
【機】 basic electric steel
alkali; soda
【化】 alkali; base
【化】 arc furnace; electric arc furnace
【醫】 arc furnace
steel
【化】 steel
【醫】 steel
堿性電弧爐鋼(Alkaline Electric Arc Furnace Steel)指在堿性爐襯(主要成分為氧化鎂)的電弧爐中冶煉的鋼種。其核心特征是利用電弧高溫熔化廢鋼或鐵水,并通過堿性爐渣實現高效脫磷、脫硫的煉鋼工藝。以下是詳細解析:
堿性電弧爐
爐襯采用鎂砂(MgO)等堿性耐火材料,冶煉時加入石灰(CaO)形成高堿度爐渣(text{CaO/SiO}_2 > 2。電弧通過石墨電極産生高溫(>3000℃),熔化金屬原料并促進渣-金反應。
脫磷與脫硫機制
反應式:
$$ begin{aligned} text{脫磷} &: 2[text{P}] + 5(text{FeO}) + 4(text{CaO}) rightarrow (4text{CaO}·text{P}_2text{O}_5) + 5[text{Fe}] text{脫硫} &: [text{S}] + (text{CaO}) rightarrow (text{CaS}) + [text{O}] end{aligned} $$
雜質控制能力
堿性環境可深度去除鋼中磷、硫等有害元素(如成品鋼磷含量≤0.015%),顯著提升韌性及低溫沖擊性能。
原料適應性
適合冶煉高合金鋼、工具鋼等高品質鋼種,尤其對廢鋼中殘餘銅、錫等雜質容忍度較高。
典型應用
特性 | 堿性電弧爐鋼 | 酸性電弧爐鋼 |
---|---|---|
爐襯材料 | 鎂砂(MgO) | 矽砂(SiO₂) |
爐渣堿度 | >2(高堿度) | <1(酸性渣) |
脫磷能力 | 強(可處理高磷原料) | 弱(依賴低磷原料) |
脫硫能力 | 強(深度脫硫) | 有限 |
適用鋼種 | 高純淨度特殊鋼 | 普通碳鋼、鑄鐵 |
現代堿性電弧爐普遍采用超高功率供電(UHP-EAF)與氧-燃燒嘴輔助熔煉,縮短冶煉周期至60分鐘内,同時結合二次精煉(如LF爐)進一步控制成分與氣體含量。
引用來源:
堿性電弧爐鋼是指使用堿性電弧爐(爐襯采用鎂質等堿性耐火材料)冶煉的鋼種。這種煉鋼方法在冶金工業中具有獨特優勢,以下是其詳細解釋及特點:
堿性電弧爐鋼的核心在于爐襯的化學性質。堿性電弧爐通過電能産生電弧(溫度可達3000–4000℃),配合堿性爐渣(如氧化鈣基渣系),能有效去除鋼液中的硫(S)、磷(P)等雜質,適合冶煉高質量鋼種,尤其是合金鋼和特殊鋼。
冶煉過程分段控制
爐渣調控靈活
堿性爐渣既能形成氧化性環境(脫磷),也能切換為還原性環境(脫硫),這是酸性爐無法實現的。
合金元素保留率高
堿性環境減少合金元素(如Cr、Ni)的氧化損失,適合冶煉不鏽鋼、工具鋼等含貴重合金的鋼種。
質量優勢
硫、磷含量可降至0.015%以下,夾雜物少,鋼的韌性和疲勞性能優異。
適用場景
設備特點
現代堿性電弧爐多采用直流電源技術,具有能耗低、噪音小、爐襯壽命長的特點。
特性 | 堿性電弧爐鋼 | 轉爐/平爐鋼 |
---|---|---|
脫硫能力 | 強(還原期深度脫硫) | 較弱 |
原料適應性 | 可處理高硫、磷廢鋼 | 依賴低雜質鐵水 |
合金元素控制 | 保留率高,適合合金鋼 | 易氧化,適合普碳鋼 |
總結來看,堿性電弧爐鋼因工藝靈活性和高純淨度,成為高端特鋼生産的主要方式。具體冶煉工藝可參考行業标準文檔(如)。
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