摘  要  電弧爐煉鋼，從冶煉材料的種類與配比、加料工作、熔化期、氧化期和還原期共五大階段（本廠電爐主要作用是冶煉鐵水，冶煉主要分為三個階段，原材料配比與裝入、熔化期、還原期），詳細敘述了電弧爐冶煉的工藝過程，講述原材料的配比及冶煉成本，分析如何提高爐子使用壽命，實踐表明，按其工藝操作對縮短冶煉周期及成本和爐齡有明顯的效果。

關鍵詞  電弧爐冶煉工藝流程  冶煉成本  提高爐齡使用壽命 

1  冶煉原材料的種類及配比

電弧爐冶煉主要分為三個階段，原材料配比與裝入、熔化期、還原期。

在我們公司，電弧爐的原材料主要以高爐鐵渣、磁選高爐鐵渣、大塊渣鋼、洗鋼砂等為主、鎳鐵為輔，主要冶煉目的就是消化中頻爐處理不了的材料，各種廢料的質量好壞，直接影響到冶煉周期，冶煉成本，鐵水收得率，因此對各種廢料有以下幾點最基本要求：

（1）各種廢料應該清潔少銹，因渣鋼和磁選高爐鐵渣中沾有的泥沙，耐火材料等雜物，都會降低爐料的導電性，延長熔化時間，甚至是折斷電極，因此在料子配比方面和加入方面是很關鍵的一個環節。

（2）各種廢鋼材料中不得混有密封容器，易燃，易爆和潮濕滴水，以保證加料安全和冶煉安全。

（3）各種廢料的化學成份應明確，S、P含量不宜過高，在本公司，從接觸的材料中，除了外購生鐵和部分外購鎳鐵P高之外，其余材料含P基本都低，使得配料方面比較好搭配。

（4）各種廢鋼、渣鋼外形尺寸方面，橫截面積不宜超過250cmⅹ250cm,過大會影響其加料時間和加料難度，大型不規則形狀廢料（接近圓形），在冶煉時，易塌料滾動撞斷電極。

（5）因本廠產生的渣鋼、洗鋼砂等基本為半成品，所含碳低硅低，Mn、Cr合金含量高，磁選高爐鐵渣、及高爐鐵渣主要成份和鎳鐵成份相同，只是不同之處在于其收得率，其中磁選高爐鐵渣收得率一般在50%左右，渣量較大，導電性偏差，鎳鐵在電弧爐冶煉過程中，一般被用來提高爐料的配碳量，通常配入量為爐料的50%左右。實踐表明，在洗鋼砂加入量達到爐料的30%左右時（洗鋼砂為AOD渣坑中的渣，通過磁性原理選出，只要冶煉過304鋼種，那么洗鋼砂的鎳可以達到304鋼種的標準，雖和J1鋼種選出的洗鋼砂混為一體，但整體鎳含量依舊高于J1鎳含量的標準）因此在有條件的基礎上搭配10%-20%的生鐵或者廢鐵冶煉，又能保證爐料的含碳量，又能降低成本。

（6）配料是電爐冶煉中不可缺少的組成部分，配料是否合理關系到操作工能否按照工藝要求正常的進行冶煉操作。合理的配料能縮短冶煉時間。配料時因注意：一是爐料的大小要按比例搭配，以達到好裝、快化的目的。二是各類爐料應根據鐵水的質量要求和冶煉方法搭配使用。三是配料成份必須符合工藝要求。

（7）根據我分廠的冶煉方法，對爐料中的主要元素含量要求如下：碳含量控制在2.0%及以上，對電弧爐及AOD冶煉方面，均比較好操作。硅含量要求0.3%—0.8%之間，確保電爐冶煉時，鐵水的流動性和確保AOD正常冶煉。Mn含量要求1.0以下，一般電弧爐配料不考慮Mn的含量，但Mn含量過高，會影響到AOD的冶煉。P和S原則上是越低越好，通常熔清后，P的含量應小于0.05%。

（8）關于料子搭配及加入到爐內的要求應做到：下致密、上疏松、中間高、四周低、爐門口無大塊料，使得冶煉時穿井快，不搭橋。

2  熔化期

在電弧爐冶煉工藝中，從通電開始到爐料全部熔清為止稱為熔化期。熔化期占整個冶煉過程的3/4的時間，熔化期的任務就是在保證爐子壽命的前提下，用最少的電耗的快速的將爐料熔化升溫，并造好熔化期的爐渣，以便穩定電弧，良好的埋弧效果，是提高爐子使用壽命的必要條件之一。因本廠電弧爐冶煉的是鐵水，那么在原材料P低的情況下，以及大塊渣鋼含石灰渣較多時，在熔化期即使不加石灰，爐內的泡沫渣形成也是效果比較好，爐渣也是偏弱堿性（電弧爐耐火材料特性也是堿性），因此不加石灰造渣，對爐子使用壽命也影響不大。在熔化期本廠電弧爐以弧光化料為主，氧氣作為輔助，對爐墻周邊的冷區料子助熔，使其縮短熔化期。

3  還原期

熔化末期到出鋼這段時間統稱為還原期。還原期通過加入適量的碳化硅（原料總重的3%-4%）,停止吹氧，爐門密封，讓爐內形成一個好的還原氣氛，通過低電壓高電流形成長弧攪拌，表層脫氧還原爐渣里的氧化物，來提高合金的收得，一般將還原期控制在10-15min，最后控制好所需要的溫度出渣，即整過冶煉過程完畢。

4  冶煉成本

電弧爐的冶煉成本，直接影響到電弧爐的使用率，雖然電弧爐的原材料選擇方面比中頻爐原材料選擇方面要廣，但是綜合其噸鐵成本，肯定選擇低成本的冶煉方法，那么從本廠中頻爐和電弧爐，以及原材料的價格分析，其實電弧爐只要合理搭配好料子配比，其總成本都會低于中頻爐。

（1）電爐在70噸加入量時，其中渣鋼15噸、洗鋼砂10噸，磁選高爐鐵渣10噸，剩余加外購鎳鐵35噸，收得率可以達到85%-88%左右（電爐噸鐵冶煉消耗在660元左右），那么按生產60噸鐵水計算，噸鐵總成本是3990元左右，那么外購鎳鐵在中頻爐冶煉，收得率按98%算（中頻冶煉鎳鐵成本在390元左右），噸鐵總成本3840元左右。但是在電弧爐冶煉的鐵水中，Cr含量在以上材料搭配冶煉中，比原始鐵水中的Cr含量至少高出3%-4%，那么顯而易見，綜合分析起來，電弧爐在合理的料子搭配冶煉時，成本并不高于中頻爐。

5  爐齡使用壽命

針對本分廠的電弧爐冶煉特征，爐齡能達到600爐，具體分析有以下幾點原因。

（1）高溫熱作用的影響：爐襯處于高溫熱狀態一般在1600度以上，爐襯還要承受急冷急熱，對爐襯損害較大，那么我們分廠電弧爐冶煉鐵水，溫度方面一般控制在1450℃-1500℃左右出鐵，那么高溫對爐襯的傷害基本可以忽略。

（2）化學成分侵蝕的影響：我分廠電弧爐耐火材料屬堿性耐材，我們原料配比里，渣鋼久附帶有大量堿性渣，使得爐料整體呈弱堿性，那么原料在冶煉過程中對爐墻侵蝕也是較小，堿性冶煉環境是提高爐齡的基礎，但渣過于偏稠，使得局部形成高溫區，會降低爐子使用壽命。

（3）弧光的輻射或反射的影響。冶煉時造好泡沫渣埋弧，可以縮短電爐的冶煉周期，同時良好的埋弧效果能減少對爐襯的熱輻射，從而提高爐齡。

（4）機械碰撞與振動也會影響爐子使用壽命，合理的加料方法也會提高爐子使用壽命，裝料與布料不合理，或料罐抬得過高。爐底坡可能承受大塊重料的碰撞、振動與沖擊而形成坑洼，均降低爐襯壽命，另外根據本廠電弧爐熔池形狀及電極布局，對應的三相電極處爐墻都是熱區，那么加料能往這三個點鋪上料子，也會提高爐子使用壽命。 

（5）吹氧方法也會影響爐子使用壽命，氧氣在電爐冶煉中起著輔助電弧助燃化料的效果，一般靠爐墻兩側，及爐門口為冷區，靠電極送電化料，冶煉周期會加長，合理的吹氧手法能縮短冶煉周期和提高爐齡（根據不同料況配比，大塊料選擇吹掃，盡可能氧氣火焰不對著爐底及爐墻吹，且同一個點吹氧時間不宜過長，避免靠近爐墻處的局部溫度高而侵蝕爐墻）。