電爐煉鋼如何調化學合金成分

Ⅰ 煉鋼精煉爐原理是什麼

煉鋼精練爐原理：脫氣用的是真空+吹氬手段，調成分用的是吹氬攪拌+加合金+爐渣調整功能，調溫度用的是化學升溫或電弧加熱、感應加熱等。

精練爐是熱加工行業的一種冶煉設備，多用於黑色冶金中對鋼液進行終脫氧和合金化過程的一種冶煉設備。根據冶煉目的不同有不同的分類，常見的有吹氬精練爐，LF精練爐等。

煙氣性質

煙氣溫度是設計精煉爐排煙凈化的一個重要數據， 尤其當凈化設備採用布袋除塵器時， 由於受濾布耐溫條件限制， 進入布袋除塵器煙氣溫度不宜太高，一般是借混入冷空氣來冷卻。 如溫度過高， 摻入野風量很大， 除塵器及風機容量亦得增大。

由於在結構上採用電極孔與鋼包口排煙於一體， 屬於爐外排煙的一種方式， 不象爐內排煙系統那樣採用水冷管道和煙氣冷卻系統，以保證進入布袋除塵器的煙氣溫度不超過使用溫度， 如採用滌綸絨布， 則煙氣溫度不能超過。

因此， 一般情況下，利用排煙罩至除塵器前一段排煙管散熱冷卻，不採用其它措施。在正常情況下，可以達到降溫要求。 為防止鋼液出現大沸騰時煙氣溫度瞬間升高， 而使進入布袋的煙氣溫度過高把濾布燒壞， 為此，設計時在管道中安裝了野風閥和截斷閥，當除塵器前煙氣溫度超過， 即自動打開野風閥摻入野風， 可同時關閉截斷閥以保護布袋不致燒壞。

煙塵粒度細，在爐冶煉過程中，其產生的煙塵粒度極細小，不易凝聚， 但附著性強。在煙塵中的粉塵顆粒高。煙塵濃度高，在完成渣料加入，在鋼包剛蓋上包蓋及送電起弧的初期，在化完渣， 加熱後期，。煙氣有腐蝕性煙氣中含有氣體，如遇水後， 就有強烈的腐蝕性。

根據上述煙塵特性的分析， 結合具體情況，採用布袋除塵器的途徑比較普遍。 因為它效率高、 穩定、 操作管理簡單， 除塵效果完全能達到國家的排放標准。通過對鋼包精煉爐三個電極孔及鋼包口煙塵的收集，可進一步改變現場操作人員的工作環境。

Ⅱ 怎樣練成合金

根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍，並使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程，是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。化學反應主要是：

2FeO+Si 2Fe+SiO2

FeO+Mn Fe+MnO

反應生成的一氧化碳很容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的，在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰(CaO)，可以去除硫、磷：

2P+5FeO+3CaO 5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)

在使碳等元素降到規定范圍後，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質，使鋼塑性變壞，軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最後階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等)，以除去鋼液中多餘的氧：

Mn＋FeO MnO＋Fe

Si＋2FeO SiO2＋2Fe

Al＋3FeO Al2O3＋3Fe

同時調整好鋼液的成分和溫度，達到要求可出鋼，把鋼水鑄成鋼錠。

煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的主要特點是可搭用較多的廢鋼(可搭用鋼鐵料的20～50％的廢鋼)，原料適應性強，但冶煉時間多。我國目前主要採用平爐煉鋼。轉爐煉鋼廣泛採用氧氣頂吹轉爐，生產速度快(1座300噸的轉爐吹煉時間不到20分鍾，包括輔助時間不超過1小時，而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時)，品種多、質量好，可煉普通鋼，也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。可以煉制化學工業需要的不銹耐酸鋼，電子工業需要的高牌號硅鋼、純鐵，航空工業需要的滾珠鋼、耐熱鋼，機械工業用軸承鋼、高速切削工具鋼，儀表工業需要的精密合金等。

Ⅲ 煉鋼轉爐中合金加入量如何確定（不同鋼種）

合金加入量的計算
鋼水量校核及碳鋼、低合金鋼的合金加入量計算
A 鋼水量校核
實際生產中，由於計量不準，爐料質量波動大或操作的因素（如吹氧鐵損、大沸騰跑鋼、加鐵礦等），會出現鋼液的實際重量與計劃重量不符，給化學成分的控制及鋼的澆鑄造成困難。因此，校核鋼液的實際重量是正確計算合金加入量的基礎。
首先找一個在合金鋼中收得率比較穩定的元素，根據其分析增量和計算增量來校對鋼液量。計算公式為：
PΔM＝PoΔMo 或 P＝Po （9－3）
式中：P為鋼液的實際重量，Kg； Po為原計劃的鋼液質量，Kg；ΔM為取樣分析校核的元素增量，％；ΔMo為按Po計算校核的元素增量，％。
公式中用鎳和鉬作為校核元素最為准確，對於不含鎳和鉬的鋼液，也可以用錳元素來校核還原期鋼水重量，因為錳受冶煉溫度及鋼中氧、硫含量的影響較大，所以在氧化過程中或還原初期用錳校核的准確性較差。氧化期鋼液的重量校核主要憑經驗。
例如：原計劃鋼液質量為30t，加鉬前鉬的含量為0.12％，加鉬後計算鉬的含量為0.26％，實際分析為0.25％。求鋼液的實際質量？
解：P＝30000×（0.26－0.12）％/（0.25－0.12）％＝32307（Kg）
由本例可以看出，鋼中鉬的含量僅差0.10％，鋼液的實際質量就與原計劃質量相差2300Kg。然而化學分析往往出現±（0.01％～0.03％）的偏差，這對准確校核鋼液質量帶來困難。因此，式9－3隻適用於理論上的計算。而實際生產中鋼液質量的校核一般採用下式計算：
P＝GC/ΔM （9－4）
式中：P為鋼液的實際重量，Kg；G為校核元素鐵合金補加量，Kg；C為校核元素鐵合金成分，％；ΔM為取樣分析校核元素的增量，％。
例如：往爐中加入鉬鐵15Kg，鋼液中的鉬含量由0.2％增到0.25％。已知鉬鐵中鉬的成分為60％。求爐中鋼液的實際質量？
解：P=（15×60％）/（0.25－0.20）％＝18000（Kg）
例如：冶煉20CrNiA鋼，因電子稱臨時出故障，裝入的鋼鐵料沒有稱量，由裝料工估算裝料。試求爐中鋼液質量？
解：往爐中加入鎳板100Kg，鋼液中的鎳含量由0.90％增加1.20％，已知鎳板成分為99％，則：
P＝（100×99％）/（1.20－0.90）％＝33000（Kg）
例如：電爐煉鋼計劃鋼液量為50000Kg，還原期加錳鐵前，鋼液含錳0.25％，加錳鐵後，計算含錳量為0.50％，實際分析含錳為0.45％，求實際鋼液質量？
解： P＝50000×（0.5－0.25）％/（0.45－0.25）％＝62500（Kg）
B 碳鋼、低合金鋼的合金加入量計算
設已知鋼水質量為P公斤，合金加入量為G公斤，合金成分為c％，合金收得率為η％，爐內鋼水分析成分為b％，則合金加入後的成分a％可用下式表示：
a＝（Pb＋Gcη）/P＋Gη
由上式可得：
G＝[P（a－b）]/[（c－a）η]
碳鋼、低合金鋼由於合金元素含量低，合金加入量少，合金用量對鋼液總質量的影響可以忽略不計。合金加入量一般採用下式近似計算：
G＝[P（a－b）]/（cη）
式中：G為合金加入量，Kg； P為鋼液質量，Kg；a為合金元素控製成分，％； b為爐內元素分析成分，％；c為鐵合金中的元素成分，％；η為合金元素的收得率，％。
例如1:冶煉38CrMoAI鋼,已知鋼水量20噸,爐中殘余鋁為0.05%,鋁錠成分98%,鋁的收得率75%,要求成品鋁0.95%,需加多少鋁錠?
解:鋁錠加入量:
G＝[20000×（0.95－0.05）％]/（98％×75％）＝244.9（Kg）
例如2：冶煉45鋼，出鋼量為25800Kg，爐內分析錳為0.15％，要求將錳配到0.65％，求需要加入多少含錳為68％的錳鐵（錳的收得率按98％計算）？
解：錳鐵加入量：
G＝[25800×（0.65－0.15）％]/（68％×98％）＝193.6（Kg）
驗算：[Mn]＝（25800×0.15％＋193.6×68％×98％）/（25800＋193.6）×100％＝0.65％
例如3：電弧爐氧化法冶煉20CrMnTi鋼，爐料裝入料為18.8t，爐料綜合收得率為97％，有關計算數據如下，計算錳鐵、鉻鐵、鈦鐵、硅鐵的加入量？
元素名稱 Mn Si Cr Ti
控製成分/％ 0.95 0.27 1.15 0.07
分析成分/％ 0.60 0.10 0.50
合金成分/％ 65 75 68 30
元素收得率/％ 95 95 95 60
解：爐內鋼水量：P＝18800×97％＝18236（Kg）
合金加入量：
GFe－Mn＝[18236×（0.95－0.60）％]/（65％×95％）＝103（Kg）
GFe－Si＝[18236×（0.27－0.10）％]/（75％×95％）＝44（Kg）
GFe－Cr＝[18236×（1.15－0.50）％]/（68％×95％）＝183（Kg）
GFe－Ti＝[18236×0.07％]/（30％×60％）＝71（Kg）
驗算：
鋼水總量P＝18236＋103＋44＋183＋71＝18637（Kg）
[Mn]＝（18236×0.60％＋103×65％×95％）/18637×100％＝0.93％
[Si]＝（18236×0.10％＋44×75％×95％）/18637×100％＝0.27％
[Cr]＝（18236×0.5％＋183×68％×95％）/18637×100％＝1.12％
[Ti]＝（71×30％×60％）/18637×100％＝0.07％
由上兩例的計算結果可以看出，當鋼中加入的合金量不大時，計算結果與預定的成分控制相符，如果合金加入量大時會產生偏差。
實際生產中，往往使用高碳鐵合金調整鋼液成分，通常要首先計算鋼水增碳量，然後再計算元素增加量。方法步驟如下：
第一步：根據允許增碳量來計算加入合金量：
G＝PΔC/CG
式中：G為鐵合金加入量，Kg； P為鋼水量，Kg；ΔC為增碳量，％；CG為鐵合金含碳量，％。
第二步：根據第一步計算出的鐵合金加入量，計算出合金元素成分的增量：ΔM＝GCη/P
式中：G為鐵合金加入量，Kg；P為鋼水量，Kg；ΔM為合金元素的增量，％；C為鐵合金中元素成分，％；η為合金元素成分的收得率，％。
第三步：根據上述計算結果，如果元素含量仍低，則需用中、低碳合金補加；如果元素含量超過，說明鐵合金加入過多，應按G＝[P（a－b）]/（cη）計算。
例如4：冶煉45鋼，鋼水量50t，吹氧結束終點碳為0.39％，錳為0.05％，現用含錳68％、含碳7.0％的高碳錳鐵調整，錳元素收得率為97％，試進行計算？
解：需增碳0.06％，計算出高碳錳鐵加入量：
GFe－Mn＝（50000×0.06％）/7.0％＝428.6（Kg）
計算錳元素的增量：
ΔMn＝（428.6×68％×97％）/（50000＋428.6）×100％＝0.56％
根據計算含錳量為（0.56＋0.05）％＝0.61％，45鋼中錳的標准成分為0.50％～0.80％，所以符合要求。
9.5.2.2 單元高合金鋼合金加入量計算
高合金鋼由於合金元素含量較高，控制元素成分需要補加較多的合金量，這對鋼液的總重量有很大的影響。即使有時合金用量雖然不大，但對元素的控製成分也有影響，所以高合金鋼的補加合金元素用公式G＝[P（a－b）]/[（c－a）η]計算。這里的高合金鋼是指單元合金元素含量大於3％或加上其它合金元素含量的總和大於3.5％的鋼種。
例如5：返回吹氧法冶煉3Cr13鋼，已知裝料量25t，爐料的綜合收得率為96％，爐內分析鉻的含量為8.5％，鉻的控制規格成分為13％，鉻鐵中鉻的成分為65％，鉻的收得率為95％。求鉻鐵補加量？
解：GFe－Si＝[25000×96％×（13－8.5）％]/[(65%－13％)×95％]＝2186（Kg）
驗算：
[Cr]＝（25000×96％×8.5％＋2186×65％×95％）/（25000×96％＋2186×95％）×100％＝12.99％
這種方法也稱減本身法。由計算得出，鉻鐵的補加量為2186Kg，並通過驗算，符合要求。
例6：返回吹氧法冶煉2Cr13鋼，已知鋼液重量為30t，爐中分析碳含量為0.15％，鉻含量為11.00％，要求碳控制在0.19％，鉻控制在13.00％。如果庫存鉻鐵只有高碳鉻鐵和低碳鉻鐵兩種，其中高碳鉻鐵的含碳為7.0％、含鉻為63％，低碳鉻鐵的含碳為0.50％、含鉻為67％，鉻的收得率都是95％。求這兩種鉻鐵各加多少？
解：設高碳鉻鐵的補加量為xKg，低碳鉻鐵的補加量為yKg。
碳達到控製成分的平衡為：
0.19％＝
鉻達到控製成分的平衡為：
13％＝
6.81x＋0.31y＝1200
整理二式得：
46.85x＋50.65y＝60000
解聯立方程得：x≈128；y≈1067
由計算可知，加入高碳鉻鐵128Kg，低碳鉻鐵1067Kg，可使鋼中含碳量達0.19％，鉻含量達13％。
這種計算方法又稱純含量計演算法。

Ⅳ 煉鋼合金配比計算公式

出鋼量*成分中線/合金成分

例如：原計劃鋼液質量為30t，加鉬前鉬的含量為0.12％，加鉬後計算鉬的含量為0.26％，實際分析為0.25％。求鋼液的實際質量：

解：P＝30000×（0.26－0.12）％/（0.25－0.12）％＝32307（Kg）

由本例可以看出，鋼中鉬的含量僅差0.10％，鋼液的實際質量就與原計劃質量相差2300Kg。然而化學分析往往出現±（0.01％～0.03％）的偏差，這對准確校核鋼液質量帶來困難。因此，式9－3隻適用於理論上的計算。

(4)電爐煉鋼如何調化學合金成分擴展閱讀：

(1)去除鋼中的氣體，減少鋼中的發紋、氫致裂紋和層狀斷裂缺陷等的出現率，從而提高鋼材的機械性能和加工性能。

(2)均勻鋼液的成分和溫度以保證連續鑄鋼煉鐵工藝的順利進行，得到表面及內部質量優良的鑄坯。

(3)精確地控制鋼液成分。為了減少鋼材機械性能的波動，要求鋼中合金元素的含量准確。一般的標准誤差為：C±0.01%，Mn、Si、Cr±0.03%；為了精確地控制鋼的硬度，要求成分的標准誤差為：C±0.01%；Si、Mn、Cr±0.02%．Ni、Mo±0.01%，Al士0.0025%。對成分的這種嚴格要求只有通過爐外精煉才能達到。

Ⅳ 煉鋼時怎樣調整錳元素的含量

在轉爐煉鋼抄里，吹到終點後襲硅錳元素基本是痕跡量了，錳大概在0.07%左右了，習慣上叫七個錳。電爐煉鋼錳可以較多保全。用質量分數可以准確的計算岀合金加入量。比如一噸鋼增加十個錳，即：噸鋼※0.1%=0.1kg，0.1÷(中碳錳合金含75%錳)=0.13333，0.1333÷(把錳加入鋼水中會有損耗，叫吸收率，按90%計算)=0.148。即，加入0.148含錳75%的中碳錳鐵合金，吸收率控90計算，可以使一噸鋼增加0.1%的錳含量。

Ⅵ 煉鋼時如何正確加入合金配成分,加入量的計算方法.

合金加入量（t）=（鋼種成分規格中限%－終點殘余成分%）÷（合金元素含量%×合金元素吸收率%）×鋼水量（t）