熔炼操作规程

熔炼操作规程

适用围：

熔模精密铸造用碱性或中性炉衬的小容量感应电炉，熔炼碳钢、低合金钢。

1 、 熔炼前的准备 1.1配料

1.1.1用与要求钢号成份相同或相近的优质型材边角废料作主料，一般回炉料的配入应控制在30%以，铸件质量要求高的产品不使用回炉料，用于调正成份的铁合金量不超过5%。

1.2对炉料的要求

1.2.1所有金属炉料需清洁无锈蚀、无油污、干燥无水份。

1.2.2造渣剂石灰防止吸潮；除渣剂应筛去灰份经低温烘乾后置于炉前备用。

1.3装料

1.3.1首先用80-90%的干石灰，加入炉底造底渣, 当钢料开始熔化即可接触造渣剂并覆盖钢液，造渣剂数量约为炉料重量的1-2%，以能完全覆盖钢液为原则。

1.3.2将细小的钢料垫于炉底，然后将难熔且不易氧化的铁合金和金属如钼铁、钨铁及

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电解镍等加在炉底，其他铁合金及金属应在预脱氧后加入，其余主料应较紧密的竖立装于炉內，当自下而上的熔化时便于向下推料。

提示1、

由于感应电炉具有炉膛深度与直径比大，金属炉料是被电磁感应而加热熔化，为提高电效率而炉壁厚度薄等特点，致使钢液与渣层接触面积小，渣层由金属传热故温度低，炉壁不允许过渡冲击，所以感应电炉不具备钢的冶炼功能，只是一个合格金属的快速重熔设备。因而要求炉料必须成份准确而洁净。

提示2、

碱性炉衬应造碱性渣，炉料中的氧化物首先和炉渣反应，不至于污染和粘附炉衬，除非炉料非常干净，才不必造渣。

2 快速熔化

2.1 当炉料装完后即可起动电源满功率送电，以加快熔化速度，缩短钢料在大气中的接触时间，减少氧化、吸气。但在碱性炉衬的冷炉熔化时，由于镁砂炉衬有裂纹，需先用小功率送电，待受热的钢料将炉衬烘至发红，裂纹弥合后才可满功率快速熔化。

2.2 熔化过程中要及时推料和补加炉料，形状各异的回炉料容易卡料，可在最后加入，要防止因加料不当或不及时推料而形成的“搭桥”事故。

2.3 操作中要注意使渣层覆盖好钢液，若渣量太少，可添加造渣剂，以防止钢液裸露，若渣层太厚，可撇除部份渣液，由于是釆用单渣法，中途不要更換渣液。

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提示3、

非真空感应电炉熔炼时，钢料在加热和熔化过程中，固体钢料和已熔化而裸露的钢液不断被空气中的氧所氧化，即使部分钢料已熔化，但由于电磁搅拌的作用，熔渣亦覆盖不住钢液，只有当大部分钢料已熔化，熔渣才能覆盖住钢液，使之与空气隔绝。为了減少钢在熔化过程中的氧化，必须加大电源功率，缩短熔化时，即缩短了钢料与氧气接触的时间。

3 预脱氧

3.1 预脱氧时间：当钢料已全部熔化，但温度不高，一般约≦1550℃时，是预脱氧的最佳时期。

3.2 预脱氧剂的选择：选择脱氧效果较好，钢中允许残留较高的锰和硅作预脱氧剂，含碳量低的钢选用电解锰和结晶硅，碳钢选用低碳锰铁和优质硅铁。

3.3 预脱氧剂加入量：以最终钢中锰、硅残留含量不超过标准为原则下尽量多加，以提高脱氧效果，为形成易于上浮的锰硅酸盐复合化合物, 需使锰/硅大于1或更高，一般最低加锰 0.5%，加硅0.25%。

3.4 预脱氧剂加入顺序：要先加锰，随后再加硅。脱氧剂经预热后，推开渣面加到钢液中，随即覆盖钢液。

提示4、

锰和硅是钢液最好的脱氧剂，它们与氧的亲和力虽不及铝，但有两大优点：首先是它们对钢液共同脫氧时，是形成熔点低于钢的复合氧化物MnSiO3，它易于从钢液中聚集和

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浮出；笫二是钢中允许的锰和硅的残留量较高，因而适当过量的加入，有利脫氧反应的进行。

使用锰、硅脫氧剂时要掌握两点：一是在钢液处于低温状态时加入锰和硅脫氧，因为这时是锰和硅脫氧效果最佳时期；二是要先加锰，随后再加硅，这是因为硅脫氧的产物 SiO2 是一种絮状物，飘浮在钢液中不易排出，因而加硅前钢液中必须有大量的MnO存在，一当出现SiO2即被MnO包围形成MnSiO3的复合氧化物，实验证明不同的加入次序，钢中夹杂物含量有显著的不同，同时这也是我们强调加锰量要大于加硅量，锰硅比至少要大于1的原因，还有一种说法是钢中锰的含量高时，硅的脱氧效果会更好。

提示5、

用锰和硅将钢液部份氧脱去，并形成易于排除的脫氧产物，这是预脱氧的目的，但由于锰和硅与氧的亲合力稍差，钢液中还存在氧，所以只能将锰硅脫氧称为预脱氧。

4 调正成份及升温

4.1 钢液经预脱氧后立即取样，进行光谱分析，此时将电源调低至保温功率，根据分析结果，补加经预热的合金。

4.2 当钢液成份合格后，立即满功率快速升温，达到最高熔化温度并用插入式热电偶测温。 提示6、

预脫氧后钢液中的氧含量降低，此时向炉添加各种比较容易氧化的元素合金，其氧化

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损耗少，产生氧化夹杂物也少。这一时期通过添加合金和炉前快速分析是确保钢的化学成份合格的关键时期。

5 停电静置

5.1 成份合格的钢液达到最高熔化温度后，立即关闭电源，钢液中的电磁搅拌停止，利于预脱氧后产生的悬浮在钢液中的氧化物飘浮到渣层中。

5.2 对于容量为 100-150kg 的感应炉，停电静置时间一般控制在2-3分钟，由于电源关闭，钢液温度开始下降，当温度太低时，钢液粘稠度增大，夹杂物不易浮出，故过长的静置时间并无效果，如钢中夹杂物太多，可再次升温至最高熔化温度后，进行第二次停电静置。

提示7 、

停电静置的目的是，让钢液中前期产生的氧化夹杂物，在沒有电磁搅拌力的干涉下，向上浮出进入渣层，达到钢液的净化。实现这一目的关键是提高钢液的温度，以降低其粘稠度，使夹杂物上浮阻力減小，才能实现静置浮渣的目的。但钢液温度过高又存在氧化和吸气的风险。静置时确定合适的最高钢液温度也即开始静置的温度很重要。

6 终脱氧及精炼

6.1 钢液静置后，用插入式热电偶测温,若温度接近浇注温度,即可进行终脱氧。若温度过高或过低均应调整至浇注温度围，方可进行终脱氧。

6.2 终脱氧剂的选择：碳钢用0.08~0.1%的纯铝作终脱氧剂。

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6.3 终脱氧剂的加入顺序及方法：推开渣面先加硅钙锰合金再立即加铝。铝比重小，含钙的合金易燃烧，在加入方法上要考虑回收率，可用插入或钟罩压入法加入。

6.4 终脱氧后的精炼处理：对于某些钢种根据工艺要求，可在终脱氧后向钢液加入稀土合金改善和提高钢的性能。

提示8、

铝与氧的亲合力強，是钢的最強脱氧剂，故将其作为钢的最终脫氧剂。铝脫氧的缺点是形成的脫氧产物Al2O3为簇状氧化物，铝加在钢液的表面时还会与空气中的氧形成氧化铝膜，当它搅入钢液中时就不易浮出而形成硬质脆性夹杂物，形成的脫氧产物就不是单一的氧化铝，而是多元的复合氧物，容易与钢液分离浮出。

提示9、

稀土和含钙合金对钢液有精练的作用是有以下三点原因：一是它们与氧有极强的亲和力，故对钢液有深度的脱氧作用；二是稀土及其氧化物的熔点高于钢，钢在凝固时增加了结晶核心，因而有细化晶粒的作用；三是钢液中存在微量的钙和稀土元素时，钢液终脱氧留下的少量氧化夹杂物将被细化和成球状，因而对钢的危害性很小。但是要强调的是稀土合金必须在终脱氧完成后再加入，否则会产生过多的稀土氧化物反而污染了钢液。

7 除渣

7.1 终脱氧完成后，立即进行初步除渣，即用钢钎挑除大块覆盖渣，再用干燥的颗粒状的除渣剂撒于渣面上，蘸除覆盖渣并用钢钎挑出，反复除渣两次后，在钢液面上均匀撒上除渣剂覆盖钢液，即可准备向钢包出钢。

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7.3 除渣过程钢液裸露在空气中，除渣操作必须快速有效，以减少钢液再次氧化污染。

提示10、

目前工ㄏ普遍使用的除渣剂是珍珠岩，它是一种酸性硅酸盐的玻璃质火山熔岩矿，经破碎、筛分和低温烘烤去除自由水的颗粒物，将它加到高温钢液和渣层上时，立即膨胀发泡，因而具有较强的吸附钢液表面稀渣的功能，在使用除渣剂除渣时，应按照, \"颗粒无灰、均匀淋撒、轻揉蘸渣、迅速挑除、注重效果、減少频次\" 的方法和原则去做，因为除渣剂不同于造渣剂，它本身杂质多且含有结晶水，过多的使用也会污染钢液，同时它的熔点低，在钢液表面仃留过长时间也会变成稀渣，反而达不到吸附稀渣的作用。

8 出钢浇注

8.1 清扫炉面，用气咀吹去炉面和出钢槽上的灰尘、砂粒和杂质，出钢槽不宜过长，若经过修补，一定要预先沏底烘干，以尽量缩短钢液流经距离和防止钢液吸潮。

8.2 转包浇注，钢水浇了1/3需将终脫氧剂留下一半，分次加在钢包底部由钢液冲入脱氧, 浇包需烘烤至暗红色才可接盛钢液。

8.3 出钢浇注过程中，随着炉內钢液逐渐减少，应逐步调小电源功率，使钢液的浇注温度保持相对穩定。

提示12、

出钢浇注过程钢液完全裸露在大气中，这时已经脱氧的合格钢液又会被氧化，并随着时间的增长而逐步严重，这就是所谓的二次氧化，它将影响铸件的质量，所以要确保钢水

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3-5分钟浇完每炉钢水，并且在浇包中加入适量的铝丝进行脱氧。

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