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摘 要：电弧炉为一种常用冶炼金属工艺，随着技术水平的提高，电弧炉应用更为广泛，且具有较高的效率。对电弧炉不锈钢熔炼工艺进行分析，需要明确熔炼过程中存在的问题，确定各类影响因素，有针对性的采取措施进行优化，提高不锈钢熔炼效果。本文结合实例对电弧炉不锈钢熔炼工艺进行了简要分析，并提出了优化措施。
关键词：电弧炉；不锈钢；熔炼
不锈钢冶炼常用的工艺为电弧炉或复吹转炉直接冶炼法与炉外精炼法，虽然在实际生产中技术在不断更新，但是从整体上来看，电弧炉不锈钢熔炼工艺还存在一定不足，还需要做更进一步的分析优化，减少存在的各类问题，从根本上来提高熔炼作业效率。
一、电弧炉熔炼工艺分析
电弧炉主要即利用电弧能来对金属进行冶炼的一种电炉，常见的有直接加热式、间接加热式、矿热炉三种。其中，直接加热式电弧发生在专用电极棒与被熔炼炉料间，电弧热直接作用于炉料，主要用于炼钢。间接加热式电弧则发生在专用电极棒间，炉料受到电弧辐射热作用，多被用于铜、铜合金冶炼[1]。矿热炉则将高电阻率矿石作为原料，作业时电极下部会埋在炉料内，这样电流在通过炉料时，炉料电阻会产生热量，同时电极与炉料间电弧也会产生热量，达到冶炼的目的。
二、电弧炉不锈钢熔炼实例分析
1.工程概述
以ZJ铸钢分厂为例，熔炼铬镍不锈钢主要工艺为碱性电弧炉吹氧返回法。作业时小修炉后，对炉子进行充分烘干处理，在炉避处加入炉料1%石灰。然后对待熔炼钢屑进行金属清洗剂与石灰水清洗，晒干后按照要求装料。装料完毕后调整电极长度，且检查电气、电极、机械传动系统以及冷却系统是否可以正常运行，利用最大功率供电熔炼。当持续供电1.5h后，预估炉料可以熔化80%左右，为提高熔炼效果，可以采取吹氧助熔方式处理。其中吹氧量需要根据实际需求控制，本项目共吹四瓶氧气，吹氧压力在0.8～1.0MPa。待一段时间后炉料达到全部熔化状态，对钢液进行充分搅拌，选取1号钢样进行分析，确定其各元素含量为：C：0.72%、Si：0.65%、S：0.032%。然后可以根据实际情况确定是否扒渣处理，准备吹氧脱碳。此阶段共吹三瓶氧气，吹氧压力为1.0～1.2MPa。控制好吹氧时间，吹氧完毕后选取2号钢样分析各元素含量，C：0.327%，继续吹氧一瓶，吹氧压力为1.0～1.2MPa。最后进入到还原阶段，向其中加入5kg硅铁碎，熔炼完成后大口出钢，并取3号钢样，即炉后样分析，C：0.35%、Si：0.35%、S：0.015%[2]。
2.工艺分析
2.1碳素钢熔炼
待完成碳素钢熔炼阶段后，电弧炉内存留大量残钢残渣，会在一定程度上对不锈钢成分产生影响，降低熔炼产品质量。因此在对电弧炉熔炼不锈钢工艺进行分析时，需要在小修炉阶段将炉内残存的残钢残渣全部清除干净，且对炉壁、炉底进行加固。另外，可以向炉底、炉壁添加1%石灰，提前造渣，并提高熔化渣碱度，这样在进行吹氧时，脱碳保铬效率更高，同时装料阶段炉料对炉底的影响更小，避免对炉底产生较大的冲击[3]。
2.2不锈钢屑
机加工后会产生一定量的不锈钢屑，且含有较多的杂质与油污，造成钢液碳硫含量增加，增大了脱碳处理难度，熔炼过程所需时间更长，且产生的能耗更大。为解决此类问题，需要重视炉料的清洗，降低熔化样炉渣量，使得装料前石灰的投入效率更高，提高后续各环节作业效率。
2.3熔炼设备
为保证整个熔炼过程有效进行，需要提高对熔炼设备的管理，提前对其进行检查验收，保证可以正常运行，避免在熔炼过程中出现故障。且在熔炼过程中还要做好细节控制，例如避免电极掉入熔池内，要提前做好电极质量检查，对存在裂缝的要及时更换，以免掉入熔池内造成增碳，影响熔炼作业效率。另外，炉料熔化会消耗大量的热能，为保证作业有效进行，需要采用大功率供电模式，不仅可以保证热能需求，同时还可以缩短熔化所需时间，达到节约电能效果。
2.4吹氧助熔
在炉料熔化阶段，为提高熔化效果，需要采取一定措施，例如炉料熔化到50%时，推料助熔，可以降低铬元素氧化率。当炉料熔化达到80%时，吹氧助熔，同样不会对铬元素烧损产生太大影响。在进入到熔化后期阶段时，炉料大部分已经被熔化，钢液吸热能力降低，这是便可以将大功率供电更换为较低电压供电。另外，還还以采取添加石灰造渣覆盖钢液方式，以及增大炉渣碱度。
3.工艺优化
3.1增加石灰料
对本项目电弧炉熔炼铬镍不锈钢工艺进行分析，可以确定炉底、炉避加的石灰量达不到实际生产需求，可以将原有1%调整为2%，可以提高熔化渣碱度，在进入到吹氧助熔阶段后，可以达到良好的脱碳保铬效果。
3.2吹氧助熔时间
为提高炉料熔化效果，原工艺设计炉料熔化程度达到80%时就进行吹氧助熔，为降低铬元素氧化程度，可以将时间调整到炉料熔化度达到90%时进行。
3.3养护期处理
在进入到氧化期后，为降低铬元素氧化量，原工艺采用提高钢液温度方式，但是仍存在一部分铬被氧化，生成氧化铬进入到炉渣内。还原时向其中添加硅铁碎，但是从实际情况来看，对回收炉渣中铬效果不明显。可以在还原期间添加低碳锰铁进行预脱氧，然后添加强脱氧剂硅钙粉以及铝粉进行铬回收。
结束语：
电弧炉不锈钢熔炼工艺应用比较多，且已经相对完善，但是为进一步提高熔炼效果，还需要在现有基础上进行专业分析，确定影响熔炼效率的各项因素，并结合实际情况，有针对性的采取措施进行优化，从根本上来提高作业效率。
参考文献
[1] 杜少峰.铬镍不锈钢电弧炉熔炼工艺探讨[J].产业与科技论坛，2014，07：69-70.
[2] 董训祥.低氧高氮不锈钢的熔炼及其耐蚀性研究[D].武汉科技大学，2010.
[3] 李士琦，郁健，李京社.电弧炉炼钢技术进展[J].中国冶金，2010，04：1-7+16.
关键词：电弧炉；不锈钢；熔炼
不锈钢冶炼常用的工艺为电弧炉或复吹转炉直接冶炼法与炉外精炼法，虽然在实际生产中技术在不断更新，但是从整体上来看，电弧炉不锈钢熔炼工艺还存在一定不足，还需要做更进一步的分析优化，减少存在的各类问题，从根本上来提高熔炼作业效率。
一、电弧炉熔炼工艺分析
电弧炉主要即利用电弧能来对金属进行冶炼的一种电炉，常见的有直接加热式、间接加热式、矿热炉三种。其中，直接加热式电弧发生在专用电极棒与被熔炼炉料间，电弧热直接作用于炉料，主要用于炼钢。间接加热式电弧则发生在专用电极棒间，炉料受到电弧辐射热作用，多被用于铜、铜合金冶炼[1]。矿热炉则将高电阻率矿石作为原料，作业时电极下部会埋在炉料内，这样电流在通过炉料时，炉料电阻会产生热量，同时电极与炉料间电弧也会产生热量，达到冶炼的目的。
二、电弧炉不锈钢熔炼实例分析
1.工程概述
以ZJ铸钢分厂为例，熔炼铬镍不锈钢主要工艺为碱性电弧炉吹氧返回法。作业时小修炉后，对炉子进行充分烘干处理，在炉避处加入炉料1%石灰。然后对待熔炼钢屑进行金属清洗剂与石灰水清洗，晒干后按照要求装料。装料完毕后调整电极长度，且检查电气、电极、机械传动系统以及冷却系统是否可以正常运行，利用最大功率供电熔炼。当持续供电1.5h后，预估炉料可以熔化80%左右，为提高熔炼效果，可以采取吹氧助熔方式处理。其中吹氧量需要根据实际需求控制，本项目共吹四瓶氧气，吹氧压力在0.8～1.0MPa。待一段时间后炉料达到全部熔化状态，对钢液进行充分搅拌，选取1号钢样进行分析，确定其各元素含量为：C：0.72%、Si：0.65%、S：0.032%。然后可以根据实际情况确定是否扒渣处理，准备吹氧脱碳。此阶段共吹三瓶氧气，吹氧压力为1.0～1.2MPa。控制好吹氧时间，吹氧完毕后选取2号钢样分析各元素含量，C：0.327%，继续吹氧一瓶，吹氧压力为1.0～1.2MPa。最后进入到还原阶段，向其中加入5kg硅铁碎，熔炼完成后大口出钢，并取3号钢样，即炉后样分析，C：0.35%、Si：0.35%、S：0.015%[2]。
2.工艺分析
2.1碳素钢熔炼
待完成碳素钢熔炼阶段后，电弧炉内存留大量残钢残渣，会在一定程度上对不锈钢成分产生影响，降低熔炼产品质量。因此在对电弧炉熔炼不锈钢工艺进行分析时，需要在小修炉阶段将炉内残存的残钢残渣全部清除干净，且对炉壁、炉底进行加固。另外，可以向炉底、炉壁添加1%石灰，提前造渣，并提高熔化渣碱度，这样在进行吹氧时，脱碳保铬效率更高，同时装料阶段炉料对炉底的影响更小，避免对炉底产生较大的冲击[3]。
2.2不锈钢屑
机加工后会产生一定量的不锈钢屑，且含有较多的杂质与油污，造成钢液碳硫含量增加，增大了脱碳处理难度，熔炼过程所需时间更长，且产生的能耗更大。为解决此类问题，需要重视炉料的清洗，降低熔化样炉渣量，使得装料前石灰的投入效率更高，提高后续各环节作业效率。
2.3熔炼设备
为保证整个熔炼过程有效进行，需要提高对熔炼设备的管理，提前对其进行检查验收，保证可以正常运行，避免在熔炼过程中出现故障。且在熔炼过程中还要做好细节控制，例如避免电极掉入熔池内，要提前做好电极质量检查，对存在裂缝的要及时更换，以免掉入熔池内造成增碳，影响熔炼作业效率。另外，炉料熔化会消耗大量的热能，为保证作业有效进行，需要采用大功率供电模式，不仅可以保证热能需求，同时还可以缩短熔化所需时间，达到节约电能效果。
2.4吹氧助熔
在炉料熔化阶段，为提高熔化效果，需要采取一定措施，例如炉料熔化到50%时，推料助熔，可以降低铬元素氧化率。当炉料熔化达到80%时，吹氧助熔，同样不会对铬元素烧损产生太大影响。在进入到熔化后期阶段时，炉料大部分已经被熔化，钢液吸热能力降低，这是便可以将大功率供电更换为较低电压供电。另外，還还以采取添加石灰造渣覆盖钢液方式，以及增大炉渣碱度。
3.工艺优化
3.1增加石灰料
对本项目电弧炉熔炼铬镍不锈钢工艺进行分析，可以确定炉底、炉避加的石灰量达不到实际生产需求，可以将原有1%调整为2%，可以提高熔化渣碱度，在进入到吹氧助熔阶段后，可以达到良好的脱碳保铬效果。
3.2吹氧助熔时间
为提高炉料熔化效果，原工艺设计炉料熔化程度达到80%时就进行吹氧助熔，为降低铬元素氧化程度，可以将时间调整到炉料熔化度达到90%时进行。
3.3养护期处理
在进入到氧化期后，为降低铬元素氧化量，原工艺采用提高钢液温度方式，但是仍存在一部分铬被氧化，生成氧化铬进入到炉渣内。还原时向其中添加硅铁碎，但是从实际情况来看，对回收炉渣中铬效果不明显。可以在还原期间添加低碳锰铁进行预脱氧，然后添加强脱氧剂硅钙粉以及铝粉进行铬回收。
结束语：
电弧炉不锈钢熔炼工艺应用比较多，且已经相对完善，但是为进一步提高熔炼效果，还需要在现有基础上进行专业分析，确定影响熔炼效率的各项因素，并结合实际情况，有针对性的采取措施进行优化，从根本上来提高作业效率。
参考文献
[1] 杜少峰.铬镍不锈钢电弧炉熔炼工艺探讨[J].产业与科技论坛，2014，07：69-70.
[2] 董训祥.低氧高氮不锈钢的熔炼及其耐蚀性研究[D].武汉科技大学，2010.
[3] 李士琦，郁健，李京社.电弧炉炼钢技术进展[J].中国冶金，2010，04：1-7+16.