一、熔化期

    熔化期的任務(wù)就是將固體爐料熔成鋼液，在此期間還進行金屬夾雜物(碳、硅、錳、磷等）的氧化和鋼液吸收氫和氮氣。這些夾雜物經(jīng)氧化后形成一復(fù)雜的化合物，即爐渣。為了便于電弧燃著和燃燒，還常常在電極下面的廢鋼塊上覆蓋以焦炭塊，使得在通電時電極與焦炭形成兩個電極。開始熔化時，并不希望電極與大塊爐料相接觸，因為在此情況下難以燃著電弧和保持電弧穩(wěn)定燃燒。特別是在冷爐和冷料情況下，電弧很短且很不穩(wěn)定；同時，金屬塊之間的飛弧及電弧飛濺于熔融金屬塊上，都會使電弧長度劇烈變化。電弧若經(jīng)常中斷，爐料的熔化時間必然延長，電流也經(jīng)常發(fā)生劇烈的沖擊，結(jié)果是使電能消耗增加，設(shè)備的功率因數(shù)降低。因此，在熔化初期必須加強調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用。在該時期內(nèi)，電極自動調(diào)節(jié)器必須保證下列三點：

    1、自動點弧

    2、以足夠的靈敏度調(diào)節(jié)電爐的輸入功率，同時在調(diào)節(jié)過程中不應(yīng)產(chǎn)生振蕩；

    3、迅速地消除爐料崩塌所引起的短路和比較大的擾動。

    電弧燃著并穩(wěn)定燃燒之后，電極底下的金屬即開始熔化，熔化的金屬流到爐底最低部分，經(jīng)過一段時間便在那里形成液池。為了加速金屬的熔化，應(yīng)將尚未熔化的金屬從爐幫處推入鋼液內(nèi)。在形成第一批鋼液后，便需往爐內(nèi)擲入石灰進行造渣。爐漁能除去金屬中的夾雜物，并能防止鋼液被氣體所飽和以及被電極增碳。隨著電爐料的逐漸熔化，石灰也被熔化，這樣在培化完畢時，全部鋼液上部均覆蓋有一層爐渣。爐料溶化時間的長短在很大程度上取決于輸入爐內(nèi)的電功率、爐料質(zhì)量及其在爐膛內(nèi)的裝填情況；此外，也與電極自動調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)質(zhì)置有關(guān)。為了縮短擦化時間，在該時期內(nèi)變壓器通常在超載20%的情況下運行。

二、氧化期

氧化期的任務(wù)是：

    1、從鋼液中除去熔于其中的大量氣體（主要是氫氣）和非金屬夾雜物；

    2、使鋼液的溫度和成分均勻；

    3、將磷除至規(guī)定的限度以下；

    4、把鋼液溫度均勻加熱至高于出鋼溫度。

    這些任務(wù)的完成主要是通過脫憐反應(yīng)所造成的鋼液沸騰。

    為了有效地完成上述1)和2)兩個任務(wù)，需要使爐內(nèi)鋼液具有高度流動性。鋼液的強烈流動性是依靠向爐中加入礦石來達到的。此時，產(chǎn)生使碳強烈氧化的條件。一氧化碳的氣泡由鋼液中逸出，當該氣泡經(jīng)過鋼液層時，它吸收溶于鋼液中的其他氣體，并將它們自鋼液中除去。在此時期內(nèi)，通過向沸騰的鋼液中添加石灰，以及通過一次或多次扒渣來降低鋼液中的磷含量(通常應(yīng)降低到0.015%~0.02%)。鋼液被加熱好之后即開始扒除氧化渣和使鋼液增碳（如果需要的話），同時還要向鋼液表面投入還原劑。還原劑由螢石和石灰石組成。當鋼液沸騰時，鋼液及爐渣表面的波動可能使電流周期地連續(xù)變化至額定值的±(10%~20%)，它使調(diào)節(jié)器不斷地進行調(diào)節(jié)。這一時期的電弧相當長，故在任何擾動下任何形式的調(diào)節(jié)器均能穩(wěn)定工作，不需過分移動電極。

三、還原期

從加入還原劑時開始即進入培煉的末期——還原期，也稱鋼液的精煉期。還原期的任務(wù)是：

    1、使鋼和爐渣還原；

    2、除去鋼液中的氧和硫，使其含量達到規(guī)定的要求；

    3、調(diào)整鋼液的化學成分，達到熔煉鋼種所要求的成分；

    4、加熱鋼液至正常出鋼溫度。

    在熔煉合金鋼時，鋼液多半是經(jīng)爐渣來還原的，為此需向渣中加入粉碎的碳還原劑（焦炭、木炭和電極碎塊）。爐內(nèi)具有還原爐渣時，能保證將氧和硫從鋼液中引入爐渣內(nèi)。在白渣或者電石渣下還原完畢，并加入為獲得規(guī)定化學成分鋼種所需的一定數(shù)量的合金元素以后，就對鋼液進行最后還原(用硅鐵合金、鋁等來還原），最后傾爐出鋼。

    有合金返回鋼時，熔煉過程采用返回熔煉法。此時，爐料中有60%~80%為合金返回鋼，20%~40%為含碳、磷較低的軟鐵和鐵合金。返回熔煉法的熔煉過程特點是無氧化期，因為爐料是由經(jīng)過挑選的返回鋼料所組成的，這種返回鋼料的化學成分能保證獲得規(guī)定成分的鋼液。采用返回熔煉法熔煉時，能明顯地提高爐子生產(chǎn)率，且能大大地降低電能消耗及鐵合金消耗。

    電弧爐的爐襯也分酸性（以硅質(zhì)材料為內(nèi)襯）和堿性（以鎂砂或白云為內(nèi)襯）。在酸性爐襯電弧爐中的煉鋼過程與在堿性爐中的不同。

    在酸性爐襯電弧爐的氧化期，由于形成含有過量氧化桂的酸性爐渣，因而既不能從鋼液中除去褲，也不能從鋼液中除去硫。在氧化期內(nèi)形成的磷和硫的化合物是不穩(wěn)定的，它們不能進入爐渣內(nèi)，而且它們還在不斷地分解，使有害的雜質(zhì)又重新進入鋼液內(nèi)。因此，對用于酸性熔煉的爐料，在硫和磷的含量方面必須要有嚴格的要求。

    在酸性爐襯電弧爐的還原期中，要除去鋼液中的氧氣，使鋼液的成分及溫度達到所需的數(shù)值。它與堿性爐襯還原期的不同之處在于，鋼液被酸性爐渣“自還原”。為了加快還原，需往鋼液中加入還原劑硅鐵、錳鐵和鋁。

    酸性爐襯的電弧爐適宜熔煉異形鑄件用鋼，特別是薄壁鑄件和小鑄件。這種電爐允許周期性工作，因為酸性爐襯即使經(jīng)常受冷也具有較堿性爐襯為高的酎久性。與堿性電弧爐相比，酸性電弧爐的生產(chǎn)率較高，而電能、耐火材料、還原劑和電極的消耗均較低。

    在酸性爐襯電弧爐中煉鋼的缺點是:不能除去鋼液中的磷和硫；此外，在酸性爐襯電弧爐中很難熔煉出碳含量低的鋼，如低于0.2%。

在生產(chǎn)高級合金鋼的電冶煉工廠的煉鋼車間內(nèi)，主要使用堿性爐襯電弧爐。