碱性电弧炉氧化法炼钢工艺流程

氧化法碱性电弧炉炼钢工艺流程

碱性电弧炉氧化法炼钢是一种以废钢为主要原料、通过电能加热实现高效冶炼的工艺，其核心流程包括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期和出钢七个阶段。

一、原材料准备

废钢是电弧炉炼钢的主要原料，其质量直接影响钢液成分、生产安全及成本效益。具体要求如下：

清洁度要求：废钢需表面少锈、无泥沙油污。污染物会降低导电性，延长熔化时间，增加钢液含氢量，并影响氧化期去磷效果。

有害元素限制：不得混入铅（易沉积炉底引发漏钢）、锡/砷/铜（导致热脆）、锌（气化污染）等有色金属。

安全规范：禁止混入密封容器、易燃易爆或有毒物质。

成分明确性：按化学成分分类存放，硫、磷含量需严格管控。

尺寸控制：废钢截面积≤300mm×300mm，长度≤350mm，以保障装料密度和熔化效率。

二、补炉

每炉钢冶炼后需修补炉衬，维持炉体形状及安全性。操作要点：

高温快补：出钢后立即扒净残渣，采用镁砂等补炉料快速填补，遵循“薄补”原则以保持炉膛原状。

烘烤固化：补炉料需提前混合均匀，补炉后电极烘烤≥30分钟，若补料量大需延长烘烤时间。

三、配料及装料

合理配料是缩短冶炼周期的关键：

配料原则：精确计算炉料配比，搭配不同尺寸废钢（大料、中料、小料）以优化装料密度；搭配低碳废钢和难熔料控制成分。

装料顺序：

炉底铺石灰（炉料重量的2%），提前造熔化渣以去磷并减少钢液吸气。

底层放小料50%，中心区堆放大料、低碳废钢及难熔料，大料间隙填充小料，顶部覆盖剩余小料。

四、熔化期与氧化期

熔化期：通电后电极产生电弧熔化炉料，采用熔氧结合技术（吹氧助熔），加速升温并降低钢液含气量和磷含量。

氧化期：通过吹氧或加矿石氧化钢液中碳、磷等元素，生成CO气泡促进脱气，同时造高碱度渣脱磷。

五、还原期

氧化渣扒除后进入还原期，核心任务为脱氧、脱硫及成分调整：

预脱氧与造渣：加锰铁预脱氧后，按石灰:氟石:碎硅砖=4:1:1比例造稀薄渣（总重2–3%钢液重量），覆盖钢液减少吸气和降温。

还原反应：

加入碳粉造白渣，保持炉膛密闭以增强还原性。

每6–8分钟补加造渣料（石灰:氟石:碳粉=4:1:1），维持渣的流动性和脱氧能力。

还原时间≥15分钟，末期加入硅铁、铬铁调整成分。

终脱氧：成分合格后，按钢液重量0.1–0.15%插铝终脱氧。

六、出钢

出钢需满足以下条件：

成分与温度：主要元素符合内控标准，钢液温度达到目标值。

设备状态：出钢槽清洁干燥，盛钢桶烘烤至暗红色，出钢前15分钟加入硅铝钡（2.0kg/炉）和稀土硅铁（1kg/吨钢）进行终脱氧。

镇静处理：出钢后取样检测，镇静时间≥5分钟以确保钢液纯净度，控制始浇温度≤钢种上限。

工艺优势与效益

碱性电弧炉氧化法通过熔氧结合技术降低钢液杂质，还原期精炼进一步去气、去夹杂，显著提升钢液纯净度。其优点包括：

炉渣和炉气可控性强，适应氧化/还原性环境；

合金元素烧损少，尤其适合含铬、镍等的高端钢种；

铸件组织致密，力学性能和表面质量提升，经济效益显著。