电弧炉的熔炼过程是怎样的？高效金属生产完全指南

电弧炉（EAF）的熔炼过程包括使用高压电弧产生熔化废金属或其他原材料所需的热量。这种工艺因其高效性和灵活性而广泛应用于钢铁行业。关键步骤包括向熔炉中加入原材料、启动电弧产生热量、熔化材料、精炼熔融金属，最后出炉将熔融金属倒入模具中。这一过程受电压、电极深度和是否存在杂质等因素的影响。此外，使用管式炉虽然它不是电炉熔炼工艺的直接组成部分，但在某些准备工艺或辅助工艺中可能会用到。

要点说明

给炉子充电:
- 电弧炉装入原材料，通常是废金属、铁矿石或直接还原铁（DRI）。原料通过炉顶或侧门装入电弧炉。
- 正确装料对确保高效熔化和避免损坏炉衬至关重要。
启动弧线:
- 一旦炉子充好电，电极就会被放入炉中，然后在电极和带电材料之间产生电弧。电弧产生的高温可高达 3,000°C （5,432°F），足以熔化金属。
- 电弧产生后，电压会升高，以加速熔化过程。电极深浸（将电极浸入熔融金属中）也有助于加速熔化。
熔化材料:
- 电弧产生的热量熔化带电材料，将其转化为熔融状态。在这一阶段，熔炉通常会倾斜或旋转，以确保熔化均匀并防止形成冷点。
- 杂质、炉渣和氧化剂的存在会影响熔化过程，这些物质通常在这一阶段被清除或控制。
熔融金属的提炼:
- 材料完全熔化后，熔融金属需要经过精炼，以去除杂质并调整化学成分。这可能需要添加助熔剂、合金或其他精炼剂。
- 精炼过程对于实现最终金属产品的理想质量和性能至关重要。
挖掘熔炉:
- 精炼过程完成后，通过倾斜熔炉，将熔融金属倒入钢包或直接倒入模具中。出钢过程必须小心控制，以确保金属的正常流动，避免溢出或污染。
- 然后将熔融金属浇铸成所需形状，或根据需要进行进一步加工。
炉子维护:
- 出炉后，炉子可能需要维护或修理，特别是在炉衬被侵蚀或损坏的情况下。维修步骤取决于损坏程度：
  - 在全面修补时（当墙壁被均匀侵蚀至约 70 毫米时），要刮掉熔渣，设置模具，准备石英砂并浇注、压实，然后加热熔炉。
  - 对于局部修复（当侵蚀小于 70 毫米或感应线圈上方有裂缝时），刮掉受损区域，用钢板固定装料，填入石英砂并压实。
电弧炉熔化的优势:
- 电弧炉工艺具有多种优势，包括 24 小时连续冶炼能力、操作简单、能耗低和环保。
- 该工艺还得益于磁力搅拌效果，它能提高金属成分的均匀性，并有助于清除浮渣。
与其他熔化工艺的比较:
- 电弧炉的熔炼过程有别于感应炉等其他方法，根据所用坩埚材料的不同，可分为碱性坩埚熔炼法和酸性坩埚熔炼法。
- 真空感应熔炼工艺涉及坩埚选择、装料准备、熔炼、精炼和浇注等步骤，是另一种替代方法，但通常用于特殊应用。

总之，电弧炉的熔炼过程是一种生产优质金属产品的复杂但高效的方法。它涉及几个关键步骤，从装料、熔化到精炼和出钢，每个步骤都必须精心管理，以确保达到最佳效果。该工艺受多种因素的影响，包括电压、电极深度和杂质的存在，与其他熔炼方法相比具有多种优势。

总表：

步骤	说明
充电	原材料（废金属、铁矿石、DRI）装入熔炉。
启动弧线	电极产生的高温（高达 3,000°C ）可熔化材料。
融化	材料被均匀熔化，杂质被去除。
炼油	熔融金属经过精炼，以调整成分和去除杂质。
攻丝	熔融金属被倒入模具或钢包中进行进一步加工。
维护	如果炉衬损坏，则进行修复，以确保使用寿命和效率。
优势	24 小时运行、低功耗、环保、金属质量均匀。