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中頻熔煉爐熔化過程控制
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中頻熔煉爐熔化過程控制
1.中頻熔煉爐通電前應(yīng)確保設(shè)備正常，正常則可通電熔化，在熔化過程中可相應(yīng)添加爐料。
2.爐料熔化時(shí)的物化反應(yīng)
1）元素的揮發(fā)與氧化
爐料熔化時(shí)會(huì)產(chǎn)生金屬元素的揮發(fā)和氧化。對(duì)不氧化或基本不氧化元素主要是揮發(fā)損失，對(duì)易氧化元素主要是氧化損失。熔化期元素的氧化是不可避免的，因?yàn)闋t內(nèi)存在著氧。元素的氧化損失量與元素和氧的親和力大小有關(guān)，通常Al、Si等易氧化元素幾乎全部被氧化。在1530℃以下時(shí)，Si同氧的親和力大于碳同氧的親和力，所以首先氧化Si元素。
2）鋼液吸氣
熔化期鋼液要吸收氣體，因?yàn)闅怏w在鋼中的溶解度隨溫度的升高而增加，為減少鋼液的吸氣量，應(yīng)該盡早造好熔化渣。
3.縮短中頻熔煉爐熔化期的途徑
熔化期的主要問題是時(shí)間長、耗電多。為了加速爐料熔化，必須盡量減少熱損失，可采用以下方法：
1）快速補(bǔ)爐和合理裝料
出鋼后高溫爐體散熱很快，為減少熱量損失，出鋼后爐前操作要分秒必爭，補(bǔ)爐時(shí)應(yīng)迅速。廢料在爐內(nèi)的合理布置是保證爐料快速熔化的重要條件。
2）爐料預(yù)熱
爐料預(yù)熱主要是提高入爐爐料的溫度，從而使所需要的能量減少。有資料表明爐料預(yù)熱溫度在500℃時(shí)，可節(jié)省能量1/4，而溫度在600-700℃時(shí)可節(jié)省1/3，這意味著變壓器輸入功率不變，熔化期將按相應(yīng)比例縮短，可根據(jù)實(shí)際情況決定。
4.中頻爐熔化期造渣及去磷
（1）熔化期提前造渣的作用有：
①：能覆蓋鋼液，防止熱量損失，保持溫度；
②：防止鋼液吸收氣體，聚集吸收廢鋼材料表面帶入的雜質(zhì)；
③：有利于脫除鋼中的P等。
（2）爐渣成分對(duì)渣況的影響
①渣中FeO和MnO都能使石灰的溶解度增加，但FeO的影響比MnO的大。
②渣中SiO2含量增加，使?fàn)t料渣堿度降低，石灰的溶解速度增加。但當(dāng)其含量超過約２５％時(shí)，石灰的溶解速度反而下降。
③螢石中的主要成分CaF2 與渣中ＣaＯ作用可形成熔點(diǎn)為1635K的共晶體，直接促進(jìn)石灰的熔化，螢石能量顯著地降低2ＣaＯ·SiO2 的熔點(diǎn)，使?fàn)t渣在高堿度下有較低的熔點(diǎn)，并可以降低爐渣的粘度。因此螢石化渣速度迅速，并且不降低堿度，但是其化渣作用持續(xù)時(shí)間不長，用量增加對(duì)爐齡不利。
④渣中MgO和MnO雖然也是堿性氧化物，但其生成的磷酸鎂和磷酸錳遠(yuǎn)不如磷酸鈣穩(wěn)定。特別是MnO會(huì)顯著地降低爐渣的流動(dòng)性。
判斷氧化渣好壞的標(biāo)準(zhǔn)：用鐵棒蘸渣待冷凝后進(jìn)行觀察，符合要求的氧化渣一般為黑色，在空氣中不會(huì)自行破裂。前期渣有光澤，斷面疏松，后期渣斷面顏色近于棕色。如果斷面光滑、易裂，說明爐渣堿度低，如果呈玻璃狀，說明是酸性渣；如果爐渣呈黃綠色，說明渣中有氧化鉻存在。
（3）熔化期爐渣控制及去P
熔化期爐渣量只需總鋼量的2％－3%即可，渣量過多，會(huì)使熔化期有用能量消耗增加。從脫磷的要求考慮，熔化渣必須具有一定的氧化性、堿度和渣量。
爐渣過粘使鋼渣反應(yīng)減慢，對(duì)去P極為不利。爐渣過稀則侵蝕爐襯厲害，這兩種情況都要避免。影響爐渣流動(dòng)性的因素主要是溫度和爐渣成分。爐渣的流動(dòng)性隨溫度的升高而增加。在堿性渣中，提高CaO、MgO、Cr2O3 等含量時(shí)，會(huì)使?fàn)t渣流動(dòng)性變壞，而適當(dāng)增加CaF2 、Al2O3、SiO2、FeO 等含量時(shí)，爐渣流動(dòng)性會(huì)變好。
調(diào)整爐渣流動(dòng)性常用的材料是螢石，但應(yīng)適量使用。因?yàn)槲炇m有稀釋爐渣作用，但也嚴(yán)重侵蝕爐襯而使渣量中ＭgＯ含量增加，如果使用不當(dāng)，流動(dòng)性會(huì)重新變壞。
熔化期要脫磷，從脫磷反應(yīng)的熱力學(xué)條件知，在較低的溫度條件下，造具有一定堿度的、流動(dòng)性良好的氧化性爐渣，可以有效地脫磷。熔化期鋼水溫度較低（約1500℃～1550℃）,所以能否較好地脫磷關(guān)鍵在于造好熔化渣。
為使脫Ｐ徹底，使已被氧化的Ｐ不大量返回鋼液，就需要向爐渣中加入強(qiáng)堿性氧化物ＣaＯ（石灰），使P2O5和ＣaＯ生成穩(wěn)定的磷酸鈣，從而提高爐渣氧化脫Ｐ能力。
在爐料熔清后扒去大部分爐渣，造新渣進(jìn)入還原期。
小爐子出鋼，澆鑄過程熱損失大，可選取上限（120～150℃），20t 以上的爐了可取下限（80～150℃）。鋼液的熔點(diǎn)與鋼種元素含量有關(guān)，如下表所示：
例：熔煉H13鋼，其成分為0.4%C、0.9%Si、0.5%Mn、5.0%Cr、1.15%Mo、0.85%V,總裝入量770kg，出鋼溫度應(yīng)控制在多少？
解：熔點(diǎn)溫度為：
T熔點(diǎn)=1539-65×0.4-8×0.9-5×0.5-1.5×5-2×1.15-2×0.85≈1492(℃)
出鋼溫度控制在：T出鋼=1492+（120-150）=1612～1642（℃）
但是需考慮其他因素的影響，如鋼中含Ti、Mn、Ni高時(shí)，出鋼溫度要偏聽偏低些；含AL、Cr、Ti元素高時(shí)，出鋼溫度要偏高些，此外，還要考慮澆鑄的是大錠還是小錠，澆鑄錠支數(shù)多少，不能一概而論。
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