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任务 3.2 熔化期的物化反应及技术措施3.2.1炉料熔化期的物化反应3.2.1.1 炉料的熔化过程 装料后仔细检查各种设备无误后即可通电熔化。 3.2.1.2 炉料熔化时的物化反应 ① 元素的挥发与氧化； 炉料的熔化过程中会产生金属元素的挥发与氧化，对于不氧化或基本不氧化的元素主要以挥发损失为主，对于容易氧化的金属元素主要以氧化损失为主。 电弧炉炼钢时，电弧柱的温度高达4000～6000℃，远远超过金属元素的沸点，见表1-20元素的沸点。因此，在电极下端任何金属元素都挥发，并且随炉气所氧化而逸出。 ② 钢液的吸气 熔化期钢液要吸收一些气体，并且气体在钢液中的溶解度随温度升高而增大。在高温电弧作用下，炉气中的水蒸气、氮气被分解成氢原子和氮原子，它们可直接或通过渣层溶解于钢液中。所以为了减少钢液的吸气，应提前造好熔化渣。另外，熔化期的吹氧助熔有利于降低气体在钢液中的溶解度。 3.2.2 熔化期的技术措施3.2.2.1 缩短熔化期的途径 熔化期的主要问题是时间长、耗电多。为了节省熔化时间，使炉料最大限度地吸收热量，除了按照合理供电制度配送电外，生产中还采取以下措施来缩短熔化期。 ① 快速补炉和合理装料 出钢后高温炉体散热很快，只需3～5min就可由1500℃左右（亮红色）急剧降至800℃以下（暗红色）。为了减少这种热损失，出钢后的炉前操作要争分夺秒，补炉时应尽量减少炉盖开启和升高电极的时间，以保持炉内高温和利用电极余热来补炉。 电弧炉内加热的特点是3个电极附近及中心部位是高温区，近炉衬处是低温区，尤其是正对两个电极之间的炉衬处温度最低。因此，在布料时，应将难熔的、大块料放在高温区，易熔的小块料放在四周及上部，以确保电弧能最大限度、最长时间埋入炉料中，致使炉料最大限度的吸收热量。同时，在大功率供电时，炉盖、炉衬不受电弧的热辐射。 3.2.2.1 缩短熔化期的途径 ② 吹氧助熔 为加速炉料的熔化，在炉料熔化60%～70%时采用吹氧助熔。吹氧助熔的作用有三：一是吹入的氧与钢中元素氧化时放出大量的热量，加热并熔化炉料；二是切割大块炉料，使其掉入熔池，增加炉料受热面积，当炉料出现“搭桥”时，利用氧气切割极为方便。三是为炉内增加了一个活动的点热源，在一定程度上弥补了3个固定电弧热源加热不均匀的缺点。 经验得知，吹氧助熔合适的氧压为0.5～0.8MPa。氧压过高不但不能缩短熔化时间，相反还会增加金属元素的烧损和增加氧气消耗。若氧压过低，起不到吹氧助熔的作用。合理的吹氧助熔能缩短熔化时间20～30min，每吨钢电耗降低80～100kw.h。 3.2.2.1 缩短熔化期的途径 ③ 燃料—氧气助熔 除了使用电能外，向炉内引用第二热源，来加速炉料熔化，以缩短熔化期。常用的燃料有煤气和油，即煤氧助熔和油氧助熔。 这种方法越来越受到重视，并取得了良好的经济效果。 ④ 炉料预热 炉料预热主要是提高炉料的入炉温度，而使炉料熔化所需热量减少。如表1-21所示。 3.2.2.1 缩短熔化期的途径 ⑤ 热装双联 热装钢水或铁水，可以部分热装，也可以全部热装。某厂采用30%的钢水热装，电弧炉生产率提高20%，电耗降低25%，电极消耗降低20%。但采取这种热装方法必须具有相应的化铁炉、转炉等熔炼设备。 3.2.2.2 熔化期造渣及去磷 熔化期的主要任务是熔化炉料，但在熔化期提前造好熔化渣，也是熔化期的重要操作任务。 ① 熔化期提前造渣的作用为： 能够稳定电弧； 能够覆盖钢液，防止钢液散热，保持钢液温度； 减少钢液的吸气，聚集吸附废钢表面带入的杂质； 减少元素的损失与挥发，为氧化期创造条件。 3.2.2.2 熔化期造渣及去磷 ② 熔化期炉渣控制及去磷 为了满足脱磷要求，熔化期的炉渣必须具有一定的氧化性、碱度和渣量。 目前，已有很多厂把氧化期的脱磷任务提前到熔化期来完成，使炉料全部熔清时钢液中磷的含量≤0.035%，这样使得氧化期就可以直接吹氧升温脱碳，而无需再去脱磷。 由于脱磷反应是放热反应，熔化期脱磷温度较低（1500～1540℃），低温有利于脱磷反应的进行，所以能否提前脱磷的关键在于造好熔化渣。 3.2.2.2 熔化期造渣及去磷 熔化期脱磷造渣的特点是，在熔化中、后期不断补充渣料，使总渣量达4%～5%。由于吹氧助熔时铁和碳并未激烈氧化，渣中含FeO＞20%，只要炉渣碱度达1.8～2.0，再加入适量的氧化铁皮或碎矿石，就可使炉料中的磷去除50%～70%。在炉料熔清后扒去大部分炉渣（或熔化后期自动流渣），造新渣进入氧化期。 熔化期炉渣量由以下几部分组成：装料前加入的垫底石灰，补加的石灰、氧化铁皮或碎矿石，以及钢液中的金属被氧化生成的氧化物（如FeO、MnO、SiO2等）。 3.2.2.2 熔化期造渣及去磷 ③ 熔化期石灰加入量的计算 熔化期造渣主要是控制石灰加入