CN101787412A - 一种底喷粉电弧炉炼钢法 - Google Patents

一种底喷粉电弧炉炼钢法 Download PDF

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周建安
张华�
罗荣华
何环宇
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Abstract

本发明涉及一种底喷粉电弧炉炼钢法。其技术方案是，基于有顶加料系统的电弧炉炼钢法，在电弧炉1的底部布置有1～6支底枪3，采用载流气体通过1～6支底枪3向金属熔池内喷吹粉剂，粉剂的喷吹量为该种粉剂在本炉加入量的20～100wt％。其中：底枪3在距炉底中心0～0.7倍炉底半径之间呈对称布置或非对称布置；底枪3的结构为接触式或为非接触式；载流气体为Ar、N2、天然气、O2、CO2中的一种；粉剂为生石灰粉、石灰石粉、氧化铁粉、精矿粉、碳粉、白云石粉、萤石粉、电石粉、合金粉中的一种以上；粉剂粒度为0.01～0.10mm；喷吹的工艺参数是：压力为0.3～1.2MPa，供气流量为0.1～1.0Nm3/t钢，粉气比为4～10。本发明具有增强搅拌效果、提高金属料的收得率和渣料的利用率、缩短冶炼时间和改善钢质量的特点。

Description

一种底喷粉电弧炉炼钢法
技术领域
本发明属于电弧炉炼钢技术领域。特别涉及一种底喷粉电弧炉炼钢法。
技术背景
随着电弧炉技术的发展，尤其是超高功率电弧炉(UHP)的出现，使得电弧炉结束了只冶炼特殊钢、高合金钢的使命，成为一个高速熔化金属容器，仅保留传统电弧炉的熔化和氧化功能，但也易带来炉内钢水温度和成分不均匀的问题。上个世纪末，电弧炉底吹气搅拌技术出现，该技术通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到气体搅拌，加速熔化，加快熔池内部和钢渣之问的传质、传热速率，促进冶金反应过程的目的。该技术基本消除钢水不不均匀性，降低出钢温度，可缩短冶炼周期约，节约电耗，提高铁收得率，减少合金消耗，同时改善了脱磷、脱硫，减少石灰用量，降低渣中FeO含量，综合增效节能效果显著，迅速得到推广。
但现代电弧炉造渣料的加入仍采用传统的顶部块状加入，存在熔化速度慢，脱磷效率不够高，渣料利用率低，不能精确控制其加入量，成本及环境污染较大的问题。随着社会发展的要求，该问题会进一步突出，电弧炉炼钢在节能环保技术方面也将面临更大的社会压力。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，目的是提供一种能增强搅拌效果、提高金属料的收得率和渣料的利用率、缩短冶炼时间、改善钢质量的底喷粉电弧炉炼钢法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是，基于有顶加料系统的电弧炉炼钢法，在电弧炉1的底部布置有1～6支底枪3，采用载流气体通过1～6支底枪3向金属熔池内喷吹粉剂，粉剂的喷吹量为该种粉剂在本炉加入量的20～100wt％。
其中：底枪3在距炉底中心0～0.7倍炉底半径之间呈对称布置或非对称布置；底枪3的结构为接触式或为非接触式；载流气体为Ar、N2、天然气、O2、CO2中的一种；粉剂为生石灰粉、石灰石粉、氧化铁粉、精矿粉、碳粉、白云石粉、萤石粉、电石粉、合金粉中的一种以上；粉剂粒度为0.01mm～0.10mm；喷吹的工艺参数是：压力为0.3～1.2MPa，供气流量为0.1～1.0Nm3/t钢，粉气比为4～10。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)加强了金属熔池的循环流动，有利于减少炉内电极2下的热点和炉壁上冷点的温度梯度，基本消除钢水温度和成分的不均匀性，降低出钢温度10～20℃；
(2)喷吹的粉剂粒径小，比表面积大，渣金界面增加近千倍，同时由于喷粉的搅拌作用，加快了熔渣-钢水间传质和传热速度，使渣金反应速度加快，脱磷脱硫速度大大提高，降低了渣中FeO含量15～25％，金属料的收得率提高0.5～1.0％，渣料的利用率提高10～35％；
(3)喷吹进熔池的粉气流中粉粒和气体都有携带夹杂物上浮去除的作用，有利于净化钢液，提高钢质量；
(4)喷吹的搅拌作用，可以缩短冶炼时间，减少电耗1～10％，提高生产率。
附图说明
图1为本发明的一种炼钢法示意图；
图2为本发明采用1支底枪的炉底布置示意图；
图3为本发明采用3支底枪的炉底对称布置示意图；
图4为本发明采用2支底枪的炉底非对称布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对本发明保护范围的限制：
实施例1
一种底喷粉电弧炉炼钢法，具体为25t底喷粉电弧炉冶炼硼钢。如图2所示，基于有顶加料系统的电弧炉炼钢法，在电弧炉底部中心设置1支底枪3；底枪3为多孔型喷吹元件；载流气体为Ar；喷吹粉剂的粒度为0.01～0.10mm。
冶炼工艺：在熔化期末和氧化期初，造渣剂一部分采用粉剂通过底枪喷吹进入熔池，不同造渣剂的喷吹量占该造渣剂在本炉加入量的百分含量分别为：石灰石或生石灰为20～50wt％，氧化铁或精矿粉为70～100wt％，白云石为40～50wt％，萤石为40～60wt％；喷吹压力为0.3～0.6MPa，供气流量为0.6～1.0Nm3/t钢，粉气比为7～10，其余造渣剂通过顶部加料系统加入炉内，进行造渣；还原期采用SiFe粉-碳粉白渣法，扒除氧化渣后，脱氧造稀薄渣，使用Si-Mn合金预脱氧，加SiFe合金粉和碳粉至炉内，完成脱氧后将FeB合金粉全部通过底枪喷吹进钢液进行合金化，喷吹压力为0.3～0.6MPa，供气流量为0.3～0.6Nm3/t钢，粉气比为4～6，最后出钢。
本实施例采用上述技术，冶炼时间缩短30～40min，渣料利用率提高20～25％，[B]命中率达90％以上，降低出钢温度10～15℃，节约电耗35kWh/t钢，生产率明显提高。
实施例2
一种底喷粉电弧炉炼钢法，具体为85t底喷粉电弧炉冶炼铝钢。如图3所示，基于有顶加料系统的电弧炉炼钢法，底枪3在距炉底中心0.2～0.5倍炉底半径之间呈对称布置；底枪3的采用狭缝式透气砖；喷吹粉剂的粒度为0.01～0.10mm。
冶炼工艺：在熔化期末和氧化期初，造渣剂一部分采用粉剂通过底枪喷吹进入熔池，不同造渣剂的喷吹量占该造渣剂在本炉加入量的百分含量分别为：石灰石或生石灰为20～50wt％，氧化铁或精矿粉为70～100wt％，白云石为40～50wt％，萤石为40～60wt％；载流气体选用N2，喷吹压力为0.7～0.9MPa，供气流量为0.6～1.0Nm3/t钢，粉气比为7～10，其余造渣料通过顶部加料系统加入炉内，进行造渣；还原期内，先扒氧化渣，造稀薄渣料，使用FeMn预脱氧，按3～5kg/t钢加电石，通过底枪3喷入的电石粉量为电石在本炉加入量的30～40wt％，并按0.5～0.8kg/t钢加Al块脱氧，然后采用C粉-硅粉白渣法还原，即先加C粉，再按1～1.5Kg/t钢加Ca-Si粉或Fe-Si粉，其中通过底枪3喷入的C粉、Ca-Si粉或Fe-Si粉均为该粉剂加入量的30～50wt％，再按1.5～2.5Kg/t钢加Al粉终脱氧及合金化，其中通过底枪3喷入的Al粉为Al加入量的60～80wt％，整个还原期喷吹时，载流气体选用Ar，喷吹压力为0.7～0.9MPa，供气流量为0.6～1.0Nm3/t钢，粉气比为7～10。
本实施例采用上述技术，冶炼时间缩短20～30min，渣料利用率提高15～20％，Al命中率达90％以上，降低出钢温度15～20℃，节约电耗15kWh/t钢，生产率明显提高。
实施例3
一种底喷粉电弧炉炼钢法，具体为130t底喷粉电弧炉冶炼铬锰钛钢。如图4所示，基于有顶加料系统的偏心炉底出钢电弧炉炼钢法，在电弧炉底部设置有2支底枪3，底枪3在距炉底中心0.5～0.7倍炉底半径之间呈非对称布置；底枪3采用双层套管喷嘴；喷吹粉剂的粒度为0.01～0.10mm。
冶炼工艺：在熔化期末和氧化期初，造渣剂一部分采用粉剂通过底枪喷吹进入熔池，不同造渣剂的喷吹量占该造渣剂在本炉加入量的百分含量分别为：石灰石或生石灰为20～50wt％，氧化铁或精矿粉为70～100wt％，白云石为40～50wt％，萤石为40～60wt％；载流气体选用O2或CO2，喷嘴外管吹入天然气，喷吹压力为1.0～1.2MPa，供气流量为0.6～1.0Nm3/t钢，粉气比为7～10，其余造渣料通过顶部加料系统加入炉内，进行造渣；氧化期末底枪吹入Ar气进行搅拌，供气压力为1.0～1.2MPa，供气流量为0.1～0.3Nm3/t钢；成分温度合格出钢，出钢过程进行脱氧合金化，冶炼钢水转入炉外精炼工位进行还原精炼。
本实施例采用上述技术，冶炼时间缩短10～15min，渣料利用率提高15％，金属料收得率提高0.5％，降低出钢温度10℃，节约电耗6～10％，生产率提高1％。

Claims (5)

1.一种底喷粉电弧炉炼钢法，包括有顶加料系统的电弧炉炼钢法，其特征在于在电弧炉1的底部布置有1～6支底枪3，采用载流气体通过1～6支底枪3向金属熔池内喷吹粉剂，粉剂的喷吹量为该种粉剂在本炉加入量的20～100wt％。
2.根据权利要求1所述的底喷粉电弧炉炼钢法，其特征在于所述的底枪3在距炉底中心0～0.7倍炉底半径之间呈对称布置或非对称布置；底枪3的结构为接触式或为非接触式。
3.根据权利要求1所述的底喷粉电弧炉炼钢法，其特征在于所述的载流气体为Ar、N2、天然气、O2、CO2中的一种。
4.根据权利要求1所述的底喷粉电弧炉炼钢法，其特征在于所述的粉剂为生石灰粉、石灰石粉、白云石粉、氧化铁粉、精矿粉、碳粉、萤石粉、电石粉、合金粉中的一种以上；粉剂粒度为0.01～0.10mm。
5.根据权利要求1所述的底喷粉电弧炉炼钢法，其特征在于所述的喷吹的工艺参数是：压力为0.3～1.2MPa，供气流量为0.1～1.0Nm3/t钢，粉气比为4～10。
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