电弧炉炼钢是靠石墨电极和金属炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属，从而冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。

（1）电弧炉炼钢的特点 电弧炉炼钢与其他炼钢方法相比较，所具有的特点为：靠电弧加热，其温度可以高达2000℃以上，超过了用一般燃料加热的其他炼钢炉所能达到的温度；熔化期的热量大部分是在被加热的炉料包围中产生的，避免了大量高温废气带走热量造成的热损失，所以热效率比平炉、转炉炼钢法要高；用电能加热能精确地控制温度。由于炉内没有可燃烧气体，故可以根据工艺要求在各种不同的气氛中进行加热，也可在任何压力下或真空中进行加热。

由于电弧炉炼钢具有上述特点，故能冶炼出含磷、硫、氧低的优质钢；能使用各种元素（包括铝、钛等容易被氧化的元素）进行钢的合金化，冶炼出各种类型的优质钢和合金，如滚动轴承钢、不锈耐酸钢、耐热钢以及磁性材料等。

电弧炉炼钢与平炉、转炉炼钢相比较，另一个优点是基建投资少，占地面积小。和转炉相比，电弧炉可以用废钢作为原料，不像转炉那样需要铁液，所以不需要一套庞大的炼铁和炼焦系统。此外，从长远来看，电能的成本稳定，供应方便；电弧炉设备简单，操作方便，还比较易于控制污染。

由此可见，电弧炉炼钢的优越性是相当大的，所以现在世界各国在大力发展纯氧顶吹转炉的同时，都在稳步地发展电弧炉炼钢技术。

（2）电弧炉炼钢方法的分类 铸钢生产中普遍应用的是三相电弧炉，其按照炉衬耐火材料的化学性质可分为碱性电弧炉和酸性电弧炉。碱性电弧炉用碱性耐火材料（如镁砂、镁碳砖、白云石等）作炉衬，而酸性电弧炉用硅砂、硅砖、白泥等酸性材料修砌炉衬。

用碱性电弧炉炼钢时造碱性炉渣，具有脱磷和脱硫能力。酸性电弧炉所产生的酸性炉渣则不具有这种能力，所以酸性炉炼钢要求用含磷、硫很低的原材料。因此，一般以铸件或钢锭为产品的电炉钢厂都使用碱性电弧炉炼钢。但酸性炉渣阻止气体透过的能力大于碱性炉渣，能使钢液升温快，因而在铸造车间酸性电弧炉使用得较多。

依照是否具有氧化过程，可将电弧炉炼钢工艺分为氧化法和不氧化法。氧化法能有效地脱磷、脱碳和去除钢液中的气体夹杂物，钢的冶金质量较高。目前，在铸钢生产上广泛应用的是碱性电弧炉氧化法炼钢。

（3）三相电弧炉炼钢方法和操作过程

1）炼钢方法：电弧炉炼钢按是否具有氧化过程可分为氧化法、不氧化法（重熔法或装入法）、返回吹氧法。

①氧化法炼钢的工艺过程包括准备阶段（修补炉衬、配料及装料）、熔化期、氧化期（这两期近年来也称为熔氧期）、还原期及出钢等。这种方法能有效地去除钢中的气体和非金属夹杂物，钢液质量较好，适用于冶炼各种碳素钢和合金钢。(www.daowen.com)

②不氧化法，即将返回废钢、铁合金和其他炉料一起装入炉内，装料后即熔化，待全部熔化后即进入还原期，不存在氧化期。由于钢液没有氧化，合金元素会尽可能地保留在钢液中，因此这种方法适用于冶炼某些高合金钢。不氧化法的冶炼时间短，耗电少，钢的成本低。这种炼钢方法的主要缺点是没有氧化脱碳过程，不能靠钢液的沸腾作用去除钢中的气体和非金属夹杂物，净化钢液的作用较差。

③返回吹氧法炼钢属于氧化法冶炼工艺的一种，一般用于冶炼高铬[w（Cr）≥13％]的钢种，也包括熔化期、氧化期和还原期。它与氧化法的不同之处在于装料时将废合金钢返回料与其他炉料一起装入。在熔化期，钢液中的铬有部分被氧化并进入炉渣；在氧化期用高压吹氧的方法，达到比氧化法更高的温度，使碳迅速氧化并减少铬的氧化，即靠高温快速脱碳来达到去碳保铬的目的。在还原期要用强脱氧剂进行脱氧。

2）操作过程。碱性三相电弧炉氧化法炼钢在铸钢生产上得到了广泛的应用。其操作过程主要包括原材料的准备、补炉、装料熔化、氧化、还原、出钢等。

①原材料的准备：按配料要求将所需的原料和辅助料准备好。

②补炉：每炼完一炉钢后就要补炉，因炉衬在冶炼过程中受炉渣作用会有不同程度的损坏。补炉时首先要将炉内残钢液、残渣清理干净并趁热修补，以使修补上去的炉衬材料与原来的炉衬能很好地烧结在一起。补炉材料是镁砂，用沥青或卤水作粘结剂。

③装料熔化：采用炉顶料罐（桶）快速装料，尽量一次装完以保证顺利熔化，并缩短熔化时间。熔化期约占全部冶炼时间的1／2，耗电量占全部用电量的60％～70％。熔化期可采用最大功率并采取吹氧方法助熔。在熔化过程中要及时地向炉内加入一定量的生石灰和铁矿石，以利于提前造渣和去除磷。

④氧化：向钢液中吹氧或加入铁矿石，目的是脱磷，去除钢液中的气体和非金属夹杂物，把碳量降低到适当的范围及提高钢液温度。在氧化期，对钢液中的碳、硅、锰等元素进行氧化。碳的氧化引起钢液强烈沸腾，有利于气体和非金属夹杂物从钢液中排出，使钢液得到净化。因此，一般要求脱碳量大于或等于0.30％。

⑤还原：还原期的任务是脱氧、脱硫、调整钢液的化学成分和温度。其操作方法是在氧化后期扒净氧化渣后，立即在钢液表面造还原渣进行脱氧。还原渣料由生石灰、氟石、火砖块、炭粉、碳化硅粉、硅铁粉或硅钙粉等组成。

⑥出钢：当脱氧良好，化学成分调整合适，钢液温度达到要求时，即可出钢进行浇注。