? 高压电源与隔离开关：高压电源一般为10~110KV；隔离开关主要用于电炉设备检

修时，断开高压电源，有时也用来进行切换操作。

? 高压断路器：它的作用是使高压电路在负载下接通或断开，并作为保护开关在电气

设备发生故障时，自动切断高压电路。

? 电抗器：串联在变压器高压侧，其作用是增加电路中感抗，以达到稳定电弧和限制

短路电流的目的。

? 变压器：电弧炉的主要电气设备，其作用使降低输入电压（一般为200～527V），产

生大的电流（几千到几万安培），供给电弧炉。

? 短网：从变压器低压侧的引出线至电极的一段线路，约有10～20m，截面积大，通

过电流大。

? 电极：将变压器输入的电流引入熔炼室的导体。 4.4 电炉氧化法冶炼工艺

? 双渣氧化法又称氧化法，它的特点是冶炼过程有氧化期，能去碳、去磷、去气和去

夹杂等。对炉料无特殊要求，冶炼过程有氧化期，又有还原期，有利钢质量的提高。 ? 传统的氧化法冶炼工艺操作过程包括：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个

阶段组成。主要由熔化期、氧化期、还原期三期组成，俗称老三期，它是电炉炼钢的基础。 补炉

? 影响炉衬寿命的主要因素：有炉衬的种类、性质和质量；高温电弧辐射和熔渣的化

学侵蚀；吹氧与钢液、炉渣等的机械冲刷以及装料的冲击。

? 补炉部位： 炉衬损坏的主要部位是炉壁渣线，出钢口，炉门两侧。

? 补炉方法：补炉方法可分为人工投补和机械喷补补炉的原则是：高温、快补、薄补。 ? 补炉材料：碱性电炉机械喷补材料主要用镁砂、白云石或两者的混合物，并掺入磷

酸盐或硅酸盐等粘结剂。 装料

? 目前，广泛采用炉顶料篮装料，每炉钢的炉料分1～3次加入。

? 装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电极消耗以及合金元素的烧损等。因

此要求合理装料，这主要取决于炉料在料筐中的布料合理与否。

? 现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、中间高、四周低、炉门口无大料，穿井

快、不搭桥，提前助熔效果好。 熔化

? 传统工艺熔化期占整个冶炼时间的50%～70％，电耗占60%～80％。

? 熔化期的长短影响生产率和电耗；

? 熔化期的操作影响氧化期、还原期的顺利与否。

? 熔化期的主要任务是将块状的固体炉料快速熔化、并加热到氧化温度；提前造渣，

早期去磷，减少钢液吸气与挥发。

? 熔化期的操作主要是合理供电，及时吹氧，提前造渣。

? 传统工艺熔化期占整个冶炼时间的50%～70％，电耗占60%～80％。

? 熔化期的长短影响生产率和电耗；

? 熔化期的操作影响氧化期、还原期的顺利与否。

? 熔化期的主要任务是将块状的固体炉料快速熔化、并加热到氧化温度；提前造渣，

早期去磷，减少钢液吸气与挥发。

? 熔化期的操作主要是合理供电，及时吹氧，提前造渣。 氧化

? 氧化期的主要任务是：

? 造渣脱磷到要求（wP＜0.02％）； ? 脱碳（C-O）至规格下限；

? 去气、去夹杂（利用C-O反应）； ? 提高钢液温度。

? 当钢液的温度、磷、碳等符合要求，扒除氧化渣、造稀薄渣进入还原期。 还原

? 还原期的主要任务

? 脱氧至要求（wO为0.003-0.008%）； ? 脱硫至一定值；

? 调整钢液成分，进行合金化； ? 调整钢液温度。

? 其中：脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。 还原操作

? 电炉常用综合脱氧法，其还原操作以脱氧为核心。

? 当钢液的温度、磷和碳含量符合要求，扒渣量超过95％； ? 加Fe-Mn、Fe-Si块等预脱氧（沉淀脱氧）； ? 加石灰、萤石、火砖块，造稀薄渣；

? 还原，加碳粉、Fe-Si粉等脱氧（扩散脱氧），分3～5批，7～10min／批； ? 搅拌，取样、测温；

? 调整成分，加Al或Ca-Si块等终脱氧（沉淀脱氧）； ? 出钢

出钢

? 传统电炉冶炼工艺，钢液经氧化、还原后，当化学成分合格，温度符合要求，钢液

脱氧良好，炉渣碱度与流动性合适时即可出钢。 ? 因出钢过程的钢-渣接触可进一步脱氧与脱硫，故要求采取―大口、深冲、钢-渣混合‖

的出钢方式。 钢液的合金化

? 现代电炉冶炼工艺的合金化一般是在出钢过程中在钢包内完成。

? 出钢时钢包中合金化为预合金化，精确的合金成分调整最终是在精炼炉内完成的。 ? 合金化操作主要指合金加入时间与加入的数量。

第四章 小结

? 重点掌握内容：

? 电弧炉的电气设备组成及作用； ? 电炉氧化法冶炼工艺：

? 氧化法冶炼工艺操作过程及老三期； ? 补炉部位及原则； ? 现场装料经验； ? 氧化期的任务； ? 还原期的任务。

第五章 炉外精炼

5.1 炉外精炼的特点 5.2 精炼手段 5.3 炉外精炼方法 5.3.1 RH 5.3.2 LF

? 钢中杂质元素是指O、S、P、H、N等非金属元素（对某些钢种也包含C）及有色

金属（Pb、As、Sb、Bi、Cu、Sn等）。

? 这些溶解在钢中的元素用传统的炼钢方法是很难除去的，不能达到纯净钢要

求的标准。

? 由于真空技术的应用，H所引起的白点问题已基本解决。

? P除利用高磷生铁或冶炼超低碳钢种外，多数钢种能达到[P]≤0.03%水平。 ? C虽是一般钢种的有益元素，但在某些特殊钢中可成为有害元素，因此，要

求含量很低.

? N在一般钢种中是有害元素，要求大力降低。

? O和S是钢中必须大量除去的主要杂质(少数钢种，如易切削钢等例外:一般

低硫钢的S≤0.025％， 有的甚至S<0.01％；中硫钢的S=0.04～0.09％；高硫钢的S=0.1～0.3％ )。

? 钢实际上合金基体与非金属夹杂物组成的复合材料。

? 生产纯净钢必须进一歩大力降低钢中的w[O]和w[S]，达到5×10-3%以下。

炉外精炼S.R. (Secondary Refining) ：按传统工艺，将常规炼钢炉（转、电）中完成的精炼任务（四脱（S、P、C、O），二去（气体、夹杂），两调整（温度、成分）），部分或全部地转移到钢包或其它容器中进行。

? 任务、要求→常规炼钢炉不能满足→常规炉缺陷不足→改进办法→出现S.R ? 特点：

? 二次冶金。创造最佳环境，提高效率、解决难创造最佳条件和效率低的问题； ? 具备各种类型的搅拌，改善了动力学条件，解决了优越性不能发挥的问题；

? 具备浇注功能（钢包炉、容器）省略出钢过程，解决了已精炼钢水的再污染、工艺

安排矛盾的问题。 5.2 精炼手段 对精炼手段的要求 ? 主要要求：

? 独立性－不是伴随其他冶金过程出现的一种现象 ? 作用时间可控 ? 作用强度可调 ? 还有：

? 作用的能力重现性好 ? 便于与其他精炼手段配合

? 操作方便、设备简单、基础投资和运行费用低

精炼手段： 具有独立性、作用时间可控、作用强度可调的特定方法、措施称为精炼手段。 炉外精炼共有5种精炼手段：渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹

渣洗：渣洗法是在出钢时利用钢流的冲击作用使钢包中的合成渣与钢液混合，精炼钢液。 搅拌：对反应容器中的钢液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要的手段。它采取某种措施给钢液提供动能，促使钢液在精炼反应器中对流运动。钢液搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂

物聚合长大和上浮排除。 1 、气体搅拌

? 气体搅拌主要用氩气，故又称氩气搅拌。向钢液吹入氩气可以用顶枪插入法，也可

以用底部透气砖法。

? 实践证明，从底部通过透气砖吹入氩气，可充分发挥其搅拌作用，氩气利用

率高

? 目前，大多数的吹氩搅拌均采用透气砖底吹法。

2、 电磁搅拌

? 对钢水施加一个交变磁场，当磁场以一定速度切割钢液时，会产生感应电势，这个

电势可在钢液中产生感应电流，载流钢液与磁场的相互作用产生电磁力，从而驱动钢液运动，达到搅拌钢液的目的。

3、 循环搅拌

? 典型的循环搅拌是钢液在循环流动的过程中实现搅拌，如RH与DH的搅拌方式，

也有人称吸吐搅拌。

? 在RH精炼中，钢包内的搅拌是由真空室内钢液注流进入钢包中引起的。

真空

? 当冶金反应生成物为气体时，通过减小反应体系的压力即抽真空，可以使反应的平

衡向着生成气态物质的方向移动。因此，在真空下，钢液将进一步脱气、脱碳及脱氧。

? 向钢液中吹入氩气，从钢液中上浮的每个小气泡都相当一个―小真空室‖，气

泡内的H2，N2及CO等分压接近于零，钢中的[H]、[N]以及碳氧反应产物CO将向小气泡中扩散并随之上浮排除。吹氩对钢液具有―气洗‖作用。

? 例如，电弧炉冶炼不锈钢的返回吹氧法，在1873K下很难使[C]降至

很低的数值。而在AOD法中，向钢液中吹入不断变换Ar/O2比例的气体，可以降低碳氧反应中产生的CO分压，从而使钢液的[C]含量达到超低碳水平。

? 采用专门的真空装置，将钢液置于真空环境中精炼，可以降低钢中气体、碳及氧含

量。

? 常用的真空装置主要有VD 、RH等。 喷吹

? 喷吹法是用载气（Ar）将精炼粉剂流态化，形成气固两相流，经过喷枪，

直接将精炼剂送入钢液内部。

? 由于在喷吹法中精炼粉剂粒度小，进入钢液后，与钢液的接触面积

大大增加。因此，可以显著提高精炼效果。

? 炉外精炼中钢液的精炼剂一类为以钙的化合物（CaO或CaC2）为基的粉剂或合成

渣，另一类为合金元素如Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等。

? 将精炼剂加入钢液中，可起到脱硫、脱氧，去除夹杂物，夹杂物变性处理以及合金

成分调整的作用。

喂丝法是将易氧化，密度小的合金元素置于低碳钢包裹线中，通过喂丝机将其送入钢液内部。

? 喂丝法的优点是，可防止易氧化的元素被空气和钢液面上的顶渣氧

化，准确控制合金元素添加数量，提高和稳定合金元素的利用率； ? 添加过程无喷溅，避免了钢液再氧化； ? 精炼过程温降小；