郭正欽，趙教育，楊國利，王月慶，王海葉，張衛(wèi)國

中頻爐煉鋼主要有酸性感應(yīng)電爐和堿性感應(yīng)電爐煉鋼，堿性感應(yīng)電爐煉鋼可以通過造堿性爐渣，起到一些脫硫脫磷的作用，而酸性感應(yīng)電爐不能脫硫和脫磷?？紤]到生產(chǎn)鑄件低磷硫成分的要求[ω（P）0.005%~0.06%，ω（S）0.005%~0.0%]，除要求所有原輔材料應(yīng)當(dāng)是優(yōu)質(zhì)的、含很少的P、S外，還需要進(jìn)一步的脫硫脫磷，所以爐社選用鎂砂堿性成型爐襯，鋼液采用250kg的中頻感應(yīng)電爐熔煉，加入增碳劑調(diào)節(jié)鋼液中的碳使其達(dá)到控制樣品的成分范圍。

堿性感應(yīng)電爐冶煉低磷硫合金鋼的工藝過程主要包括：原材料的準(zhǔn)備、配料及裝料、熔化期、出鋼及最終澆注成型等五個階段。

1 原材料的準(zhǔn)備

爐料要潔凈，爐料表面無銹、油（防止氣體的產(chǎn)生）；煉鋼過程中，所有加入爐中的材料都必須是干燥的，其中造渣材料和鐵合金應(yīng)經(jīng)過高溫烘烤，以免材料中含有水分；所有的脫氧材料也應(yīng)經(jīng)過高溫烘烤。

2 配料及裝料

配料是煉鋼工藝中不可缺少的組成部分，合理的配料能縮短冶煉時間。配料時應(yīng)注意以下幾占：①必須正確地進(jìn)行配料計算和準(zhǔn)確地稱量爐料裝入量；②爐料的大小要按比例搭配，以達(dá)到好裝、快速熔化的目的；③各類爐料應(yīng)根據(jù)鋼液的質(zhì)量要求和冶煉方法搭配使用；④配料成分必須符合工藝要求。

由于控制成分的要求，需要加入多種合金元素，相應(yīng)的需要控制合金元素的加入順序，采取合理的合金加入度，獲得良好的收得率，可以控制良好的鐵液成分。既滿足設(shè)計成分的要求，又節(jié)省合金元素的加入量。通過試驗得出，合金元素的加入方案及收得率見表。

3 熔化期

在感應(yīng)電爐煉鋼工藝中，從通電開始到爐料全部熔清為止稱為熔化期。熔化期的任務(wù)是將固體爐料迅速熔化成鋼液，并進(jìn)行脫磷和脫硫，減少鋼液吸收氣體和金屬和揮發(fā)。

通電10min內(nèi)用較小的功率通電。由于成型爐襯的特殊要求，每加熱一個小時功率只能升高20KW，所以熔化期需要較長的時間。熔化過程中應(yīng)經(jīng)常用爐針捅料，注意避免爐料互相擠位而發(fā)生“搭橋”。

表1 合金元素的加入方案及收得率

底部爐料熔化以后，爐料中部加入造渣材料進(jìn)行脫磷和脫硫，減少鋼液吸收氣體和金屬的揮發(fā)。造渣材料的加入量為1%~1.5%。堿性造渣材料選用石灰和氟石，其質(zhì)量比大約是80%石灰，20%沸石。融化過程中加入石灰石，造泡沫渣，渣量一般控制在鋼液重量的2%~5%/熔化末期采用較低電壓供電，爐料全熔后，扒渣，鋼液出爐燙包，包內(nèi)加入0.1%~0.15%鋁片進(jìn)行脫氧處理，充分?jǐn)嚢桎撘?，取樣進(jìn)行爐前光譜分析。脫氧效果好壞如圖1所示。

通過加入純稀土脫S，在鋼液熔煉完成后，通過取樣分析，S的含量如果不符合控制成分的要求，可以通過純稀土沖包或出爐前加入爐內(nèi)的方法進(jìn)行脫硫。

開爐過程中采取脫磷和脫硫工藝措施后S、P的成分變化。見表2。

因為開爐分析數(shù)據(jù)過多，不再一一列舉，但從所得分析數(shù)據(jù)可以明顯得出：用堿性中頻爐煉鋼，在融化期通過造堿性爐渣和泡沫渣，可以有效降低P的含量；出爐前通過加入純稀土，可以顯著的降低S的含量。

表2 多次開爐試樣測試P、S的變化情況

4 出鋼

出鋼的技術(shù)要求：①如果脫氧效果良好應(yīng)及時停止供電，準(zhǔn)備出鋼；②如果脫氧效果不好，出爐前分別爐內(nèi)加入和包內(nèi)沖入0.05%鋁片進(jìn)行再次脫氧處理。

出鋼方式：鋼渣混出。出鋼后應(yīng)使鋼液在澆包中鎮(zhèn)靜一段時間，以使懸浮在鋼液中的雜質(zhì)上浮，并利于鋼液溫度和成分的均勻。鎮(zhèn)靜時間5~10min。

5 澆注的技術(shù)要求

5.1 盛鋼桶的準(zhǔn)備

盛鋼桶在使用前，應(yīng)清理盛鋼桶內(nèi)的殘鋼殘渣，保證盛鋼桶清潔，以避免外來夾雜物帶入鋼液中。新砌盛鋼桶不應(yīng)用于澆注不銹鋼、高錳鋼等重要鋼種鑄件。

5.2 盛鋼桶的烘烤方式

盛鋼桶在使用前應(yīng)經(jīng)過充分的烘烤，烘烤不充分時會導(dǎo)致鋼液吸收氣體，并造成鋼液大幅度降溫。盛鋼桶的烘烤用焦炭或木炭

5.3 盛鋼桶的烘烤要求

烘烤時間一般不小于24h。如果盛鋼桶只更換工作層，那么烘烤時間不小于16h。新砌的盛鋼桶應(yīng)先用小火烘烤，待水分烘干后再加大火力以提高溫度。正常（包括小修補后）使用的盛鋼桶，烘烤時間應(yīng)不小于2h。一般可在電爐冶煉送電時開始烘烤。

澆包的耐火材料襯層須經(jīng)充分干燥清潔，并烘烤至暗紅色或紅色（700~1000℃）。

5.4 鋼液在盛鋼桶中的鎮(zhèn)靜

出鋼后應(yīng)使鋼液在盛鋼桶中鎮(zhèn)靜一段時間，以使懸浮在鋼液中的夾雜物上浮，并利于鋼液溫度、成分的均勻，然后再進(jìn)行澆注。鎮(zhèn)靜時間一般應(yīng)≥5min。當(dāng)出鋼溫度過高時，延長鎮(zhèn)靜時間以使?jié)沧囟群线m。但鎮(zhèn)靜時間最長不應(yīng)超過20min。鎮(zhèn)靜時間過長，盛鋼桶內(nèi)鑄口部分的鋼液容易凝固。

5.5 澆注方式及注意事項

鋼開始流速要慢，而后逐漸增大，澆注過程中不應(yīng)斷流；澆注時應(yīng)有專人監(jiān)控，防止?fàn)t渣進(jìn)入型腔；澆完后在冒口、直澆道等部位加保溫覆蓋劑（如稻殼、草灰等）。

6 結(jié)束語

對堿性感應(yīng)中頻電爐煉鋼通過在熔化期加入造渣材料和融化過程中造泡沫渣，可有效降低鋼液中磷的含量；通過控制合理的加料順序和收得率，可以降低原材料的加入量；通過采用純稀土脫硫的工藝方案，可顯著的降低鋼液中硫的含量。