氧化還原反應(yīng)發(fā)生在鋼液內(nèi)、爐渣內(nèi)、鋼液與爐渣間、爐渣與爐氣間,爐渣與爐襯間。
常用的設(shè)備:一般工廠為了生產(chǎn)鑄鋼件,采用電弧爐(容量為0.5~20t)和感應(yīng)電爐做為鑄鋼熔煉設(shè)備。
(一)電弧爐
依靠石墨電極與爐料之間產(chǎn)生的電弧發(fā)熱進(jìn)行冶煉。爐溫可達(dá)2000℃。
酸性爐襯:價格便宜、壽命長、生產(chǎn)率高,但不能去除硫、磷。
堿性爐襯:可以去除硫、磷,冶煉優(yōu)質(zhì)鋼,但成本高。
最大優(yōu)點(diǎn)是熱效率高達(dá)75%,缺點(diǎn)是鋼液吸收氫氣。
(二)感應(yīng)電爐
工作原理:當(dāng)工頻電流通過感應(yīng)線圈時,金屬爐料在交變磁場作用下,表面層產(chǎn)生感應(yīng)電流(稱為渦流)而發(fā)熱,使金屬熔化并過熱達(dá)到所需溫度。
感應(yīng)電爐熱效率為60%左右。
感應(yīng)電爐的優(yōu)點(diǎn)在于鋼中元素?zé)龘p率較低,可以制得含氣少、非金屬夾渣少、含碳低、合金元素?fù)p失少的各種優(yōu)質(zhì)鋼;其熔煉速度快,能源損耗少,易于實(shí)現(xiàn)真空熔煉,適用于中、小型鑄鋼件熔煉。
缺點(diǎn)是爐渣的溫度較低,故其冶金化學(xué)反應(yīng)能力較差,使得煉鋼中的一些冶金反應(yīng)進(jìn)行得不充分,另外其電氣設(shè)備價格較貴,對爐襯材料要求較高。
(三)有色金屬熔煉
1.有色金屬:除鐵與鐵合金以外的其它金屬。常用于鑄造的金屬有銅、鋁、鎂、錫、鉛、鋅等。
2.熔煉要求:金屬爐料快速熔化,以免合金元素的燒損,同時要求燃料及電能消耗盡可能少,爐齡要長,操作力求簡便。
3.常用設(shè)備:坩堝爐、反射爐、電阻爐。
坩鍋爐是最簡單的一種熔煉爐,坩鍋爐特點(diǎn):獲得金屬液質(zhì)量較高,但是生產(chǎn)率和熱效率較低。