加入,炼低钛钢时,出钢前6分钟加入,炼高钛钢时(钛≥0.50%)扒部分渣后停电加入,并应将上浮钛铁压入钢液中,钛铁加完至出钢≤9分钟50~75硼铁出钢时顺钢水流加入盛钢桶中30~60铌铁出钢前10~15分钟加入80~95稀土金属合金出钢时，先出钢液后出渣，投入钢液流，冲入播入或压入盛钢桶内10~25含氮合金还原期中脱氧良好，钢液铬、锰含量较高时加入。采用装入法时，随炉料装入炉中60~80铝冶炼含铝钢时，出钢前8分钟扒大部分渣后加入40~70锰硅合金还原期加稀薄渣料时加入，收得率：Mn按92~98%，Si按80~90%硅钙作为脱氧剂在还原期插入钢液或出钢时顺钢液流加入盛钢桶10出钢10.1出钢条件：a化学成份合格（按出钢前的计算结果）；b钢液脱氧良好，试样表面下缩；c渣白，流动性良好；d钢液温度符合规定；e钢包烤红。10.2出钢前3分钟内按规定量向熔池插铝终脱氧,插后充分搅拌，出钢时不应冒铝焰。10.3出钢口应开得宽大畅通，炉盖和出钢槽每天白班必须吹净，出钢槽应干燥，不准有凝固钢存在，形状应正常，出钢时钢流不散。10.4对大多数钢号应采取钢渣同出，对炉后加稀土等合金之钢号应先出钢液后出渣。10.5严禁在出钢流和盛钢桶中加碳质材料增碳。10.6盛钢桶在烘烤前应吹扫干净，烘烤符合要求。10.7出钢前停电，抬起电极，出钢时倾炉不得过急。10.8出钢后清扫维修出钢槽后，用石灰堵塞出钢口。10.9出钢完毕取成品样分析。向塞杆周围投加保护剂。10.10向渣面加盖草灰等保温，钢液镇静5~15分钟后开始浇注。返回法、装入法、返回吹氧法1.对一般合金钢和高合金钢允许采用返回法冶炼，某些高合金钢可用返回吹氧法、装入法冶炼。炉料由清洁少锈、干燥的同钢号或同类型合金返回钢、电工纯铁、软钢、合金铁等组成，配料时应考虑上一炉冶炼钢号对本炉钢成份的影响和其它因素，并对碳、磷和有关合金成份进行仔细计算。2.应注意造好熔化期炉渣，允许吹氧助熔的钢种，吹氧时间应比氧化法稍晚，吹氧量要有控制，以减少合金元素的烧损，返回吹氧法配料应保证炉料全熔后可吹氧去碳0.10~0.15%。3.全熔毕取样后情况正常时，调整钢液温度和成份。渣调好后可以不除渣进入还原期。如要采用全部或部分除渣，另造新渣操作时，应先加碳粉、硅铁粉、硅钙粉等还原剂预先还原，回收渣中合金元素后再扒渣、造新渣。碳磷等合适，可进入还原期后续操作。4.上述三种冶炼方法中，其它操作均同氧化法有关操作，特殊操作按分钢种冶炼技术操作要点执行。5.为避免钢液成份和温度不均，应加强搅拌。几点说明1.测量钢液温度可采用以下三种方法：1.1使用热电偶测定钢液温度数值单位为“℃”。1.2计算在样勺中的钢液结膜秒数，数值单位为“秒”（S）。1.3测量在样勺中的钢液不沾勺的停留时间，数值单位为“秒”（S）。2.测量出钢温度须连续两次的测温值都在规定的出钢温度范围内，方能予以认可。连续两次测温值读数差不超过15℃，认为有效，否则重测。3.在冶炼中若遇特殊情况不能按本规程操作时，可由中检人员、当班班长、值班段长共同商量临时处置措施，并予以详细记录。分钢种操作要点“分钢种操作要点”以“通用规程”为依据，其未规定的事项均按“通用规程”执行。1结构钢1.