CN103014231A

CN103014231A - 电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法

Info

Publication number: CN103014231A
Application number: CN2012105857873A
Authority: CN
Inventors: 刘新; 覃源; 李坚; 许立志; 王和奇; 付成波; 徐国祥
Original assignee: RUI STEEL INDUSTRY Co Ltd OF PANZHIHUA GANGCHENG GROUP
Current assignee: RUI STEEL INDUSTRY Co Ltd OF PANZHIHUA GANGCHENG GROUP
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103014231B

Abstract

本发明公开了一种可以降低电耗的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，是在电弧炉上分别安装一支炉壁氧枪和一支炉门氧枪用于供氧，炉壁氧枪安装在以炉门口中线为基准，远离炉盖旋转臂的一侧与炉门口中线的夹角为90～120°范围的炉壁上，其枪口距熔池液面500～600mm，安装夹角为38～45°，将炉壁氧枪开到保持模式，准备加料，加料结束后电弧炉开始送电，随冶炼进行逐渐增大炉壁氧枪流量，当熔清碳≥0.30%时，炉壁氧枪开启高氧模式进行脱碳升温造渣；当熔池碳含量达到钢种要求，炉壁氧枪调整至保持模式，温度满足出钢条件后即可出钢，该方法有利于加速炉料的熔化及钢液碳氧反应的快速进行，能有效缩短电炉冶炼时间、降低冶炼电耗，提高产能、降低生产成本。

Description

电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其是一种用于冶炼渣钢渣铁的电弧炉的供氧工艺改进。

背景技术

采用电弧炉进行渣钢渣铁冶炼已经是一项成功运用于实践的技术。目前，以渣钢、渣铁为原料进行电弧炉炼钢生产的企业，对电弧炉的供氧工艺研究较为落后，有的直接采用人工氧管吹氧，有的则照搬电弧炉冶炼合金钢的工艺，应用炉门氧枪及2～4支炉壁氧枪进行供氧，其冶炼时间、冶炼电耗均较高，生产成本较高。

发明内容

为了克服现有电弧炉冶炼渣钢渣铁冶炼电耗高的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可以降低电耗的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，电弧炉上分别安装一支炉壁氧枪和一支炉门氧枪用于供氧。

以炉门口中线为基准，在远离炉盖旋转臂的一侧与炉门口中线的夹角为90～120°范围的炉壁上安装炉壁氧枪，其枪口与熔池液面保持500～600mm的距离，炉壁氧枪的安装夹角为38～45°。

所述炉壁氧枪随冶炼进程按以下方法控制：炉壁氧枪开到保持模式，准备加料，加料结束后电弧炉开始送电；当炉壁氧枪前端的原料开始熔化时，将炉壁氧枪调到中氧模式；待炉内熔池基本形成，取熔清样后，当熔清碳≥0.30%时，炉壁氧枪开启高氧模式进行脱碳升温造渣；当熔池碳含量达到钢种要求，炉壁氧枪调整至保持模式，温度满足出钢条件后即可出钢。

炉壁氧枪启用中氧模式前，以低氧模式对原料进行切割助熔。

所述炉门氧枪随冶炼进程按以下方法控制：电弧炉进料通电后，待炉门口附近的原料基本熔化，炉门氧枪可正常伸入炉膛时，才开始使用炉门氧枪进行吹氧助熔，保持炉门氧枪的枪头距离料面100㎜～200㎜；当熔池碳含量达到钢种要求，退出炉门氧枪，停止供氧。

装料时原料尽量靠近炉体的中部，体积≥0.5m³的大块原料必须装于炉底部位，在炉壁氧枪周围不装大块原料。

配料时调整渣铁配入比例至保证熔清碳含量≥0.60%。

本发明的有益效果是：合理使用炉壁氧枪和炉门氧枪同时供氧，增大了炉内供氧量，对加速炉料的熔化及钢液碳氧反应的快速进行起到了良好的效果，有效缩短电炉冶炼时间、降低冶炼电耗，有利于提高产能、降低生产成本；相对于原有的人工氧管吹氧，自动化程度较高，大大降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明中电弧炉的结构示意图。

图2是本发明中炉门氧枪、炉壁氧枪安装位置的示意图。

图3是本发明中炉壁氧枪安装位置的示意图。

图中标记为，1-炉体，2-炉门氧枪，3-炉壁氧枪，4-料堆，5-熔池液面，6-炉盖旋转臂，8-炉门口中线，α-夹角，β-安装夹角，H-距离。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

由于渣钢、渣铁原料具有块度大、金属铁含量低的特性，其冶炼时间、冶炼电耗均较高，相应的产能受到限制、生产成本较高、劳动强度较大。供氧工艺与原料的熔化过程和冶炼中的氧化反应密切相关，因此，考虑是否能够通过改进供氧工艺来降低电耗，缩短冶炼时间，降低成本，在以上思想指导下，本发明通过多次冶炼实践，总结出以下的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法。

发明人分别试验了利用人工吹氧管和一支、两支炉壁氧枪配合炉门氧枪供氧的方式，结果发现，以一支炉壁氧枪配合炉门氧枪供氧效果反而比两支炉壁氧枪配合炉门氧枪供氧效果要好，详见后面的实施例。因此，如图1、图2、图3所示，本发明的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，电弧炉上分别安装一支炉壁氧枪3和一支炉门氧枪2用于供氧，据发明人推测，可能是由于采用一支炉壁氧枪3时，不存在炉壁氧枪3之间的互相影响，反而能够与炉门氧枪2共同发挥更优越的氧化升温及搅拌作用，从而缩短了冶炼时间、降低了能耗，同时，减少了氧枪的配置和维护成本。

在此基础上，发明人继续调整炉壁氧枪3的位置并进行相应的冶炼实验，来找出最佳的炉壁氧枪安装位置，详见后面的实施例。结果发现，以炉门口中线8为基准，在远离炉盖旋转臂6的一侧与炉门口中线8的夹角α为90～120°范围的炉壁上安装炉壁氧枪3是比较好的，此外，建议其枪口与熔池液面5的距离H保持在500～600mm，炉壁氧枪3的安装夹角β亦即炉壁氧枪3的中心线与水平面的夹角建议为38～45°，即保持炉壁氧枪3的中心线接近要通过炉底的中心，可保持较大的搅拌吹扫范围。

所述炉壁氧枪3随冶炼进程按以下方法控制：

炉壁氧枪3开到保持模式，准备加料，加料结束后电弧炉开始送电；当炉壁氧枪3前端的原料开始熔化时，将炉壁氧枪3调到中氧模式；待炉内熔池基本形成，取熔清样后，当熔清碳≥0.30%时，炉壁氧枪3开启高氧模式，进行脱碳升温造渣；当熔池碳含量达到钢种要求，炉壁氧枪3调整至保持模式，温度满足出钢条件后即可出钢。

炉壁氧枪3启用中氧模式前，可以以低氧模式对原料进行切割助熔，一般在目测炉内废钢发红，氧枪周围无大块料时，可开启低氧模式。

所述炉门氧枪2随冶炼进程按以下方法控制：

电弧炉进料通电后，待炉门口附近的原料基本熔化，炉门氧枪2可正常伸入炉膛时，才开始使用炉门氧枪2进行吹氧助熔，保持炉门氧枪2的枪头距离料面100㎜～200㎜；当熔池碳含量达到钢种要求，退出炉门氧枪2，停止供氧。炉门氧枪2一般是通过调整管道上的流量阀来控制流量，按通常的工艺要求，根据原料的熔化速度对其流量进行调节即可。

此外，在装料时原料尽量靠近炉体1的中部，以使得料堆4与炉壁氧枪3之间保持适当的距离，同时，也有利于尽早达到伸入炉门氧枪2供氧促熔的条件，对体积≥0.5m³的大块原料，必须装于炉底部位，有利于保证原料熔化时料堆4的稳定性，在炉壁氧枪3周围不装大块原料，以避免冶炼过程中“拉弧”及“回火”烧枪。

另外，熔清碳含量不宜过低，在配料时，根据每批原料的情况，建议调整渣铁配入比例至保证熔清碳含量≥0.60%，既有利于充分利用碳被氧化时的升温作用来促进熔化，降低能耗，也可减少后期高氧模式供氧时铁的烧损率。

下面详细介绍发明过程中的对比实施例。

某批渣钢、渣铁原料的固熔体含量50t，碳含量1.0%，铁含量70%，以额定功率为18000kvA的电弧炉进行冶炼，配料时，渣钢、渣铁的装入比例在90%以上，其余为纯度较高的废钢。以该批原料按以下记载完成冶炼实例一～五。

冶炼实例一：

电弧炉配备炉门氧枪和两支人工吹氧管配合供氧，加入50t原料(分两次加入)，其中大块原料装于炉底，进料通电5分钟后，先采用两支人工吹氧管供氧，待炉内熔池基本形成，炉门口附近的原料基本熔化，炉门氧枪2可正常伸入炉膛时，才开始使用炉门氧枪2进行吹氧助熔、脱碳升温，当熔池碳含量达到钢种要求时停止供氧，温度满足出钢条件后即可出钢。

冶炼实例二：

电弧炉配备炉门氧枪和两支炉壁氧枪，炉壁氧枪相对于炉门中心线分别位于炉门中心线顺时针旋转90°、240°的方位，两支炉壁氧枪开到保持模式，即氧枪流量控制在100m³/h以下，各氧枪的安装夹角为45°，其枪口距熔池液面500～600mm，加入50t原料(分两次加入)，其中大块原料装于炉底，炉壁氧枪周围不装大块原料，加料结束后电炉开始送电，待炉内废钢发红，炉壁氧枪周围无大块料时，所有炉壁氧枪开启低氧模式，即氧枪流量控制在200～300m³/h，对原料进行切割助熔，待炉门口炉料基本熔化，炉门氧枪可正常伸入炉膛时，使用炉门氧枪进行吹氧助熔，保持炉门氧枪的枪头距离料面100㎜～200㎜，随着冶炼的进行，按常规工艺调整炉门氧枪管道阀门开度，调节炉门氧枪流量，当炉壁氧枪枪口前端的废钢开始熔化时，逐渐将炉壁氧枪开到中氧模式，即氧枪流量控制在400～600m³/h，当炉内熔池基本形成，取熔清样后，当熔清碳≥0.30%时将炉壁氧枪开到高氧模式，即氧枪流量控制在700m³/h以上，进行脱碳升温造渣，当熔池碳含量达到钢种要求时，退出炉门氧枪，炉壁氧枪调整至保持模式，温度满足出钢条件后即可出钢。

冶炼实例三：

电弧炉配备炉门氧枪和一支炉壁氧枪，炉壁氧枪相对于炉门中心线位于炉门中心线顺时针旋转90°的方位，炉壁氧枪开到保持模式，即氧枪流量控制在100m³/h以下，各氧枪的安装夹角为45°，其枪口距熔池液面500～600mm，加入50t原料(分两次加入)，其中大块原料装于炉底，炉壁氧枪周围不装大块原料，加料结束后电炉开始送电，待炉内废钢发红，炉壁氧枪周围无大块料时，所有炉壁氧枪开启低氧模式，即氧枪流量控制在200～300m³/h，对原料进行切割助熔，待炉门口炉料基本熔化，炉门氧枪可正常伸入炉膛时，使用炉门氧枪进行吹氧助熔，保持炉门氧枪的枪头距离料面100㎜～200㎜，随着冶炼的进行，按常规工艺调整炉门氧枪管道阀门开度，调节炉门氧枪流量，当炉壁氧枪枪口前端的废钢开始熔化时，逐渐将炉壁氧枪开到中氧模式，即氧枪流量控制在400～600m³/h，当炉内熔池基本形成，取熔清样后，当熔清碳≥0.30%时将炉壁氧枪开到高氧模式，即氧枪流量控制在700m³/h以上，进行脱碳升温造渣，当熔池碳含量达到钢种要求时，退出炉门氧枪，炉壁氧枪调整至保持模式，温度满足出钢条件后即可出钢。

冶炼实例四：

电弧炉配备炉门氧枪和一支炉壁氧枪，炉壁氧枪相对于炉门中心线分别位于炉门中心线顺时针旋转240°的方位，其余同冶炼实例三。

冶炼实例五：

电弧炉配备炉门氧枪和一支炉壁氧枪，炉壁氧枪相对于炉门中心线分别位于炉门中心线顺时针旋转120°的方位，其余同冶炼实例三。

以上冶炼实例的吨钢冶炼电耗和炉冶炼时间见下表1。

表1

项目	吨钢冶炼电耗，kWh/t	炉冶炼时间，min	备注
				冶炼实例一	588.26	166	/
冶炼实例二	518.26	139	/
				冶炼实例三	510.23	131	/
冶炼实例四	515.47	134	安装、监控不便
				冶炼实例五	514.63	133	对电极影响较大

从上表可知，使用一支炉壁氧枪的效果好于使用两支的炉壁氧枪，使用一支炉壁氧枪时，最好将其安装在远离炉盖旋转臂6的一侧，与冶炼实例一相比，冶炼实例三的吨钢冶炼电耗降低了78.03kWh/t，炉冶炼时间降低了35min。

需要注意的是，本发明所称炉壁氧枪的保持模式、低氧模式、中氧模式和高氧模式均是相对其本身的最大供氧能力而言的，保持模式时流量为小流量，高氧模式时为大流量，低氧模式、中氧模式的流量介于二者之间，中氧模式的流量又高于低氧模式。实际流量根据电弧炉的规格和料量适时变化。

Claims

1.电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：电弧炉上分别安装一支炉壁氧枪（3）和一支炉门氧枪（2）用于供氧。

2.如权利要求1所述的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：以炉门口中线（8）为基准，在远离炉盖旋转臂（6）的一侧与炉门口中线（8）的夹角（α）为90～120°范围的炉壁上安装炉壁氧枪（3），其枪口与熔池液面（5）保持500～600mm的距离（H），炉壁氧枪（3）的安装夹角（β）为38～45°。

3.如权利要求1或2所述的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：所述炉壁氧枪（3）随冶炼进程按以下方法控制：

炉壁氧枪（3）开到保持模式，准备加料，加料结束后电弧炉开始送电；

当炉壁氧枪（3）前端的原料开始熔化时，将炉壁氧枪（3）调到中氧模式；

待炉内熔池基本形成，取熔清样后，当熔清碳≥0.30%时，炉壁氧枪（3）开启高氧模式进行脱碳升温造渣；

当熔池碳含量达到钢种要求，炉壁氧枪（3）调整至保持模式，温度满足出钢条件后即可出钢。

4.如权利要求3所述的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：炉壁氧枪（3）启用中氧模式前，以低氧模式对原料进行切割助熔。

5.如权利要求1或2所述的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：所述炉门氧枪（2）随冶炼进程按以下方法控制：

电弧炉进料通电后，待炉门口附近的原料基本熔化，炉门氧枪（2）可正常伸入炉膛时，才开始使用炉门氧枪（2）进行吹氧助熔，保持炉门氧枪（2）的枪头距离料面100㎜～200㎜；当熔池碳含量达到钢种要求，退出炉门氧枪（2），停止供氧。

6.如权利要求1或2所述的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：装料时原料尽量靠近炉体（1）的中部，体积≥0.5m³的大块原料必须装于炉底部位，在炉壁氧枪（3）周围不装大块原料。

7.如权利要求1或2所述的电弧炉冶炼渣钢渣铁的供氧方法，其特征是：配料时调整渣铁配入比例至保证熔清碳含量≥0.60%。