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钢铁冶金学（炼钢部分） 电弧炉炼钢及铸锭
回料，包括滚珠钢、合金结构钢、合金工具钢、低合金高强度钢、不锈钢、耐热钢、高速工具钢等。按尺寸及单重：重型废钢：
100～2000kg；中型废钢：10～100kg；小型废钢：1～10kg；轻型废钢：需打包成压块钢屑、渣钢等：需打包或切割。
4．1．1．2 一般要求：①、清洁少锈，少油污；②、Cu、As、Sn、Pb、Zn 等有色金属严禁带入；③、严禁炉料中混入密封容器、
易燃易爆物及有毒物；④、S、P 含量少；⑤、尺寸合适。
4．1．2 生铁、废铁和软铁：
4．1．2．1 生铁：
用途：（1）配料：配入量：10~20%，生铁牌号：P08、P10；（2）增 C：采用优质低 P、S 生铁，生铁牌号：S10、S15。
4．1．2．2
≤
废铁：
用途：配料，代替生铁；包括废钢锭模、浇注底盘、中注管外套、废铸铁件等，配入量 配料量的 10%。
4．1．2．3 软铁（工业纯铁）：用于还原期调低 C。
4．1．3 直接还原铁（DRI）、热压铁块（HBI）和脱碳粒铁：
4．1．3．1 直接还原铁：Direct Reduced Iron—DRI，是以铁矿石或精矿粉为原料，在直接还原炉内，在低于炉料的熔化温度下，以
CO 或 H
2
（气基）或煤炭（煤基）作还原剂，所还原得到的金属铁产品。
4．1．3．2 热压铁块：Hot Briquette Iron—HBI，由海绵铁或金属化球团趁热压制成形是产品，称为热压块铁。HBI 比 DRI 密度高，
不易氧化和破碎。
4．1．3．3 脱碳粒铁：高炉生铁粒化后，在回转窑中被 CO2 脱碳后的产品，称为脱碳粒铁。C：0.2~2.0%，粒度 5~15mm。与直接
还原铁比，T
Fe
要高 5~10%，脉石含量低 1~3%，但价格高。
4．2 合金材料：电弧炉炼钢主要使用的是铁合金，还有一些纯金属。主要作用是合金化，还可作为脱氧剂。
4．2．1 常用的合金材料：1.Fe-Si 既是合金剂，又是脱氧剂。Fe-Si 含 H 量高，应高温烘烤。2.Fe-Mn 既是合金剂，又是脱氧剂。
有低 C、中 C、高 C 之分，尽量用价廉的高 C Fe-Mn，含 Mn 量均为 50~80%之间。3.Fe-Cr 分为碳素 Fe-Cr、中 C Fe-Cr、低 C Fe-
Cr、微 C Fe-Cr 与金属 Cr 等，含量均为 50~60%之间。4.
其他 Fe-W：熔点高、比重大，应早加入炉内，块度〈80mm；Fe-Mo：熔
点高，块度应该小一点，熔清后即可加入；Fe-V、Fe-Ti、Fe-B、Ni（粒、板）、Al（块）、Fe-Nb、RE 合金，等等。
4．2．2 合金材料的管理：（1）、堆放时分类标牌清楚；（2）、不露天堆放，保持干燥、清洁；（3）、块度合适，一般来说，
熔点高、密度大、用量多和炉子容量小时，块度宜小一些；（4）、必须在使用前烘烤。
高温退火：电解锰、电解镍等；高温烘烤：适合于 Fe-Si、Fe-Mn、Mn-Si、Fe-Cr、Fe-W、Fe-Mo 等；低温干燥：适合于 RE 合金、
Fe-B、Al、Fe-V、Fe-Ti 等。
4．3 造渣材料
4．3．1 石灰：由石灰石在 800~1000℃高温下焙烧而成。
成分
CaO SiO
2
MgO Fe
2
O
3
+Al
2
O
3
S H
2
O
含量（%
）
85 2 〈2 3 0.15 0.30
块度：30~60mm 烘烤：700℃，2 小时以上
4．3．2 萤石（CaF
2
）
作用：能降低炉渣的熔点，提高炉渣流动性，且保持碱度
成分：
CaF
2
SiO
2
CaO S H
2
O
含量（%
）
〉85
〈 4
〈 5 〈0.2 〈0.5
块度：10~80mm 烘烤：100~200℃，4 小时以上。
4．3．3 粘土砖块（火砖块）：即废汤道砖与废中注管砖块（模铸中产生）
成分：
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
含量（%
）
58~70 27~35 1.3~2.2
作用：提高炉渣流动性，但会降低炉渣碱度，适合于高 MgO 渣。
4．4 氧化剂、脱氧剂、增碳剂
4．4．1 铁矿石：分为赤铁矿石与磁铁矿石
成分：
T
Fe
SiO
2
S P H
2
O
含量（% ≥
）
55 〈8 0.10 0.10 0.5
块度：30~100mm 烘烤：500℃以上高温下，2 小时以上。
4．4．2 氧化铁皮：即轧钢时氧化剥落的铁皮。
成分：
TFe SiO
2
S P H
2
O
含量（% ≥
）
70
〈 3 ≤0.04 ≤0.05 ≤0.5
烘烤：500℃以上高温下，4 小时以上。
4．4．3 氧气
成分：
O
2
≥98% H
2
O≤3 g/m
3
吹氧压力：
熔化期
0.3~0.7MPa
氧化期
0.6~1.2MPa
4．4．4 脱氧剂：块状脱氧剂：Fe-Mn、Fe-Si、Al、Mn-Si、Ca-Si，等等；粉状脱氧剂：C 粉、Fe-Si 粉、Al 粉、电石，等等。
4．4．5 增碳剂：通常有：焦炭粉、电极粉、低 S、P 生铁、碎电极块（块度 50~100mm）
4．5 电极
4．5．1 对电极的要求：（1）、导电性能良好，电阻系数小，以减少电能损失；（2）、具有足够的机械强度，以免碰坏、撞断；
（3）、具有良好的抗高温氧化能力；（4）、几何形状规整，且表面光滑，以保证电极与电极夹头之间接触良好。
4．5．2 降低电极耗的措施：（1）、防振、防碰撞；（2）、防潮；（3）、防接头松动；（4）、防氧化剥落；（5）、提高电极
自动调节器的灵敏度（4~7m/min）；（6）、强化管理。
5、碱性电弧炉氧化法冶炼工艺简介
5．1 配料与装料
5．1．1 配料
5．1．1．1 要求：（1）、氧化法：①、配 C 量：根据熔化期 C 的烧损、氧化期脱 C 量和还原期增 C 量这三个因素来定。一般来
说，配 C 量=钢种规格下限+0.65%。②、Si：熔清样中[Si]〈0.15%（一般不人为配入）。③、Mn：熔清样中[Mn]〈0.20%（一般不
人为配入）。④、P、S：越低越好。一般熔清样中[P]〈0.050%，[S]〈0.080%。⑤、熔清样中，[Cr]、[Ni]、[Cu]一般均应小于
0.25%。⑥、炉料综合收得率：95~97%。（2）、不氧化法：①、炉料由清洁少锈、干燥的本钢种返回料，以及类似本钢种的返回
料，少量碳素废钢与软铁组成。②、一般熔清样中[P]〈规格-（0.015~0.020）%。③、熔清样中，[C] 〈规格下限-（0.03~0.06）%。
④、炉料综合收得率：98%。（3）返回吹氧法：①、炉料由本钢种返回料、碳素废钢、铁合金以及软铁等组成，其中本钢种返回料
占 40~80%。②、脱 C 量：0.20~0.40%。③、一般熔清样中[P]〈规格-（0.015~0.020）%。④、为了升温，可配入一定量的 Fe-Si 和
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