CN101899548A

CN101899548A - 废钢预热预熔、高效电炉炼钢新工艺

Info

Publication number: CN101899548A
Application number: CN2010102487907A
Authority: CN
Inventors: 陈洪冰; 赵勇智; 张成领
Original assignee: WUXI XICHENG SPECIAL MARINE BOARD CO Ltd
Current assignee: WUXI XICHENG SPECIAL MARINE BOARD CO Ltd
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明提供了一种废钢预热预熔、高效电炉炼钢新工艺技术，可适用于高金属物料回收率、低综合能耗、短冶炼周期、低污染物排放高效电炉冶炼优碳钢、合金钢、工模钢、弹簧钢、齿轮钢、轴承钢、压力容器用钢、锅炉钢、船体结构用钢等高端钢种。

Description

废钢预热预熔、高效电炉炼钢新工艺

一、技术领域

本发明涉及一种废钢预热预熔、高效电炉炼钢，属于属于钢铁冶金技术领域。

二、背景技术

钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志。近十年来，我国钢铁产业取得了长足的进步，钢铁年产量自1996年起连续蝉联世界第一，消费量也名列世界之首。钢铁工业成为我国的支柱产业之一，对国家经济增长的贡献率不断提升。同时，随着我国经济的快速增长，资源能源消费约束明显显现，能源供求矛盾日益突出，高污染、高能耗的特点也使钢铁工业在防污减排、节能降耗等方面承受着巨大的压力。我国钢铁行业是传统的耗能大户，从国家能源局统计的数据来看，全行业总能耗约占全国总能耗的14.71％，每年煤耗量和用水量都位居各行业前列。钢铁行业又是污染大户，工业废水的排放量占到工业排放总量的8.53％，工业粉尘排放量也占到工业排放总量的5.18％。国家“十一五”规划把单位GDP能耗在“十五”基础上下降20％作为目标，冶金行业节能减排首当其冲。

在国家政策的指引和全社会的共同努力下，全国重点钢铁企业节能减排取得显著成效。2009年中国重点钢铁企业产钢46593.93万t，比上年增长11.24％；生铁产量为44427.18万t，比上年增长15.28％；钢材产量为43184.88万t，比上年增长13.73％；能源消耗总量2.382亿t标准煤，比上年增长5.24％；吨钢综合能耗为619.43kgce/t，比上年下降1.74％；吨钢可比能耗为595.38kce/t，比上年降低2.88％；吨钢电耗为466.73kWh/t，比上年下降1.25％；吨钢耗新水为4.4m³/t，比上年下降14.06％。

尽管钢铁工业节能减排的效果十分显著，但节能减排的潜力仍然很大。从钢铁炼钢工序来看，总体水平与国际先进水平相比仍有很大差距。其主要原因是“铁钢比”较高，2009年全国重点钢铁企业“铁钢比”为0.97，较工业发达国家高0.4左右。转炉钢约占88％，电炉钢占12％，而日本、德国、美国电炉钢比重分别为25.6％、30.7％、30.7％。按中国钢铁工业协会测算，“铁钢比”每提高0.1，可造成吨钢综合能耗上升约20kgce/t，影响吨钢综合能耗约80kgce/t。因此，降低“铁钢比”，提高电炉钢比重对节能减排具有重要的意义。长期以来，电炉钢比重较低的主要原因是电炉炼钢冶炼周期长、综合能耗高、金属物料回收率低(通常仅有89％)、添加40％的生铁以加速熔化、增碳等。

专利93105508.3“电炉采用生铁代替废钢炼钢法”提供了一种采用生铁代替废钢电炉炼钢法，它以生铁为炉料或主要炉料，将其氧化脱碳所需矿石与炉料混合、冷料装炉，并事先依次在炉底炉坡上复盖一层石灰和生铁，使随后装入的矿石与炉衬被其充分隔离，在冶炼过程中，随熔化阶段结束，炉料的氧化脱碳反应亦相应完成，经还原后即可出炉。但由于生铁价格高于废钢200～300元/吨，成本高于本发明提供的方法，且电耗不仅高于以废钢为主原料的电炉冶炼，且大大高于本发明提供的方法。

专利98117381.0“一种短流程电弧炉钢厂”提供了一种短流程电炉炼钢方法，通过设置炼铁高炉，所产铁水热装入电炉替代部分废钢。所设高炉用块矿、球团矿、焦炭、煤和熔剂为原料，采用高风温热风炉、富氧喷煤、计算机监控高炉操作、无废弃物排放。高炉容积与电炉容量比为2.3-5.0m3/t，最佳热装铁水替代废钢的比例为30-50％。与本发明提供的方法相比，虽减少废钢用量，但需要巨大的固定资产投入，较大的占地面积和一定的建设期，并增加了污染源。

三、发明内容

本发明目的在于：提供一种废钢预热预熔、高效电炉炼钢新工艺技术，可适用于高金属物料回收率、低综合能耗、短冶炼周期、低污染物排放高效电炉冶炼优碳钢、合金钢、工模钢、弹簧钢、齿轮钢、轴承钢、压力容器用钢、锅炉钢、船体结构用钢等高端钢种。

本发明的实现方法是：将60％以上的废钢先进入预热预熔炉(可采用感应电炉或感应保温炉替代)，预热预熔至初熔钢水(1450℃以上)，钢水热装热送进入电弧炉，补充剩余部分废钢、加入少量石灰、莹石等炉料，无需添加生铁，经电弧炉吹氧熔化、调节钢水的化学成分后，进入后续精炼炉。

本发明的特点是：

1、废钢全部经分拣、粉碎，以提高废钢预热预熔过程传热效率，减少预热预熔能耗。废钢预热预熔过程电磁感应效率和传热效率大幅提高，减少了预热、预熔能耗。

2、钢水热送热装，无需添加生铁，减少了二次能源消耗，提高了电炉冶炼效率。平均冶炼时间由每炉90-120分钟缩短为30-40分钟，作业效率与生产能力可提高1倍以上。

3、电弧炉冶炼过程中采用短电弧、大电流操作，辅以炉壁集束PTI氧枪，有效强化了冶炼效果，缩短了冶炼时间，减少钢水高温作业时间。

4、石灰、莹石等炉料加入量少(可减少用量70％以上)，减少了钢水二次污染，提高了钢水的纯净度。

5、吹氧量少，减少了钢水氧化度，提高了金属回收率(通常可达96％)及合金收得率(如熔清锰含量由0.15％提高至0.25％)。

6、可比能耗约下降10％。

7、本发明工艺简便、可靠，产品质量稳定，且无须改造电弧炉设备。与传统高炉、转炉炼钢、电炉炼钢对比，投资入产出比大，投资回收期短，产品结构优势明显

四、具体实施方式

本发明的实施例1：

用本发明所述方法生产35CrMo合金钢板坯，工艺流程为：将70％的废钢先进入预热预熔炉，预热预熔至1450℃初熔钢水，热装热送进入电弧炉，补充剩余部分废钢、加入15kg/t石灰、3kg/t莹石，经电弧炉吹氧熔化、调节钢水的化学成分后，进入LF钢包精炼炉，吹氩并补充Cr、Mo合金后，连铸成板坯。金属物料回收率达96.5％，平均电炉冶炼时间为30分钟，成本下降约250元/吨。

经检验，板坯所有理化性能指标均符合GB/T3077-1999《合金结构钢》和YB/T 168-2000《优质碳素钢和合金钢连铸板坯》规定的要求。

本发明的实施例2：

用本发明所述方法生产45优碳钢管坯，工艺流程为：将70％的废钢先进入预热预熔炉，预热预熔至1450℃初熔钢水，热装热送进入电弧炉，补充剩余部分废钢、加入12kg/t石灰、3kg/t莹石，经电弧炉吹氧熔化、调节钢水的化学成分后，进入LF钢包精炼炉，吹氩并补充增碳后，连铸成管坯。金属物料回收率达97％，平均电炉冶炼时间为28分钟，成本下降约230元/吨。

经检验，管坯所有理化性能指标均符合GB/T699-1999《优质碳素结构钢》和YB/T2011-2004《连续铸钢方坯和矩形坯》规定的安求。

本发明的实施例3：

用本发明所述方法生产GCr15轴承钢方坯，工艺流程为：将65％的废钢先进入预热预熔炉，预热预熔至1460℃初熔钢水，热装热送进入电弧炉，补充剩余部分废钢、加入18kg/t石灰、4kg/t莹石，经电弧炉吹氧熔化、调节钢水的化学成分后，进入LF钢包精炼炉，吹氩并补充Cr合金、增碳后，经VD炉脱气精炼，连铸成方坯。金属物料回收率达96.8％，平均电炉冶炼时间为32分钟，成本下降约280元/吨。

经检验，管坯所有理化性能指标均符合GB/T 18254-2002《高碳铬轴承钢》和YBT4149-2006《连铸圆管坯标准》规定的要求。

Claims

1.一种将60％以上的废钢先进入预热预熔炉(可采用感应电炉或感应保温炉替代)，预热预熔至初熔钢水(1450℃以上)，钢水热装热送进入电弧炉，补充剩余部分废钢、加入少量石灰、莹石等炉料，无需添加生铁，经电弧炉吹氧熔化、调节钢水的化学成分后，进入后续精炼炉的高金属物料回收率、低综合能耗、短冶炼周期、低污染物排放电炉炼钢工艺方法；

2.根据权利要求书1所述方法生产的优碳钢、合金钢、工模钢、弹簧钢、齿轮钢、轴承钢、压力容器用钢、锅炉钢、船体结构用钢等高端钢种的板坯、方坯、管坯等各种连铸坯、铸锭及加工制品；

3.根据权利要求书1所述方法生产的其它系列钢铁材料。