摘  要  电弧炉炼钢，从冶炼材料的种类与配比、加料工作、熔化期、氧化期和还原期共五大阶段（本厂电炉主要作用是冶炼铁水，冶炼主要分为三个阶段，原材料配比与装入、熔化期、还原期），详细叙述了电弧炉冶炼的工艺过程，讲述原材料的配比及冶炼成本，分析如何提高炉子使用寿命，实践表明，按其工艺操作对缩短冶炼周期及成本和炉龄有明显的效果。

关键词  电弧炉冶炼工艺流程  冶炼成本  提高炉龄使用寿命 

1  冶炼原材料的种类及配比

电弧炉冶炼主要分为三个阶段，原材料配比与装入、熔化期、还原期。

在我们公司，电弧炉的原材料主要以高炉铁渣、磁选高炉铁渣、大块渣钢、洗钢砂等为主、镍铁为辅，主要冶炼目的就是消化中频炉处理不了的材料，各种废料的质量好坏，直接影响到冶炼周期，冶炼成本，铁水收得率，因此对各种废料有以下几点最基本要求：

（1）各种废料应该清洁少锈，因渣钢和磁选高炉铁渣中沾有的泥沙，耐火材料等杂物，都会降低炉料的导电性，延长熔化时间，甚至是折断电极，因此在料子配比方面和加入方面是很关键的一个环节。

（2）各种废钢材料中不得混有密封容器，易燃，易爆和潮湿滴水，以保证加料安全和冶炼安全。

（3）各种废料的化学成份应明确，S、P含量不宜过高，在本公司，从接触的材料中，除了外购生铁和部分外购镍铁P高之外，其余材料含P基本都低，使得配料方面比较好搭配。

（4）各种废钢、渣钢外形尺寸方面，横截面积不宜超过250cmⅹ250cm,过大会影响其加料时间和加料难度，大型不规则形状废料（接近圆形），在冶炼时，易塌料滚动撞断电极。

（5）因本厂产生的渣钢、洗钢砂等基本为半成品，所含碳低硅低，Mn、Cr合金含量高，磁选高炉铁渣、及高炉铁渣主要成份和镍铁成份相同，只是不同之处在于其收得率，其中磁选高炉铁渣收得率一般在50%左右，渣量较大，导电性偏差，镍铁在电弧炉冶炼过程中，一般被用来提高炉料的配碳量，通常配入量为炉料的50%左右。实践表明，在洗钢砂加入量达到炉料的30%左右时（洗钢砂为AOD渣坑中的渣，通过磁性原理选出，只要冶炼过304钢种，那么洗钢砂的镍可以达到304钢种的标准，虽和J1钢种选出的洗钢砂混为一体，但整体镍含量依旧高于J1镍含量的标准）因此在有条件的基础上搭配10%-20%的生铁或者废铁冶炼，又能保证炉料的含碳量，又能降低成本。

（6）配料是电炉冶炼中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系到操作工能否按照工艺要求正常的进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时因注意：一是炉料的大小要按比例搭配，以达到好装、快化的目的。二是各类炉料应根据铁水的质量要求和冶炼方法搭配使用。三是配料成份必须符合工艺要求。

（7）根据我分厂的冶炼方法，对炉料中的主要元素含量要求如下：碳含量控制在2.0%及以上，对电弧炉及AOD冶炼方面，均比较好操作。硅含量要求0.3%—0.8%之间，确保电炉冶炼时，铁水的流动性和确保AOD正常冶炼。Mn含量要求1.0以下，一般电弧炉配料不考虑Mn的含量，但Mn含量过高，会影响到AOD的冶炼。P和S原则上是越低越好，通常熔清后，P的含量应小于0.05%。

（8）关于料子搭配及加入到炉内的要求应做到：下致密、上疏松、中间高、四周低、炉门口无大块料，使得冶炼时穿井快，不搭桥。

2  熔化期

在电弧炉冶炼工艺中，从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期占整个冶炼过程的3/4的时间，熔化期的任务就是在保证炉子寿命的前提下，用最少的电耗的快速的将炉料熔化升温，并造好熔化期的炉渣，以便稳定电弧，良好的埋弧效果，是提高炉子使用寿命的必要条件之一。因本厂电弧炉冶炼的是铁水，那么在原材料P低的情况下，以及大块渣钢含石灰渣较多时，在熔化期即使不加石灰，炉内的泡沫渣形成也是效果比较好，炉渣也是偏弱碱性（电弧炉耐火材料特性也是碱性），因此不加石灰造渣，对炉子使用寿命也影响不大。在熔化期本厂电弧炉以弧光化料为主，氧气作为辅助，对炉墙周边的冷区料子助熔，使其缩短熔化期。

3  还原期

熔化末期到出钢这段时间统称为还原期。还原期通过加入适量的碳化硅（原料总重的3%-4%）,停止吹氧，炉门密封，让炉内形成一个好的还原气氛，通过低电压高电流形成长弧搅拌，表层脱氧还原炉渣里的氧化物，来提高合金的收得，一般将还原期控制在10-15min，最后控制好所需要的温度出渣，即整过冶炼过程完毕。

4  冶炼成本

电弧炉的冶炼成本，直接影响到电弧炉的使用率，虽然电弧炉的原材料选择方面比中频炉原材料选择方面要广，但是综合其吨铁成本，肯定选择低成本的冶炼方法，那么从本厂中频炉和电弧炉，以及原材料的价格分析，其实电弧炉只要合理搭配好料子配比，其总成本都会低于中频炉。

（1）电炉在70吨加入量时，其中渣钢15吨、洗钢砂10吨，磁选高炉铁渣10吨，剩余加外购镍铁35吨，收得率可以达到85%-88%左右（电炉吨铁冶炼消耗在660元左右），那么按生产60吨铁水计算，吨铁总成本是3990元左右，那么外购镍铁在中频炉冶炼，收得率按98%算（中频冶炼镍铁成本在390元左右），吨铁总成本3840元左右。但是在电弧炉冶炼的铁水中，Cr含量在以上材料搭配冶炼中，比原始铁水中的Cr含量至少高出3%-4%，那么显而易见，综合分析起来，电弧炉在合理的料子搭配冶炼时，成本并不高于中频炉。

5  炉龄使用寿命

针对本分厂的电弧炉冶炼特征，炉龄能达到600炉，具体分析有以下几点原因。

（1）高温热作用的影响：炉衬处于高温热状态一般在1600度以上，炉衬还要承受急冷急热，对炉衬损害较大，那么我们分厂电弧炉冶炼铁水，温度方面一般控制在1450℃-1500℃左右出铁，那么高温对炉衬的伤害基本可以忽略。

（2）化学成分侵蚀的影响：我分厂电弧炉耐火材料属碱性耐材，我们原料配比里，渣钢久附带有大量碱性渣，使得炉料整体呈弱碱性，那么原料在冶炼过程中对炉墙侵蚀也是较小，碱性冶炼环境是提高炉龄的基础，但渣过于偏稠，使得局部形成高温区，会降低炉子使用寿命。

（3）弧光的辐射或反射的影响。冶炼时造好泡沫渣埋弧，可以缩短电炉的冶炼周期，同时良好的埋弧效果能减少对炉衬的热辐射，从而提高炉龄。

（4）机械碰撞与振动也会影响炉子使用寿命，合理的加料方法也会提高炉子使用寿命，装料与布料不合理，或料罐抬得过高。炉底坡可能承受大块重料的碰撞、振动与冲击而形成坑洼，均降低炉衬寿命，另外根据本厂电弧炉熔池形状及电极布局，对应的三相电极处炉墙都是热区，那么加料能往这三个点铺上料子，也会提高炉子使用寿命。 

（5）吹氧方法也会影响炉子使用寿命，氧气在电炉冶炼中起着辅助电弧助燃化料的效果，一般靠炉墙两侧，及炉门口为冷区，靠电极送电化料，冶炼周期会加长，合理的吹氧手法能缩短冶炼周期和提高炉龄（根据不同料况配比，大块料选择吹扫，尽可能氧气火焰不对着炉底及炉墙吹，且同一个点吹氧时间不宜过长，避免靠近炉墙处的局部温度高而侵蚀炉墙）。