CN108570531A - 一种减少电炉炼钢钢铁料消耗的冶炼方法 - Google Patents
一种减少电炉炼钢钢铁料消耗的冶炼方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种减少电炉炼钢钢铁料消耗的冶炼方法，该方法具体为：炉料结构中废钢比控制在15％～27％，铁水比控制在73％～85％；废钢通过行车调运，一次性从炉顶加入炉内；废钢兑完后通过高位料仓向炉内加入5kg/t的石灰；铁水分两次加入炉内，要求一次铁水占铁水总量的75％以上，兑铁速度为20～30t/min，二次铁水占铁水总量的25％以下，兑铁速度2～5t/min；要求第一包铁水兑完之后开始吹氧操作，同时向炉内加入石灰进行造渣，保证整个冶炼过程的炉渣碱度在2.5±0.5。本发明可在热装铁水比为73％～85％的条件下，解决冶炼过程的喷溅和炉渣全铁含量高等问题，达到降低钢铁料消耗的目的。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种减少电炉炼钢钢铁料消耗的冶炼方法。
背景技术
铁水作为电炉冶炼的主要原料，可提供碳源、热量及降低残余元素含量，可大幅降低冶炼过程的电耗，实现冶炼成本的降低以及钢坯质量的改善。然而，电炉高铁水比冶炼时，熔池反应剧烈，钢水容易溢出炉门；除此以外，炉渣中氧化铁含量高，流渣铁损较大，钢铁料消耗较高。现有电炉采用高铁水比组织生产时，冶炼过程采用全吹炼不通电的操作方式，可大幅减少电炉能耗，并缩短冶炼时间。但此种冶炼方式面临着跑钢水现象频发和炉渣全铁含量过高造成钢铁料消耗较大等问题。
专利CN103205529A公开了一种电弧炉零电耗炼钢方法，其热装铁水比例达到70％～80％，冶炼过程无需进行通电操作。废钢从废钢预热炉缓慢的推入电炉内，在一定程度上延长了冶炼时间，并且对废钢的尺寸和堆密度有较大要求，增加了废钢加工的额外成本，该冶炼方法不适用于没有废钢预热炉的电炉。专利CN102634637A公开了一种电炉转炉化的操作工艺，铁水比高达85％～95％，冶炼过程无需通电操作。该冶炼工艺通过缓慢兑铁水并配合大流量供氧模式，保证炉内的碳含量和熔池温度分别稳定在0.4％～0.8％和1500℃～1560℃，保证碳氧反应平稳进行。但该冶炼模式，需缓慢兑铁，冶炼周期相对较长。
发明内容
为克服现有电弧炉在不通电条件下进行冶炼所存在的问题，本发明提供减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，可在热装铁水比为73％～85％的条件下，解决冶炼过程的喷溅和炉渣全铁含量高等问题，达到降低钢铁料消耗的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，电炉炼钢包括转料、造渣、吹氧及出钢，其中：
(1)装料：装入的炉料为废钢和铁水，其中废钢占装入量的15％～27％，铁水占装入量的73％～85％，首先将废钢一次性装入炉内；然后通过铁水溜槽将铁水分两次加入炉内，一次铁水占铁水总量的75％以上，兑铁速度20～30t/min，二次铁水的兑铁速度为2～5t/min；
(2)造渣：兑完废钢之后立即通过高位料仓向炉内加入5kg/t石灰，然后加入一次铁水，一次铁水兑完之后开始吹氧操作，同时向炉内加入石灰进行造渣；
(3)吹氧：一次铁水兑完之后进行吹氧操作，二次铁水开始兑入时，关闭正对炉门的那支炉壁氧枪；
(4)出钢：当钢水的温度达到1600～1620℃，钢水中磷的质量分数小于0.015％，碳的质量分数为0.25％～0.5％时，进行出钢操作。
进一步，所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法中兑入一次铁水10～20min后开始兑入二次铁水。
根据权利要求书2所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，兑完一次铁水后3～15min，向炉内分批少量加入5～15kg/t石灰；吹氧10min之后将炉渣从炉门向炉外排出；二次铁水开始兑入至冶炼结束再向炉内分批少量加入10～15kg/t石灰，控制炉渣碱度2.5±0.5。
根据权利要求3所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，其特征在于：一次铁水兑完后采用四个炉壁氧枪进行吹氧操作，并且单个炉壁氧枪供氧压力控制在0.45～0.55MPa以上；二次铁水兑完之后，重新开启所有炉壁氧枪，单个炉壁氧枪的供氧压力调整到0.70～0.80MPa；炉门氧枪全程开启，供氧流量控制在0.75～0.85MPa。
进一步，所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法中出钢后炉中留有20～30t的钢水。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明中在废钢加完之后立即加入5kg/t的石灰，可利用第一包铁水兑铁时的动力学作用，促进石灰的熔化，在吹氧操作时可尽快形成初期渣，将炉渣碱度调整到合适范围，减少炉渣的带铁量，还可在一定程度上保护炉衬；
(2)通过优化调度增大第一包铁水量，并且在第一包铁水兑完之后再进行吹氧操作，可尽快形成熔池，缩短炉壁氧枪和熔池液面的距离，配合炉壁氧枪的强供氧操作，增加氧流股的穿透深度，可减少软吹现象，降低炉渣全铁含量。
(3)本发明中减少第二包铁水量并减缓第二包铁水的兑入速度，可降低第二包铁水的兑入对熔池温度的影响，使炉内反应较平稳进行，减少炉内发生爆发性喷溅导致炉门口钢水喷出的现象，从而降低钢铁料消耗。
(4)第二包铁水兑入过程中，关闭正对炉门的炉壁氧枪，二次铁水兑入过程容易造成熔池温度不均匀，易发生爆发性喷溅，此时关闭正对炉门的炉壁氧枪，可减少氧枪因为供氧对钢水产生的冲击力，可在一定程度上减少钢水向炉门溢出。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1
采用本发明的技术方案在公称容量为100t的FUCHS电弧炉冶炼。
上一冶炼周期出钢后，在电炉内留钢10～20t、留渣3～5t，出完钢后摇正炉体。
然后，通过行车调运将25t废钢一次性加入炉内。废钢兑完之后由高位料仓加入500kg石灰。之后通过液压装置，将一次铁水从铁水溜槽兑入炉内，一次铁水重量为65t，兑入时间3min。冶炼10min后兑入二次铁水，二次铁水重量20t，兑入时间6min。
一次铁水全部兑完之后开启四支炉壁氧枪，炉壁氧枪吹氧压力设为0.5MPa；吹炼3min后开启炉门氧枪，炉门氧枪吹氧压力设定为0.8MPa；二次铁水开始兑入时，关闭正对炉门的炉壁氧枪；二次铁水兑完之后重新开启所有炉壁氧枪，炉壁氧枪供氧流量控制在0.75MPa，炉门氧枪全程开启，直至吹炼结束。
兑完一次铁水之后，分三批向炉内加入1000kg石灰，吹氧12min之后将炉渣从炉门向炉外排出；二次铁水兑入过程中，分两批向炉内加入600kg石灰，二次铁水兑完之后，分三批向炉内加入700kg石灰。
冶炼终点钢水中磷的质量分数为0.008％，碳的质量分数为0.45％，温度为1605℃时，进行出钢。
电弧炉的冶炼周期为41min，吹氧量为5105Nm3，炉渣中的全铁含量均值为32％，渣罐中的渣钢重量0.8t。
实施例2
采用本发明的技术方案在公称容量为100t的FUCHS电弧炉冶炼。
上一冶炼周期出钢后，在电炉内留钢10～20t、留渣3～5t，出完钢后摇正炉体。
然后，通过行车调运将20t废钢一次性加入炉内。废钢兑完之后由高位料仓加入600kg石灰。之后通过液压装置，将一次铁水从铁水溜槽兑入炉内，一次铁水重量为75t，兑入时间3.5min。冶炼12min后兑入二次铁水，二次铁水重量15t，兑入时间5min。
一次铁水全部兑完之后开启四支炉壁氧枪，炉壁氧枪吹氧压力设为0.5MPa；吹炼3min后开启炉门氧枪，炉门氧枪吹氧压力设定为0.8MPa；二次铁水开始兑入时，关闭正对炉门的炉壁氧枪；二次铁水兑完之后重新开启所有炉壁氧枪，炉壁氧枪供氧流量控制在0.75MPa，炉门氧枪全程开启，直至吹炼结束。
兑完一次铁水之后，分三批向炉内加入1200kg石灰，吹氧11min时将炉渣从炉门向炉外排出；二次铁水兑入过程中，分两批向炉内加入700kg石灰，二次铁水兑完之后，分两批向炉内加入600kg石灰。
冶炼终点钢水中磷的质量分数为0.010％，碳的质量分数为0.5％，温度为1608℃时，进行出钢。
电弧炉的冶炼周期为42.0min，吹氧量为5233Nm3，炉渣中的全铁含量均值为30％，渣罐中的渣钢重量0.5t。
实施例3
采用本发明的技术方案在公称容量为100t的FUCHS电弧炉冶炼。
上一冶炼周期出钢后，在电炉内留钢10～20t、留渣3～5t，出完钢后摇正炉体。
然后，通过行车调运将30t废钢一次性加入炉内。废钢兑完之后由高位料仓加入600kg石灰。之后通过液压装置，将一次铁水从铁水溜槽兑入炉内，一次铁水重量为82t，兑入时间3min；不进行兑二次铁水操作。
一次铁水全部兑完之后开启四支炉壁氧枪，炉壁氧枪吹氧压力设为0.6MPa；吹炼3min后开启炉门氧枪，炉门氧枪吹氧压力设定为0.85MPa；炉壁氧枪吹氧8min之后炉壁氧枪压力调整为0.8MPa，炉门氧枪全程开启，直至吹炼结束。
兑完一次铁水之后，分三批向炉内加入1500kg石灰；吹氧12min时将炉渣从炉门向炉外排出；吹氧8min之后向炉内分两批向炉内加入500kg石灰；吹氧15min，分两批向炉内加入500kg石灰。
冶炼终点钢水中磷的质量分数为0.010％，碳的质量分数为0.5％，温度为1608℃时，进行出钢。
电弧炉的冶炼周期为39.5min，吹氧量为4932Nm3，炉渣中的全铁含量均值为29.2％，渣罐中的渣钢重量1.0t。
对比实施例1
常规电弧炉冶炼冶炼工艺，同样在公称容量为100t的FUCHS电弧炉冶炼。
上一冶炼周期出钢后，在电炉内留钢5～10t、留渣2～3t，出完钢后摇正炉体。
然后，通过行车调运将20t废钢一次性加入炉内。之后通过液压装置，将一次铁水从铁水溜槽兑入炉内，一次铁水重量为35t，兑入时间5min。冶炼11min后兑入二次铁水，二次铁水重量57t，兑入时间4min。
一次铁水兑入过程即开启四支炉壁氧枪，炉壁氧枪吹氧压力由0.25MPa逐渐增加到0.45MPa；吹炼5min后开启炉门氧枪，炉门氧枪吹氧压力设定为0.7MPa，吹氧10min之后炉门氧枪压力增加到0.85MPa；二次铁水兑入过程中炉壁氧枪供氧流量控制在0.55MPa，二次铁水兑完之后，炉壁氧枪供氧压力增加到0.8MPa，炉门氧枪全程开启，直至吹炼结束。
兑完一次铁水之后，分三批向炉内加入800kg石灰，吹氧14min时将炉渣从炉门向炉外排出；二次铁水兑入过程中，分两批向炉内加入600kg石灰，二次铁水兑完之后，分两批向炉内加入1000kg石灰。
冶炼终点钢水中磷的质量分数为0.012％，碳的质量分数为0.46％，温度为1595℃时，进行出钢。
电弧炉的冶炼周期为46min，吹氧量为5615Nm3，炉渣中的全铁含量均值为40％，渣罐中的渣钢重量4t。
对比实施例2
常规电弧炉冶炼冶炼工艺，同样在公称容量为100t的FUCHS电弧炉冶炼。
上一冶炼周期出钢后，在电炉内留钢5～10t、留渣2～3t，出完钢后摇正炉体。
然后，通过行车调运将28t废钢一次性加入炉内。之后通过液压装置，将一次铁水从铁水溜槽兑入炉内，一次铁水重量为40t，兑入时间6min。冶炼12min后兑入二次铁水，二次铁水重量43t，兑入时间3min。
一次铁水兑入过程即开启四支炉壁氧枪，炉壁氧枪吹氧压力由0.25MPa逐渐增加到0.45MPa；吹炼5min后开启炉门氧枪，炉门氧枪吹氧压力设定为0.7MPa，吹氧10min之后炉门氧枪压力增加到0.85MPa；二次铁水兑入过程中炉壁氧枪供氧流量控制在0.55MPa，二次铁水兑完之后，炉壁氧枪供氧压力增加到0.8MPa，炉门氧枪全程开启，直至吹炼结束。
兑完一次铁水之后，分三批向炉内加入1000kg石灰，吹氧13min时将炉渣从炉门向炉外排出；二次铁水兑入过程中，分两批向炉内加入600kg石灰，二次铁水兑完之后，分两批向炉内加入900kg石灰。
冶炼终点钢水中磷的质量分数为0.009％，碳的质量分数为0.35％，温度为1610℃时，进行出钢。
电弧炉的冶炼周期为49min，吹氧量为5726Nm3，炉渣中的全铁含量均值为38％，渣罐中的渣钢重量4.3t。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，电炉炼钢包括装料、造渣、吹氧及出钢，其特征在于：
(1)装料：装入的炉料为废钢和铁水，其中废钢占装入量的15％～27％，铁水占装入量的73％～85％，首先将废钢一次性装入炉内；然后通过铁水溜槽将铁水分两次加入炉内，一次铁水占铁水总量的75％以上，兑铁速度20～30t/min，二次铁水的兑铁速度为2～5t/min；
(2)造渣：兑完废钢之后立即通过高位料仓向炉内加入5kg/t石灰，然后加入一次铁水，一次铁水兑完之后开始吹氧操作，同时向炉内加入石灰进行造渣；
(3)吹氧：一次铁水兑完之后进行吹氧操作，二次铁水开始兑入时，关闭正对炉门的那支炉壁氧枪；
(4)出钢：当钢水的温度达到1600～1620℃，钢水中磷的质量分数小于0.015％，碳的质量分数为0.25％～0.5％时，进行出钢操作。
2.根据权利要求1所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的冶炼方法，其特征在于：所述的兑铁方法，兑入一次铁水10～20min后开始兑入二次铁水。
3.根据权利要求2所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的冶炼方法，其特征在于：兑完一次铁水后3～15min，向炉内分批少量加入5～15kg/t石灰；吹氧10min之后将炉渣从炉门向炉外排出；二次铁水开始兑入至冶炼结束再向炉内分批少量加入10～15kg/t石灰，控制炉渣碱度2.5±0.5。
4.根据权利要求3所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，其特征在于：一次铁水兑完后采用四个炉壁氧枪进行吹氧操作，并且单个炉壁氧枪供氧压力控制在0.45～0.55MPa；二次铁水兑完之后，重新开启所有炉壁氧枪，单个炉壁氧枪的供氧压力调整到0.70～0.80MPa；炉门氧枪全程开启，供氧流量控制在0.75～0.85MPa。
5.根据权利要求1所述的减少电炉炼钢钢铁料消耗的方法，其特征在于：出钢后炉中留有20～30t的钢水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180925 |
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