CN101225454A - 电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，该工艺包括有以下步骤：(1)装料；(2)通电熔炼；(3)吹氧助熔；(4)氧化精炼；(5)测温、取样；(6)加入脱氧剂；(7)出钢。本发明的效果是该电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，解决了现代电弧炉炼钢炉内钢水氧化程度高、碳含量低的问题。具有特点：1.工艺操作简便，效果显著。提高电炉出钢碳含量，降低钢水氧含量，防止钢水过氧化。2.降低炉外钢水脱氧剂用量，减少钢中内生夹杂物的产生和提高合金收得率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电弧炉炼钢生产工艺，特别是涉及一种能够解决电弧炉炼钢转炉化的电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺。
背景技术
目前在以废钢、铁水等钢铁料为原料的现代超高功率电弧炉炼钢过程中，采用综合喷吹技术，强化和优化氧气和煤粉的利用，增加辅助能量，从而提高冶炼强度，加快冶炼节奏，使现代电弧炉炼钢转炉化。但在该生产工艺条件下的电弧炉钢水的碳含量在0.02～0.05％，氧含量在1000～1500ppm，甚至更高。因而带来对脱氧剂的用量增大，且钢水脱氧产物增多，降低了钢水洁净度，影响了钢的质量。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，有利于钢水的脱氧增碳，提高了钢水的洁净度，降低脱氧剂的使用量。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，该工艺包括有以下步骤：
(1)装料：用料篮将废钢、生铁装入电弧炉，利用溜槽将铁水兑入电弧炉内；
(2)通电熔炼：电弧炉装料后进行通电熔炼，即利用电能将废钢铁料进行熔化，同时连续加入石灰、白云石造渣材料，对钢水进行脱磷处理；
(3)吹氧助熔：在通电熔炼的同时进行吹氧助熔，利用氧气、天然气的燃烧热量对废钢进行预热、切割、熔化，利用钢水中的碳氧反应对废钢进行熔化；
(4)氧化精炼：在电弧炉内的废钢料全部熔清后，增大供氧强度，加快氧化脱碳和脱磷反应的进行；
(5)测温、取样：熔炼后期对钢水进行测温、取样；
(6)加入脱氧剂：在钢水温度、成分符合出钢条件要求后，在不进行扒除电弧炉氧化性炉渣的情况下，立即停止供电，同时停止供氧，并将准备好的脱氧剂从电弧炉高位料仓通过下料皮带和炉顶加料孔加入炉内；
(7)出钢：在加入脱氧剂～1min后，进行出钢操作，将钢水出到钢包内。
所述脱氧剂选择为堆比重～4.4t/m3的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁物质之一种。
所述脱氧剂选择为碳含量在25～40％的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁物质之一种。
所述脱氧剂选择为耐磨、耐挤压的铁碳合成球碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁物质之一种。
本发明的效果是该电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，解决了现代电弧炉炼钢炉内钢水氧化程度高、碳含量低的问题。具有特点：1、工艺操作简便，效果显著。提高电炉出钢碳含量，降低钢水氧含量，防止钢水过氧化。2、降低炉外钢水脱氧剂用量，减少钢中内生夹杂物的产生和提高合金收得率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺作出详细说明。
在以废钢、铁水等钢铁料为原料的现代90t超高功率电弧炉炼钢过程中，采用炉壁氧枪、炉门氧枪机械手向炉内吹氧进行氧化初炼，以去除钢中的碳、磷等元素。电弧炉装料后进行通电熔炼，同时连续加入石灰、白云石造渣材料，对钢水进行脱磷处理；在电弧炉炼钢结束，炉内钢水的成分、温度符合出钢条件时，此时停止供电和吹氧，将300～400kg铁碳合成球从电弧炉高位料仓通过第五孔加入炉内，利用铁碳合成球自身重力作用，使铁碳合成球下沉至钢渣界面和钢水中，并迅速发生溶解和还原反应。与此同时进行出钢操作，以提高电炉出钢碳含量，降低钢水氧含量，防止钢水过氧化，同时降低脱氧剂铝的消耗～20kg，减少钢中内生夹杂物的产生和提高合金收得率。
表1：加入铁碳合成球前后的钢水碳、氧含量变化(电弧炉内取钢水试样)
表2：使用铁碳合成球与未使用铁碳合成球的合金元素对比情况
脱氧剂选择为堆比重～4.4t/m3的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁，其主要目的是为了使脱氧剂能够穿过渣层进入钢水内。
脱氧剂选择为碳含量在25～40％的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁。其主要目的是为了确保脱氧剂的堆比重，而碳含量在25％时，脱氧剂的堆比重大，但其对钢水的脱氧效果好，而增碳效果差；碳含量在40％时，脱氧剂的堆比重偏清，其对钢水的脱氧效果差，增碳效果好，但会有部分脱氧剂与炉渣进行氧化还原反应，会使炉渣发生沸腾从炉门涌出，对操作不利。
脱氧剂选择必须为耐磨、耐挤压的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁。主要是由于此种物质需经皮带运输至电弧炉高位料仓后，再经下料皮带和炉顶加料孔加入炉内，此过程对脱氧剂进行高空摔落、挤压、磨擦等过程，一旦脱氧剂不具备耐磨、耐挤压的性能，那没粉状的脱氧剂的堆比重下降，其不会穿过渣层进入钢水内，也就达不到对钢水脱氧增碳的目的，反而只能对炉渣进行还原反应。
脱氧剂选择最好为铁碳合成球。由于现代电弧炉炼钢只有熔化期和氧化期，且采用留钢留渣操作，其炉渣为氧化渣，且钢水的氧含量较高，要想对炉内钢水进行带渣预脱氧，采用常规的脱氧剂铝粒、铝铁、碳粉，由于比重轻，只能对炉渣进行还原，短时间内对钢水的扩散脱氧作用太小，且用铝粒、铝铁成本高；使用比重大的碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁，对钢水进行沉淀脱氧增碳，其成本高。因此，受生产操作和生产成本的制约，脱氧剂的选择必须是比重大于炉渣比重，成本低廉，能够穿过渣层进入钢水，对钢水进行沉淀脱氧才行。因此，碳是最为廉价且脱氧产物对钢水无污染的最好脱氧剂，其在钢与渣中有如下反应：
C+[O]→CO↑
CO+[O]→CO↑
C+2[O]→CO2↑
C+[FeO]→CO↑+[Fe]
CO+[FeO]→CO2↑+[Fe]
由于碳比重轻，必须以合成形式增加其比重，因此，采用含碳量≥98.5％的煅烧石油焦、含铁量≥96％的钢砂，按重量百分比由硅酸钠和工业淀粉组成黏结剂，挤压成型，具有很强的耐磨、耐挤压性，堆比重：～4.4t/m3的铁碳合成球，其成分含量见表3。
表3铁碳合成球化学成分(％)
Claims (4)
1.一种电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，该工艺包括有以下步骤：
(1)装料：用料篮将废钢、生铁装入电弧炉，利用溜槽将铁水兑入电弧炉内；
(2)通电熔炼：电弧炉装料后进行通电熔炼，即利用电能将废钢铁料进行熔化，同时连续加入石灰、白云石造渣材料，对钢水进行脱磷处理；
(3)吹氧助熔：在通电熔炼的同时进行吹氧助熔，利用氧气、天然气的燃烧热量对废钢进行预热、切割、熔化，利用钢水中的碳氧反应对废钢进行熔化；
(4)氧化精炼：在电弧炉内的废钢料全部熔清后，增大供氧强度，加快氧化脱碳和脱磷反应的进行；
(5)测温、取样：熔炼后期对钢水进行测温、取样；
(6)加入脱氧剂：在钢水温度、成分符合出钢条件要求后，在不进行扒除电弧炉氧化性炉渣的情况下，立即停止供电，同时停止供氧，并将准备好的脱氧剂从电弧炉高位料仓通过下料皮带和炉顶加料孔加入炉内；
(7)出钢：在加入脱氧剂～1min后，进行出钢操作，将钢水出到钢包内。
2.根据权利要求1所述的电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，其特征是：所述脱氧剂选择为堆比重～4.4t/m3的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁物质之一种。
3.根据权利要求1所述的电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，其特征是：所述脱氧剂选择为碳含量在25～40％的铁碳合成球或碳锰合成球、碳硅锰合成球、硅铁物质之一种。
4.根据权利要求1所述的电弧炉炼钢炉内钢水带渣预脱氧增碳工艺，其特征是：所述脱氧剂选择为耐磨、耐挤压的铁碳合成球碳锰合成球、碳。
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