郭正欽，趙教育，楊國利，王月慶，王海葉，張衛國

中頻爐煉鋼主要有酸性感應電爐和堿性感應電爐煉鋼，堿性感應電爐煉鋼可以通過造堿性爐渣，起到一些脫硫脫磷的作用，而酸性感應電爐不能脫硫和脫磷。考慮到生產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當是優質的、含很少的P、S外，還需要進一步的脫硫脫磷，所以爐社選用鎂砂堿性成型爐襯，鋼液采用250kg的中頻感應電爐熔煉，加入增碳劑調節鋼液中的碳使其達到控制樣品的成分范圍。

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

1 原材料的準備

爐料要潔凈，爐料表面無銹、油（防止氣體的產生）；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經過高溫烘烤，以免材料中含有水分；所有的脫氧材料也應經過高溫烘烤。

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。配料時應注意以下幾占：①必須正確地進行配料計算和準確地稱量爐料裝入量；②爐料的大小要按比例搭配，以達到好裝、快速熔化的目的；③各類爐料應根據鋼液的質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。既滿足設計成分的要求，又節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。熔化期的任務是將固體爐料迅速熔化成鋼液，并進行脫磷和脫硫，減少鋼液吸收氣體和金屬和揮發。

通電10min內用較小的功率通電。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。熔化過程中應經常用爐針捅料，注意避免爐料互相擠位而發生“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行脫磷和脫硫，減少鋼液吸收氣體和金屬的揮發。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，包內加入0.1%~0.15%鋁片進行脫氧處理，充分攪拌鋼液，取樣進行爐前光譜分析。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的方法進行脫硫。

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。

因為開爐分析數據過多，不再一一列舉，但從所得分析數據可以明顯得出：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

出鋼的技術要求：①如果脫氧效果良好應及時停止供電，準備出鋼；②如果脫氧效果不好，出爐前分別爐內加入和包內沖入0.05%鋁片進行再次脫氧處理。

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

5 澆注的技術要求

5.1 盛鋼桶的準備

盛鋼桶在使用前，應清理盛鋼桶內的殘鋼殘渣，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

盛鋼桶在使用前應經過充分的烘烤，烘烤不充分時會導致鋼液吸收氣體，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靜

出鋼后應使鋼液在盛鋼桶中鎮靜一段時間，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，然后再進行澆注。鎮靜時間一般應≥5min。當出鋼溫度過高時，延長鎮靜時間以使澆注溫度合適。但鎮靜時間最長不應超過20min。鎮靜時間過長，盛鋼桶內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，澆注過程中不應斷流；澆注時應有專人監控，防止爐渣進入型腔；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 結束語

對堿性感應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。