CN113215354B - 电炉全废钢冶炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电炉全废钢冶炼工艺，包括：步骤1：配置第一料包和第二料包；步骤2：钢水冶炼，将第一料包加入电弧炉内，降下电极开始通电，同时炉壁枪由吹扫模式改为预热模式，当电耗达到50～60kWh/t，炉壁枪开启吹氧模式；当电耗达到150～160kWh/t时，将第二料包加入电弧炉内，通电冶炼，炉壁枪开启预热模式；步骤3：当电耗达到250～280kWh/t时，喷吹碳粉进行造泡沫渣并执行流渣操作；步骤4：当电耗达到350～360kWh/t，钢水温度达到1590～1610℃，执行出钢操作。本申请的一种电炉全废钢冶炼工艺在顶装料开盖电炉全废钢条件下优化废钢装料制度、供氧制度和供电制度，实现了电炉全废钢高效低成本生产，电炉电耗可以控制在350～360kWh/t，冶炼周期可以控制在40～42min。

Description

电炉全废钢冶炼工艺
技术领域
本申请涉及炼钢技术领域，特别是涉及一种电炉全废钢冶炼工艺。
背景技术
目前，电炉短流程冶炼工艺以废钢作为主要原料，相比于高炉-转炉长流程冶炼工艺，短流程工艺在能耗方面降低50％，在CO2排放方面降低75％。随着中国的废钢积蓄量不断增加，以及对环境问题的逐渐重视，电炉短流程工艺在国内得到迅速发展。但是国内电炉全废钢冶炼工艺相比于转炉冶炼工艺，在生产效率和成本方面竞争力不足。因此国内一般采用电炉热装铁水的方法来提高电炉的冶炼效率，降低电耗。
现有技术中，专利CN1598000A公开一种电弧炉转炉化炼钢生产工艺，该工艺中电弧炉配加55％～70％的铁水，实现降低电炉冶电耗的目的。专利CN103205529A公开一种电炉零电耗炼钢方法，铁水装入量70％～80％，铁水分两次兑入炉内，通过炉门氧枪和炉壁氧枪强化供氧，从而实现电炉冶炼的零电耗。
然而专利CN1598000A和CN103205529A提出在电炉大量热装铁水存在以下几方面的问题：一方面难以发挥电炉短流程能耗和排放低的优势，另一方面部分企业没有高炉难以热装铁水，难以实现电炉热装铁水。
为了进一步改善顶装料开盖电炉的冶炼效率，降低冶炼电耗，本发明在研究电炉生产过程中，限制生产效率提升的关键环节的基础上，通过优化装料、供电和供氧制度，压缩装料时间，稳定电弧功率、加快废钢熔化速度，同时增加配碳来增加化学能，改进炉渣泡沫化效果，提高电能利用率，从而顶装料电炉全废钢冶炼电耗可以控制在350～360kWh/t，冶炼周期可以控制在40～42min。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电炉全废钢冶炼工艺，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电炉全废钢冶炼工艺，所述工艺采用超高功率电弧炉冶炼，包括：步骤1：配置料包，配置第一料包和第二料包，所述第一料包包括：破碎料75.31％-77.52％，压块13.95％-15.34％，重废7.75％-8.37％，无烟煤0.78-0.95％；所述第二料包包括：重废61.54％-62.5％，破碎料37.5％-38.46％；
步骤2：钢水冶炼，将第一料包加入电弧炉内，降下电极开始通电，同时炉壁枪由吹扫模式改为预热模式，当电耗达到50～60kWh/t，炉壁枪开启吹氧模式并入加入石灰20～25kg/t；当电耗达到150～160kWh/t时停止通电，炉壁枪开启吹扫模式，将第二料包加入电弧炉内，降下电极开始通电随后炉壁枪开启预热模式；当电耗达到210～220kWh/t时，炉壁枪开启吹氧模式，同时开启炉门氧枪开始吹氧并加入石灰18～23kg/t；
步骤3：造渣，当电耗达到250～280kWh/t时，开始对电弧炉内喷吹碳粉，造泡沫渣并执行流渣操作，喷吹碳粉总量控制在4kg/t；
步骤4：出钢，当电耗达到350～360kWh/t，氧耗达到35～40Nm3/t，钢水温度达到1590～1610℃，执行出钢操作。
优选的，所述步骤1中，所述第一料包中废钢总量为64～71t，第一料包内由下至上依次加入破碎料2～3t，无烟煤0.5～0.7t，压块5～6t，破碎料18～19t，重废5～6t，破碎料5～6t，压块4～5t，破碎料25～26t；所述第二料包废钢总量为48t～52t，第二料包内由下至上依次加入重废30～32t，破碎料18～20t。
优选的，所述步骤2中，电弧炉炉壁设置有三支炉壁集束氧枪，预热模式：炉壁集束氧枪满足：氧气流量为450～500Nm3/h，天然气流量为200～250Nm3/h；吹氧模式：炉壁集束氧枪满足：氧气流量为1700～1800Nm3/h，天然气流量为80～100Nm3/h。
优选的，所述步骤2中，电极起弧时采用9档电压，6档电流；当电耗为50～60kWh/t时进入穿井期，电极采用12档电压，6档电流；当电耗150～160kWh/t时进入熔化期，电极采用15档电压，8档电流；当电耗达到210～220kWh/t时进入升温期，电极采用13档电压，6档电流。
优选的，所述步骤2中，所述炉门氧枪为超音速氧枪，最大氧气流量为2500Nm3/h。开吹后炉门氧枪流量控制在2000～2500Nm3/h，当电耗大于300kWh/t时，炉门氧枪流量控制在1000～1200Nm3/h。
优选的，所述步骤3中，碳粉由炉门自耗管喷入炉内，喷吹流量为0.5～0.6kg/t·min。
本申请的一种电炉全废钢冶炼工艺通过优化废钢装入制度、供电及供氧制度，压缩装料时间，稳定电弧功率，加快废钢熔化速度；通过增加配碳来增加化学能；同时改进炉渣泡沫化效果，提高电能利用率，进而提高全废钢电炉冶炼效率，降低冶炼电耗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种电炉全废钢冶炼工艺，采用100t顶装料超高功率电弧炉，包括：
步骤1：配置料包，第一包废钢装入量70t，料包内从下向上加入破碎料3t，无烟煤0.5t，压块6t，破碎料18.5t，重废6t，破碎料6t，压块5t，破碎料25t；第二包废钢总量为48t，料包从下而上加入重废30t，破碎料18t；
步骤2：钢水冶炼，将第一包废钢加入炉内，降下电极开始通电，起弧采用9档电压，6档电流，将炉壁枪改为预热模式，主氧流量为250Nm3/h，天然气流量为250m3/h，环氧流量为250m3/h，当电耗为50kWh/t时，采用15档电压，8档电流，炉壁枪主氧流量改为1500m3/h，同时由高位料仓加入石灰20kg/t，
当电耗达到150kWh/t时停止通电，炉壁枪改为吹扫模式，移开炉盖加入第二包废钢，降下电极开始通电，起弧采用9档电压，6档电流，炉壁枪改为预热模式，氧流量为250m3/h，天然气流量为250m3/h，环氧流量为250m3/h。
当电耗达到210kWh/t时，炉壁枪改为吹氧模式，氧气流量为1800Nm3/h，天然气流量为100Nm3/h，加入石灰18kg/t，同时开启炉门氧枪开始吹氧，氧枪流量控制在2400Nm3/h；
步骤3：造渣，当电耗大于250kWh/t，由炉门自耗管开始喷吹碳粉，喷吹流量为0.5～0.6kg/t.min；
步骤4：出钢，当电耗大于300kWh/t时，炉门氧枪流量控制在1000Nm3/h。当电耗达到350kWh/t，氧耗达到40Nm3/t，温度达到1600℃，执行出钢操作。
实施例2：
一种电炉全废钢冶炼工艺，采用100t顶装料超高功率电弧炉，包括：
步骤1：配置料包，第一包废钢装入量66t，料包内从下向上加入破碎料2t，无烟煤0.7t，压块5t，破碎料18.3t，重废5t，破碎料5t，压块4t，破碎料26t；第二包废钢总量为52t，料包从下而上加入重废32t，破碎料20t；
步骤2：钢水冶炼，将第一包废钢加入炉内，降下电极开始通电，起弧采用9档电压，6档电流，将炉壁枪改为预热模式，主氧流量为225Nm3/h，天然气流量为200m3/h，环氧流量为225m3/h，当电耗为60kWh/t时，采用15档电压，8档电流，炉壁枪主氧流量改为1500m3/h，同时由高位料仓加入石灰25kg/t。
当电耗达到160kWh/t时停止通电，炉壁枪改为吹扫模式，移开炉盖加入第二包废钢，降下电极开始通电，起弧采用9档电压，6档电流，炉壁枪改为预热模式，主氧流量为225Nm3/h，天然气流量为200m3/h，环氧流量为225m3/h。
当电耗达到220kWh/t时，炉壁枪改为吹氧模式，氧气流量为1800Nm3/h，天然气流量为100Nm3/h，同时开启炉门氧枪开始吹氧，氧枪流量控制在2400Nm3/h；
步骤3：造渣，当电耗大于280kWh/t，由炉门自耗管开始喷吹碳粉，喷吹流量为0.5～0.6kg/t.min；
步骤3：出钢当电耗大于300kWh/t时，炉门氧枪流量控制在1000Nm3/h。当电耗达到360kWh/t，氧耗达到35Nm3/t，温度达到1600℃，执行出钢操作。
综上所述，本申请的一种电炉全废钢冶炼工艺在全废钢条件下优化废钢装料制度、供氧制度和供电制度，实现了电炉全废钢高效低成本生产，电炉电耗可以控制在350～360kWh/t，冶炼周期可以控制在40～42min。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种电炉全废钢冶炼工艺，所述工艺采用100t超高功率电弧炉冶炼，其特征在于，包括：
步骤1：配置料包，配置第一料包和第二料包，所述第一料包包括：破碎料75.31％-77.52％，压块13.95％-15.34％，重废7.75％-8.37％，无烟煤0.78-0.95％；所述第二料包包括：重废61.54％-62.5％，破碎料37.5％-38.46％；所述第一料包中废钢总量为64～71t，第一料包内由下至上依次加入破碎料2～3t，无烟煤0.5～0.7t，压块5～6t，破碎料18～19t，重废5～6t，破碎料5～6t，压块4～5t，破碎料25～26t；所述第二料包废钢总量为48t～52t，第二料包内由下至上依次加入重废30～32t，破碎料18～20t；
步骤2：钢水冶炼，将第一料包加入电弧炉内，降下电极开始通电，同时炉壁枪由吹扫模式改为预热模式，当电耗达到50～60kWh/t，炉壁枪开启吹氧模式并加入石灰20～25kg/t；当电耗达到150～160kWh/t时停止通电，炉壁枪开启吹扫模式，将第二料包加入电弧炉内，降下电极开始通电随后炉壁枪开启预热模式；当电耗达到210～220kWh/t时，炉壁枪开启吹氧模式，同时开启炉门氧枪开始吹氧并加入石灰18～23kg/t；
步骤3：造渣，当电耗达到250～280kWh/t时，开始对电弧炉内喷吹碳粉，造泡沫渣并执行流渣操作，喷吹碳粉总量控制在4kg/t；
步骤4：出钢，当电耗达到350～360kWh/t，氧耗达到35～40Nm3/t，钢水温度达到1590～1610℃，执行出钢操作。
2.根据权利 要求1所述的一种电炉全废钢冶炼工艺，其特征在于：所述步骤2中，电弧炉炉壁设置有三支炉壁集束氧枪，预热模式：炉壁集束氧枪满足：氧气流量为450～500Nm3/h，天然气流量为200～250Nm3/h；吹氧模式：炉壁集束氧枪满足：氧气流量为1700～1800Nm3/h，天然气流量为80～100Nm3/h。
3.根据权利 要求1所述的一种电炉全废钢冶炼工艺，其特征在于；所述步骤2中，电极起弧时采用9档电压，6档电流；当电耗为50～60kWh/t时进入穿井期，电极采用12档电压，6档电流；当电耗150～160kWh/t时进入熔化期，电极采用15档电压，8档电流；当电耗达到210～220kWh/t时进入升温期，电极采用13档电压，6档电流。
4.根据权利 要求1所述的一种电炉全废钢冶炼工艺，其特征在于：所述步骤2中，所述炉门氧枪为超音速氧枪，最大氧气流量为2500Nm3/h， 开吹后炉门氧枪流量控制在2000～2500Nm3/h，当电耗大于300kWh/t时，炉门氧枪流量控制在1000～1200Nm3/h。
5.根据权利 要求1所述的一种电炉全废钢冶炼工艺，其特征在于：所述步骤3中，碳粉由炉门自耗管喷入炉内，喷吹流量为0.5～0.6kg/t·min。
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