CN113337669A - 一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法 - Google Patents

一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法 Download PDF

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Abstract

一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，属于钢铁冶金领域。在采用电弧炉炼钢时，以氢气代替氮气或氩气作为底吹气体，在熔化期和氧化期，底吹氢气为熔池输送热量，加快废钢融化，搅拌钢液，促进熔池传热和传质；采用3‑20块透气砖分散分布于电炉底部，促进氢气在钢中的溶解，促进钢中溶解氢与溶解氧反应，生成弥散气泡，促进电炉熔池全体积搅拌；在电炉出钢前，底吹氢气降低终点钢液氧含量，提高后续精炼效率。利用氢气底吹技术，在搅拌熔池的基础上，充分利用氢气这一清洁能源，在为电炉强化供能的同时，实现环保减排的目标。

Description

一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体是一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法。
背景技术
电炉炼钢过程中常需向炼钢熔池中喷入碳粉、重油、天然气等燃料补充能量，促进废钢的熔化和熔池温度的提升，但这些燃料在燃烧过程中均有一氧化碳或二氧化碳生成，造成电炉炼钢过程碳排放仍然较高。
本发明所公布的一种方法是在电炉冶炼过程中，通过电炉底吹氢气进行底搅拌，促进熔池的传热和传质；同时，氢气还与熔池中氧发生反应，发出热量，促进熔池温度提升，缩短电炉冶炼时间，并降低炼钢过程碳排放；另外，吹入的氢气与熔池中氧反应，同时降低钢液和炉渣的氧含量，抑制钢液的过氧化，降低炼钢过程铁损及其他金属元素的损耗。
发明内容
本发明目的是提供一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，在通电冶炼时，采用H2替代N2或Ar作为底吹气体，实现加快炉料熔化、缩短冶炼周期、减少炉料烧损、灵活补偿热量和环保减排的目标。对于少量溶解于钢液的氢，可通过后期真空精炼轻易去除，不影响冶炼钢水最终质量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供了一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，用氢气完全替代N2或Ar作为底吹气体，在不同冶炼阶段采用不同的底吹强度，利用氢氧反应产生的热量，加强化学能输入，辅助调控熔池温度，减少电炉冶炼时间。
进一步地，采用3-20块透气砖分散分布于电炉底部，促进氢气在钢中的溶解，促进钢中溶解氢与溶解氧反应，生成弥散气泡，促进电炉熔池全体积搅拌，并提高氢在钢液内部的氧化的比例，提高加热效率；
进一步地，底吹氢气通过底吹喷嘴进入电炉，底吹氢气强度为0.001-1.5Nm3/(min·t)，吹气时间为20～100min。
进一步地，吹炼过程不同阶段，底吹氢气强度可根据实际生产需求自由变动，通过调节底吹氢气强度，可实现灵活控制氢氧反应提供的热量。其中，熔化期是主要耗电环节，需要尽快将炉料熔化升温，形成熔池后可底吹大气量氢气强化化学能输入，并减少炉料烧损，底吹氢气强度为0.001-1.5Nm3/(min·t)；氧化期主要任务是除磷、脱碳，对能量输入要求较低，可底吹氢气辅助提升钢液温度，控制出钢温度及终点氧含量，底吹氢气强度为0.001-1.2Nm3/(min·t)；吹氧结束后吹入氢气，对熔池进一步搅拌，促进成分与温度的均匀性，并还原降低钢液及炉渣中的氧，底吹氢气强度为0.001-1.0Nm3/(min·t)，吹炼时间1-3min。
采用上述技术方案，底吹氢气的主要去向包括：溶解于钢液、与钢液中的[O]反应、与渣中(FeO)反应、与熔池上方的O2反应以及进入炉气。
相比传统电炉炼钢工序，本发明采用底吹H2替代N2或Ar，在底吹气体搅拌熔池功能的基础上，充分利用氢氧反应放热，缩短电炉冶炼周期，降低电耗，减少炉料烧损，提高钢水质量，并实现绿色减排的目的。
具体实施方式
实例1:
90t高功率电弧炉底吹氢气工艺：在该电炉底部分散布置6块透气砖，通过透气砖向电炉内部供气。该电炉原料中铁水约占20％，其余为废钢及渣料。送电前的补炉、装料等准备工作耗时10min，装料完毕后开始送电并底吹H2，其中熔化期底吹强度约为0.66Nm3/(min·t)，氧化期底吹强度约为0.31Nm3/(min·t)，冶炼末期底吹强度约为0.07Nm3/(min·t)。冶炼周期内合计吹入氢气2262m3，为熔池中输入约50kW·h/t的能量，相较原工艺额外吹入氧气量1136m3，减少CO2排放14m3/t，降低1％的铁损及0.5％的锰损，缩短电弧炉冶炼周期约2.3min，电炉终点钢液中全氧含量减少至270ppm，减少钢包铝粒用量0.25kg/t，并进一步缩短后续LF精炼时造还原渣时间3分钟。
实例2：
50t超高功率电弧炉底吹氢气工艺：在该电炉底部分散布置3块透气砖，通过透气砖向电炉内部供气。该电炉原料中铁水约占30％，其余为废钢及渣料。送电前的补炉、装料等准备工作耗时5min，装料完毕后开始送电并底吹H2，其中熔化期底吹强度约为0.71Nm3/(min·t)，氧化期底吹强度约为0.34Nm3/(min·t)，冶炼末期底吹强度约为0.11Nm3/(min·t)。冶炼周期内合计吹入氢气851m3，为熔池中输入约30kW·h/t的能量，相较原工艺额外吹入氧气量424m3，减少CO2排放8m3/t，降低0.6％的铁损，缩短电弧炉冶炼周期约0.5min，电炉终点钢液中全氧含量减少至250ppm，减少钢包硅铁用量0.22kg/t，并进一步缩短后续LF精炼时造还原渣时间4分钟。

Claims (6)

1.一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于：在电弧炉通电冶炼时，采用氢气作为底吹气体，吹入熔池，搅拌钢液，促进熔池中的传热和传质；同时，吹入的氢气与熔池中氧发生反应，提供热量，部分取代碳粉、重油燃料，降低炼钢过程碳排放；采用3-20块透气砖分散分布于电炉底部，促进氢气在钢中的溶解，促进钢中溶解氢与溶解氧反应，生成弥散气泡，促进电炉熔池全体积搅拌，并提高氢在钢液内部的氧化的比例，提高加热效率；另一方面，吹入氢与钢液中氧和熔渣中氧发生反应，控制钢液和炉渣的氧含量，降低钢液的过氧化程度，减少炉料烧损。
2.根据权利要求1所述的一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，电炉冶炼时，通过电炉底部透气砖向熔池中吹入氢气，在熔化期，底吹氢气强度为0.001-1.5Nm3/(min·t)；在氧化期，底吹氢气强度为0.001-1.2Nm3/(min·t)；电炉出钢前，停止吹氧后，底吹氢气强度为0.001-1.0Nm3/(min·t)，吹搅1-3分钟。
3.根据权利要求1所述的一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，吹入氢的同时，可调整电炉炉壁氧枪及氧燃喷枪、炉门氧枪的氧气流量，保证吹入氢气在金属熔池内部、炉渣及熔池表面充分燃烧；增加的氧气流量为底吹氢气流量的45-55％。
4.根据权利要求1所述的一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，吹入的氢气一部分与钢液中的[O]反应，控制熔池中钢液的氧含量，抑制钢液中Mn、Fe元素的烧损，并减少后期钢液脱氧的脱氧剂加入量；电炉终点钢液中全氧含量可控制为150-400×10-6，电炉出钢时采用铝脱氧，可减少铝元素加入量0.14-0.35kg/t，采用硅脱氧，可减少硅元素加入量0.11-0.25kg/t，并显著降低钢中夹杂物、提高合金收得率。
5.根据权利要求1所述的一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，吹入的氢气一部分与炉渣中氧反应，可控制炉渣的氧化性，降低后期钢液精炼时炉渣调质难度，缩短造还原渣时间1-3分钟，并降低调渣剂用量。
6.根据权利要求1所述的一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，底吹氢气可发挥良好的搅拌效果，促进熔池中的传热和传质，促进废钢的熔化，减少电炉中的死区或冷区，进一步缩短电炉冶炼周期0.5-3分钟。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114058785A (zh) * 2021-10-15 2022-02-18 首钢集团有限公司 一种钢液吹氢脱氧的工艺

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06306441A (ja) * 1993-04-23 1994-11-01 Daido Steel Co Ltd 鋼の精錬方法
JP2005023420A (ja) * 2003-06-10 2005-01-27 Jfe Steel Kk 高清浄鋼の製造方法
CN101519706A (zh) * 2009-02-24 2009-09-02 上海大学 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置
CN101603115A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 武汉科技大学 一种将氢气用于钢液脱氧的工艺
CN101603114A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 武汉科技大学 一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺
JP2016108575A (ja) * 2014-12-02 2016-06-20 新日鐵住金株式会社 直流アーク式電気炉による高純度鋼の製造方法
CN106086315A (zh) * 2016-08-16 2016-11-09 北京科技大学 一种在钢液中生成微小气泡的方法
CN109628705A (zh) * 2019-02-26 2019-04-16 太原科技大学 一种低碳不锈钢的rh精炼方法
CN110423854A (zh) * 2019-08-30 2019-11-08 东北大学 一种电能全氢闪速还原直接炼钢系统及工艺
CN111748673A (zh) * 2020-06-02 2020-10-09 北京科技大学 一种电弧炉炼钢用多功能氢氧烧嘴及供能控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06306441A (ja) * 1993-04-23 1994-11-01 Daido Steel Co Ltd 鋼の精錬方法
JP2005023420A (ja) * 2003-06-10 2005-01-27 Jfe Steel Kk 高清浄鋼の製造方法
CN101519706A (zh) * 2009-02-24 2009-09-02 上海大学 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置
CN101603115A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 武汉科技大学 一种将氢气用于钢液脱氧的工艺
CN101603114A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 武汉科技大学 一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺
JP2016108575A (ja) * 2014-12-02 2016-06-20 新日鐵住金株式会社 直流アーク式電気炉による高純度鋼の製造方法
CN106086315A (zh) * 2016-08-16 2016-11-09 北京科技大学 一种在钢液中生成微小气泡的方法
CN109628705A (zh) * 2019-02-26 2019-04-16 太原科技大学 一种低碳不锈钢的rh精炼方法
CN110423854A (zh) * 2019-08-30 2019-11-08 东北大学 一种电能全氢闪速还原直接炼钢系统及工艺
CN111748673A (zh) * 2020-06-02 2020-10-09 北京科技大学 一种电弧炉炼钢用多功能氢氧烧嘴及供能控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114058785A (zh) * 2021-10-15 2022-02-18 首钢集团有限公司 一种钢液吹氢脱氧的工艺

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