炼钢工艺流程

炼钢工艺流程造渣：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。

碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期及出钢等7个阶段。

一、原材料准备废钢是电弧炉炼钢的主要材料，废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率，因此，对废钢质量有如下几点要求。

1）废钢表面应清洁少锈，因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能，延长熔化时间，还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。

废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率，并增加钢中的含氢量。

2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。

铅的密度大，熔点低，不溶于钢液，易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故；锡、砷和铜易引起钢的热脆。

3）废钢中不得混有密封容器，以及易燃、易爆物和有毒物，以保证安全生产。

4)废钢化学成分应明确，且需按成分分类存放，硫、磷含量不宜过高。

5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过300mm×300mm，最大长度不宜超过350mm)。

二、补炉一般情况下，每炼完一炉钢后，在装料前要进行补炉，其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位，以维持正常的炉体形状，从而保证冶炼的正常进行和安全生产，补炉的要点如下：1)出钢后立即检查炉衬，需填补炉底时，应先将炉底残渣全部扒出，然后进行填补。

补炉的原则是高温、快补、薄补，维护炉膛原状。

2)补炉料要提前半个小时混合均匀，补炉后放下电极烘烤30min，若补镁砂量较大，应酌情延长烘烤时间。

三、配料及装料配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。

合理的配料能缩短冶炼时间。

配料时应注意以下几点：一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量；二是炉料的大小要按比例搭配，以达到好装、快速熔化的目的；三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用；四是配料成分必须符合工艺要求。

装料前应先在炉底铺上一层石灰，其重量约为炉料重量的2％，以便提前造好熔化渣，有利于早期去磷，减少钢液吸气和加速升温。

装料时应将小料的一半放入底部，小料的上部、炉子中心区放入全部大料、低碳废钢和难熔炉料，大料之间放入小料，中型料装在大料的上面及四周，大料的最上面放入小料。

凡在配料中使用的电极块应砸成50～lOOmm，装在炉料下层，且要紧实，装好的炉料为半球形，二次加料不使用大块料及湿料。

四、熔化期在电弧炉炼钢工艺中，从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。

熔化期的任务是将固体炉料迅速熔化成钢液，并进行脱磷，减少钢液吸收气体和金属的挥发。

熔化期的操作工艺如下：1)启弧阶段。

通电启弧时炉膛内充满炉料，电弧与炉顶距离很近，如果输入功率过大、电压过高，炉顶容易被烧坏，因此一般选用中级电压和输入变压器额定功率的2／3左右。

2)穿井阶段。

这个阶段电弧完全被炉料包围，热量几乎全部被炉料吸收，不会烧坏炉衬，因此使用最大功率，一般穿井时间为20min左右，约占总熔化时间的1／4。

3)电极上升阶段。

电极“穿井”到底后，炉底已形成熔池，炉底石灰及部分元素氧化，使得在钢液面上形成一层熔渣，四周的炉料继续受辐射热而熔化，钢液增加使液面升高，电极逐渐上升。

这阶段仍采用最大功率输送电能，所占时间为总熔化时间的1／2左右。

4)炉料熔化过程中，应根据炉料中含P量的高低，可分批加入适量的石灰及矿石造渣，以利于脱P，加入的石灰量约为炉料重量的1％～2％，为了调整炉渣的流动性，可加入适量的氟石。

5)在熔化过程中应不断“推料助熔”，当大部分炉料开始熔化时可采取吹氧助熔，加速炉料熔化，吹氧时采用浅吹提温，插入钢液深度<，氧气压力为0.4～0.5MPa。

︒～45︒lOOmm，角度为306)熔化末期采用较低电压供电，炉料全熔后，充分搅拌钢液，取样应在熔池中心处取钢液分析C、P、S，掌握元素含量，作为后阶段进行氧化、还原反应和控制元素含量的依据，如钢液含碳量不足时，在开始氧化前必须进行增碳。

五、氧化期加入氧化剂，使钢液中的碳氧化而熔池产生沸腾的阶段叫氧化期。

氧化期的主要任务是脱碳、脱磷，以及去除气体和夹杂物，并提高钢液温度。

氧化期的操作工艺如下：1)氧化期前一阶段，钢液温度较低，主要是造渣脱磷，炉内的脱磷反应为：5FeO+2Fe3P=P205+11Fe+QP205+CaO=CaO•P205+Q由以上反应可看出，要提高脱磷效果，必须造成强氧化性(WFeO为12％～20％)、强碱性(CaO浓度要高，R=2～3)的炉渣，炉渣流动性要好。

适当偏低的温度，加强钢渣的搅拌，以利于脱磷反应的进行。

2)当钢液温度达到1550℃后，氧化期进入第二阶段。

氧化第二阶段主要是进行氧化脱碳沸腾精炼，以去除钢液中的气体和夹杂物。

我公司在实际生产中氧化脱碳采用矿石+氧气结合脱碳法，炼钢过程中碳的氧化反应是一个非常重要的反应，其有利于整个熔池的迅速加热，也有利于钢液成分的均匀化。