石墨電極在電弧爐煉鋼的使用過程

電弧爐煉鋼從整體可分為原材料的收集、冶煉前的準備工作、熔化期、氧化期和還原期五大階段。

原材料的收集

廢鋼是電弧爐煉鋼的主要材料，廢鋼質量的好壞直接影響鋼的質量、成本和石墨電極生產率，因此，對廢鋼有如下幾點要求：

（1）廢鋼表面應清潔少銹，因廢鋼中沾有的泥沙等雜物會降低爐料的導電性能，延長熔化時間，還會影響氧化期去磷效果以及侵蝕爐襯。廢鋼銹蝕嚴重或沾有油污時會降低鋼和合金元素的收得率，增加鋼中的含氫量。

（2）廢鋼中不得混有鉛、錫、砷、鋅、銅等有色金屬。鉛的密度大，熔點低，不溶于鋼液，易沉積在爐底縫隙中造成漏鋼事故。錫、砷和銅，易引起鋼的熱脆。

（3）廢鋼中不得混有密封容器，易燃、易爆物和有毒物，以保證安全生產。

（4）廢鋼化學成分應明確，硫、磷含量不宜過高。

（5）廢鋼外形尺寸不能過大（截面積不宜超過150mm×150mm，長度不宜超過350mm）。生鐵在電弧爐煉鋼中，一般被用來提高爐料的配碳量，通常配入量不超過爐料的30%。

冶煉前的準備工作

配料是石墨電極煉鋼工藝中不可缺少的組成部分，配料是否合理關系到煉鋼工能否按照工藝要求正常地進行冶煉操作。合理的配料能縮短冶煉時間。配料時應注意：一是必須正確地進行配料計算和準確地稱量爐料裝入量。二是爐料的大小要按比例搭配，以達到好裝、快化的目的。三是各類爐料應根據鋼的質量要求和冶煉方法搭配使用。四是配料成分必須符合工藝要求。

熔化期

在電弧爐煉鋼工藝中，從通電開始到爐料全部熔清為止稱為熔化期。熔化期約占整個冶煉時間的一半左右，耗電量占電耗總數的2/3左右。

熔化期的任務是在保證爐體壽命的前提下，用最少的電耗快速地將爐料熔化升溫，并造好燒化期的爐渣，以便穩定電弧，防止吸氣和提前去磷。

（1）啟弧階段。通電啟弧時爐膛內充滿爐料，電弧與爐頂距離很近，如果輸入功率過大，電壓過高爐頂容易被燒壞，所以一般選用中級電壓和輸入變壓器額定功率的2/3左右。

（2）穿井階段。這個階段電弧完全被爐料包圍起來，熱量幾乎全部被爐料所吸收，不會燒壞爐襯，一般穿井時間為20min左右，約占總熔化時間的1/4。

（3）石墨電極上升階段。石墨電極“穿井”到底后，爐底已形成熔池，爐底石灰及部分元素氧化，使得在鋼液面上形成一層熔渣，四周的爐料繼續受輻射熱而熔化，鋼液增加使液面升高，石墨電極逐漸上升。這階段仍采用大功率輸送電能，所占時間為總熔化時間的1/2左右。

（4）熔化末了階級。爐料被熔化3/4以上后，電弧已不能被爐料遮蔽，3個石墨電極下的高溫區已連成一片，此時如長時間采用大功率供電，電弧會強烈損壞爐蓋和爐墻。

熔化期的主要任務是熔化爐料，但是在熔化期既是造好爐渣，也是熔化期的重要操作內容，如果僅為滿足覆蓋鋼液及穩定電弧的要求，只需1%～1.5%的渣量就已足夠了，但從脫磷的要求考慮，熔化渣必須具有一定的氧化性、堿度和渣量。