巩义市三谊重工机械制造厂http://www.hnsyzg.com在电孤炉里的液态熔池中熔化球团（在钢水温复不变Ⅳ情况下）时，装料速度等于球团熔化速度。球团熔化速度取决于输入的电功率、电炉热艘率和熔化过程的电能需要量。在实践中，根据采用的直接还原铁的种类和电炉容量，在熔池温度不变的条件F．达到的较大装料速度为28-72公斤／（分·兆瓦）[104，107)。
下面来比较在实践中达到的和根据液个球团熔化模型算出的单位熔池面科的单位熔化速度。这样比较划于提高熔化速度的潜力的分析，对于弄清金属化料熔炼结构特点，特剐 是炉壳直径（熔池面积）与变压器功率之间的比例关系可能是有益的。
炉子的足寸以及熔池的直径主要取决于炉壁E的允许热负荷。现代大型电炉在开弧运转期，功率因数cos(p在。．7J～o．75范围内，而在此期间变压器功率利用率为0.85-0.9。
根据变压器晟大功率和炉壳直径，可以估算有效功率和单位熔池面积上球团的单位熔化速度。对于50-200吨的电炉，有效功率和单位熔化速度分别为』．。-1.7兆瓦／米z和32-54 公斤／（米2．分）。
当然，当熔池积存的钢水少或者熔滩的自由面受到未熔化炉料的限制（这种情况发生在装球目的初期），单位功率可增大到J．5-z.5兆瓦／米1。计算表明，如果在实践中装料 初期采用的单位装料速度j ia-20公斤／（分·兆瓦）000，则单位熔池面上的熔化速度大致可达到布满熔池时的速度。这说明了液态熔池的面积和不堆积球目的熔化速度之间的关系。
现在根据单个球团熔化模型，计算稳定制度下球团的单位熔化建度。但设整个熔池表面上装了一层球团，熔化速度受球团在炉渣中停留时间的限制。
小的皮{改准数值相当于球团在炉渣中熔化，实际上这刚在球团半径和熔化时间之间存在线性关系，所以单位熔池面上球团的单位熔化速度在这种情况下与球团糙度无关。
图35示出较大实际速度对计算速度的比值变化与热交换系数的关系，这种关系是在单位功率不同的电炉中熔池温度比球团液相线温度高/OO'C时得到昀。
当（。春际／∞甚算值<』时，炉渣表面层不是布满球团，熔化时熔池巾并不堆积球团。这个情况大致发生在a>】．。千瓦，(米'-K)的范围内，这相当于强烈搅拌炉渣的情况. 速度比超过j， 可以看艋是熔池表面上的球团层次增多，即转移到球团堆积的熔化区中。
这样的熔化制度发生在炉渣搅拌程度差的时候，其中一个原围可能是炉渣中存在导大量球团。
从图35可以看出，虽然所做的速度计算是定性的，但是在单位装料速度为32公斤／（分·兆瓦）时不堆积球团的熔化制度就转移到炉渣具有的较大热交换值的区域。由于组织上和技术上的原斛，在整个连续装料期间保持这样的热交换是很困难的。在实践中，只有在强烈沸腾的熔池里在装料的较后阶段才能达到上述屉火速度（在熔池恒定温度下）。
当装料速度[公斤／（分·兆瓦）]减小或者变压器单位功率减小（后者等于增大熔池直径）时，囝35中的直线向左侧移动，同时不堆积球团的熔化制度的范围扩大。因此，从球团熔化的动力学观点来看，大概电炉的熔池面积比用废钢炼钢的超高功率电炉的大些才好。利用金属化球圃炼钢的超高功率电炉的变压器功率和炉膛直玛的比例关系，现在还不能说已经解决了，特别是以熔弛茧位面积小为特征的容积大于j 00吨的电炉更是如此。这个关系不仅要根据允许的热负荷，而且还要根据球团熔化的动力学来分析。
渣中传热我们不详细分析电弧炉里液态熔池生成后的传热条件，而在下面定性地分析由球团熔化特点和炉渣性质所决定的某嗤热交换特性。
从传热理论可知，在液体纯强制常定运动的条件下平均散热系数a(在这里采用散热这一术语代替热交换，因为这里指的是在液体中的热传递)可概括地用无量纲量和准数表示C13Z]tU-f (Re，Pr)式中．NU=datiiA渣一散热系数的无量纲形式；
Re - WX1／v洼-雷诺准数平均值；
P r=v矗，a2fi-普兰德物理性质准数
从式（舶）可以得出：
依靠有目的的改变炉淹的物理性质提高由液体渣向固体球团散热的可能性是比较小的。在温度1500- /6'OO'C范围内，列于在成分上0球团熔化期的炉渣相似的炉渣，热物理性质大致在下列范嗣内变化：导热性谴一』J -3 5瓦，[/2e，2塘页]：密度.P满=2 8-3，J兆克／米8(/36]；热容cf~ -2 0—2.3千焦耳／(公斤．K)[j37）；运动枯度质变化中，普兰德准数Pr -0.3～j．7。因此，决定散热的主要参数是炉渣环绕球团流动的速度，这个速度取决于脱碳反应析出的cO气泡对炉渣的搅拌强度。液体的搅拌强度除了与脱碳反应速度有关以外，还与反应前沿的位置有关。反应前沿离炉渣一炉气界面越远，搅拌强度就越大，因为气泡上的液层压力所造成的气体等温扩散功增大了。
在熔池中熔化金属化球团时，有两个涉及不同相的过程同时发生·在加热的和熔化的球团中碳和铁氧化物之间的相互作用；炉渣中的氧和钢水中的碳之问的反应。这两个过程在炉渣搅拌中的作用是不一样的。
金属化球团一般都含有一定数量的未完全还原的铁氧化物和碳。在加热到800-8-）℃以上时，氧化物便开始还原，随着温度的提高还原加快。这个过程也可霸作是脱碳，因为消耗球团的碳。
球团的脱碳可以在其熔化的全部阶段中进行。在加热到熔化温度之前，脱碳只在球团内部进行。球团在炉渣中和钢水中熔化时，其脉石的氧化物，其中包括在球团层烧熔之前还未反应的氰化亚铁便进A炉渣中，札而使炉涪中氧化物的含量提高。在局部熔化的球周液体膜上的碳也可能与炉渣氧化亚铁相亘作用，但是这个反应大致上可以不考虑，设主要来自周相中的反应。
在固相中还原的强度和时间r船与很多因素有关·碳和氧的告量及其在球刚体积中的分靠，烧透速度，等等。假定在金属化球团熔化之前球团的某个层中铁氧化物还原的完成程度取决于这个层处于高温的时间，这个时间在球团导热性不变时与炉渣一球团界面上的散热（热交换）值有关。
在连续装料的稳定熔化过程中，炉渣一钢水宏观系统中的脱碳反应的速度和析出CO的强度，除了其他因素之外，都与进入炉渣中的铁氧化物有关，铁氧化物的一个主要来源是金属化球团。
现对脱碳反应前沿向熔池深处移动时因散热变化（球团熔化时间的变化）致使☆1渣搅拌特性发生变化的简囝做一分析当加热非常慢以及球团中碳和氧的含量比较低肘，或者碳氧的比值和按还原反应的计算值有很大出入时，在球圃里脱碳比球团下降到炉渣一锕水界面结束得早。
在这里即使与球团直接接触的渣层中湍流度很大，因为球团沉降的深度小．c0的析出对炉渣的搅拌也不明显。
在这里，在炉渣中自由对流条件下传热值小和球团熔化速度慢有着相互关系。
提高加热速度或者增大固体球团中碳和氧的反应列间，例如增加碳和氧的含量，可使反应前沿转移到炉渣深处(图366)。气泡上升使这里的渣层发生明显的搅拌。
在上述情况F，金属化球团里铁氧化物的全部氧与碳的反应早于熔化结束，即氧不进入炉渣，或者进入渣中的氧很少。因此锕水中的碳和渣中的氧之间的反应得不到发展。
进一步减少熔化时间或者提高球团中的碳和氧含量，就会使熔池中的脱碳反应前措的位置发生质变。
当球团中的还原反应在熔毕之前来不及结束时，未反虚的铁氧化物便进入炉渣中， 从而促使钢水脱碳反应的发展。此时有两个反应区——在炉碴中和在锕水中（图38，B）。
co气泡由熔池向上升，炉渣一钢水界面波动造成整个渣层搅拌，并且搅拌强度高于仅在渣中析出c0时的强度。局部搅拌和整个渣层搅拌相结合就为传热达刭较大值创造了条件。
还可能有在球团里不发生脱碳的少见的极端情况，例如含碳量非常少时，炉渣的全部搅拌全靠从熔池中析出的co（图36，r）。在相当高的温度下炉渣中含有氧化亚铁时，熔池中的脱碳反应可以保证高强度搅拌和传热，但是搅拌和传热强度大概都不超过上一种情况。
从上述可以看出，球团熔化时在c0的析出条件和传热强度之间存在着一定的关系。提高炉渣中的散热会导致熔化速度的提高，从而增强搅拌强度。显然，这里存在着一个金属化球圃中碳和氧含量较好的配合，在这样的配合下能依靠炉渣和锕水的局部搅拌和伞部搅拌的有利配台保证由电弧向单个球团产生较大的热传递。
在实践中通常根据熔池沸腾的特点只能把a、6情况与B，r情况区别开（见图3日）。在温度低或者在大量加入明显降低渣中氧化亚铁浓度（由于稀释作用）的造渣刹时，以及球团中碳含量高时发生****种情况。****种情况的特点是熔池加热正常（一般在/530℃以上），造渣良好，球团中的含碳量达到化学计算量或低干化学计算量。
还会遇到这样的情况，例如在炼高碳钢时，有意采用含碳量超过平衡的球团，即球团的含碳量太大地超过按化学计算还原铁氧化物所需要的数量。采用这种球团，如不采取专门措施，就会网熔池搅拌微弱而造成低的熔化速度。此时，为使脱碳反应前沿由表面向深部转移，为增大热传递和提高熔化速度，可以采用下列几个方法；增加球团中的氧含量来提高淹的氧化度（降低金属化率），向炉渣加入氧化荆（铁矿球团．矿石），向熔池加人气体氧。
震取****个方法时，在轺个加热和熔化期问不能排除碳和氧在球团内部发育的表面上发生相互作用，所以需要加入犬嚣的氧并使锕吸收的球团的碳减少。此外由于一部分铁氧化物的还原从专门的还原装置中转移到效率比较低的和载能体价格比较高的电炉里，所以能量爨用增大。提高球团的氧化度还有一个缺点，就是调整熔池沸腾强蜒和钢水含碳量的可能性减小。
****个方法（向炉渣加氧化剖）比****个方法经济、灵活。
调整熔池氧化度和沸腾强度的较有效方法整向熔池里吹氧。lN为这时没有使脱碳速度达到较大的任务，而只不过是促进熔池内的反或，使搅拌有所加强而已，所以耗氧量以及从熔池中去昧的碳量都是不多的。
对于熔炼高碳钢还有另一种方法；利用含碳量完全平衡的球团（在金属化率较适宜的条件下），并且在熔化期、精炼期或出锕时利用增碳的办法弥补熔池中碳的不足。
关于球团中碳含量和氧含量的较适宜比例关系问题，将在下面详细叙述。
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