一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电弧炉炼钢领域，特别涉及一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置。该系统装置利用脱碳电弧炉和脱磷电弧炉串联，可以解决电弧炉冶炼过程中无法深度脱磷的问题。脱磷电弧炉内可使废钢加速熔化、脱磷和增碳，冶炼结束后采用偏心炉底出钢并采用留钢操作，保证脱磷过程结束后实现渣钢分离；脱磷电弧炉冶炼的钢液经钢包倒入脱碳电弧炉；脱碳电弧炉可使钢水深脱磷、脱碳、脱气、去杂质，使钢液具有较高的洁净度，从而满足电弧炉冶炼洁净钢的要求。

A system for duplex smelting of clean steel in full scrap electric arc furnace

The utility model belongs to the field of electric arc furnace steelmaking, in particular to a system device for duplex smelting clean steel in full scrap electric arc furnace. The system is able to solve the problem of deep dephosphorization in electric arc furnace by using decarbonization electric arc furnace and dephosphorization electric arc furnace in series. The waste steel can be melted, dephosphorized and carburized in the dephosphorized arc furnace. After the smelting, the steel and steel are used in the eccentricity furnace to ensure that the slag steel is separated after the dephosphorization process. The steel liquid produced by the dephosphorized arc furnace is poured into the decarburizing arc furnace through the ladle, and the dephosphorization, decarburization, degassing and degassing can be made by the decarburizing arc furnace. Impurities make the molten steel clean and meet the requirements of clean steel smelting in EAF.

【技术实现步骤摘要】
一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置
本技术属于电弧炉炼钢领域，特别涉及一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置。
技术介绍
电弧炉炼钢采用全废钢炉料结构冶炼过程中，脱磷操作是非常重要的工序之一，但存在如下问题：废钢料来源复杂，熔清磷含量波动较大；废钢熔点较高，熔清后熔池温度偏高，以保证炉内废钢彻底熔化，造成钢液内部脱磷反应难以进行。为解决此问题，现有传统全废钢电弧炉冶炼主要采用多次造渣方式，并采用炉门自动流渣操作。然而，每次在造新脱磷渣之前都无法将前一批炉渣彻底排净，使得炉渣脱磷效率明显降低，钢液深度脱磷尤为困难，在冶炼后期随着钢液温度升高钢水“回磷”现象较为严重，同时在多次造渣的过程中造成钢液内铁损较大，资源浪费严重，生产成本明显提高。另一方面，在全废钢电弧炉冶炼的过程中，去气除杂过程对钢水质量同样至关重要。在全废钢电弧炉采用大功率供电强化废钢熔化的同时，电极放电产生的高温电弧会电离附近空气中N2，致使钢液吸氮能力大幅增加。但由于全废钢电弧炉熔清后熔池碳含量低，难以大强度供氧，造成在脱碳期间熔池内气泡数量少，不同有效去除钢液内[N]、[H]及杂质，导致全废钢电弧炉钢液内[N]、[H]及杂质含量偏高。为弥补钢液中碳含量的不足，传统全废钢电弧炉冶炼主要采用在废钢中添加一定比例含碳铁块的方式试图提高钢液内碳含量，但由于铁块中含碳量不高，仍无法彻底解决钢液内碳含量偏低的问题，现有冶炼工艺基本无法实现全废钢电弧炉冶炼深度去气除杂。综上两个方面，由于脱磷和去气除杂能力的限制，传统全废钢电弧炉难以生产洁净钢。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置，该系统装置利用脱碳电弧炉和脱磷电弧炉串联，可以解决电弧炉冶炼过程中无法深度脱磷的问题，同时在冶炼前期向钢液内部加入碳粉使钢液增碳，再通过冶炼后期碳氧反应使钢液内部产生大量气泡，可深度去除钢液中[N]、[H]及杂质，使钢液具有高的洁净度。本技术所使用设备包括：脱磷电弧炉、脱碳电弧炉、钢包、脱磷电弧炉喷吹控制系统、脱碳电弧炉喷吹控制系统、气源控制阀组、增碳喷吹系统、增碳粉剂贮存罐、增碳粉剂流量控制系统、脱磷电弧炉电极、炉壁氧燃烧嘴、埋入式增碳喷枪、脱磷喷吹系统、脱磷粉剂贮存罐、脱磷粉剂流量控制系统、脱碳电弧炉电极、炉壁集束氧枪、埋入式脱碳喷枪。所述脱磷电弧炉与脱碳电弧炉串联，通过钢包完成冶炼过程钢水中转，实现全废钢电弧炉双联冶炼。进一步的，所述脱磷电弧炉配备有脱磷电弧炉电极、炉壁氧燃烧嘴、埋入式脱碳喷枪，实现废钢快速熔化、脱磷和增碳功能。所述脱碳电弧炉配备有脱碳电弧炉电极、炉壁集束氧枪、埋入式脱碳喷枪，实现深度脱磷、脱碳、深度去气除杂等功能。进一步的，所述气源控制阀组通过输送管道和增碳喷吹系统与埋入式增碳喷枪相连接。所述气源控制阀组通过输送管道与炉壁氧燃烧嘴相连接。所述气源控制阀组通过输送管道和脱磷喷吹系统与埋入式脱碳喷枪相连接。所述气源控制阀组通过输送管道与炉壁集束氧枪相连接。进一步的，所述增碳喷吹系统由增碳粉剂贮存罐和增碳粉剂流量控制系统构成。所述脱磷喷吹系统由脱磷粉剂贮存罐和脱磷粉剂流量控制系统构成。进一步的，所述脱磷电弧炉喷吹控制系统通过控制气源控制阀组和增碳喷吹系统完成熔化废钢、脱磷和增碳任务。所述脱碳电弧炉喷吹控制系统通过控制气源控制阀组和脱磷喷吹系统完成深度脱磷和去气除杂任务。所述埋入式增碳喷枪喷吹介质有纯气体喷射和增碳粉气流喷射两种模式。所述纯气体模式，纯气体为N2、Ar、O2、CO2或O2-CO2混合气，CO2体积流量比例0～100％；所述增碳粉气流喷射模式，载气为空气、N2或CO2，增碳粉剂为碳粉、石墨增碳剂、焦炭粉或煤粉，增碳粉剂颗粒直径<2.0mm。所述埋入式脱碳喷枪喷吹介质有纯气体喷射和脱磷粉气流喷射两种模式，所述纯气体模式，纯气体为N2、Ar、O2、CO2或O2-CO2混合气，CO2体积流量比例0～100％；所述脱磷粉气流喷射模式，载气为O2或O2-CO2混合气，CO2体积流量比例0～100％，脱磷粉剂为石灰粉或石灰石粉，脱磷粉剂颗粒直径<2.0mm。所述系统装置适用于30-250t全废钢电弧炉双联冶炼过程。所述系统装置中脱磷电弧炉加脱碳电弧炉的产能，与常规电弧炉的产能基本一致，但生产的钢液质量达到洁净钢的标准，即[Cu]+[Ti]+[Pb]<0.01％，[P]<30ppm，[N]<40ppm等。本技术能够实现全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢，电弧炉通过串联的方式使脱磷工艺和脱碳工艺分别在两个电弧炉内进行，通过冶炼前期在钢液内加入碳材从而降低废钢熔点及熔池温度，有效提高脱磷效率。脱磷期结束后采用偏心炉底出钢可彻底实现渣钢分离，避免将脱磷电弧炉炉渣带到脱碳电弧炉。脱碳电弧炉内重新造渣深度脱磷，同时喷吹氧气进行脱碳反应去除钢液中[N]、[H]及杂质。使钢液内磷质量分数可以控制在30×10-6以下；氮质量分数可以控制60×10-6以下，最低可达30×10-6。此方法可显著提高钢液洁净度，提升产品质量。附图说明图1为本专利技术全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置连接示意图；图2为本专利技术全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢过程流程图；图1、图2中1.脱磷电弧炉、2.脱碳电弧炉、3.钢包、4.脱磷电弧炉喷吹控制系统、5.脱碳电弧炉喷吹控制系统、6.气源控制阀组、7.增碳喷吹系统、8.增碳粉剂贮存罐、9.增碳粉剂流量控制系统、10.脱磷电弧炉电极、11.炉壁氧燃烧嘴、12.埋入式增碳喷枪、13.脱磷喷吹系统、14.脱磷粉剂贮存罐、15.脱磷粉剂流量控制系统、16.脱碳电弧炉电极、17.炉壁集束氧枪、18.埋入式脱碳喷枪具体实施方式一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置，该装置包含两个工位的电弧炉串联，第一个工位的电弧炉为脱磷电弧炉，第二个工位的电弧炉为脱碳电弧炉。脱磷电弧炉内可使废钢熔化后脱磷和增碳，脱碳电弧炉可使钢水深脱磷、脱碳、脱气、去杂质。脱磷电弧炉内加入废钢的同时向熔池内部加入碳材，降低废钢熔点及熔池温度，提高钢液碳含量，脱磷期结束后采用偏心炉底出钢并采用留钢操作，保证脱磷过程结束后实现渣钢分离。钢液经钢包倒入脱碳电弧炉，脱碳电弧炉内继续造渣深度脱磷，脱碳电弧炉炉渣还可返回脱磷电弧炉继续使用。脱碳期利用脱磷电弧炉的增碳量，向钢液内部喷射氧气，进行脱碳沸腾操作，产生的CO气泡可深度去除[N]、[H]及钢液中杂质，使钢液具有高的洁净度。(1)脱磷电弧炉加料期：将冶炼用废钢、石灰、脱碳电弧炉炉渣、辅料及碳粉(或块)加入脱磷电弧炉。(2)废钢熔化期：通电熔化废钢，炉壁氧燃烧嘴作用，使熔池内温度升高熔化废钢，同时通过埋入式增碳喷枪向钢液内部喷射增碳粉气流，利用渗碳加速废钢熔化。(3)脱磷期：根据工艺要求利用冶炼前期熔池温度低的特点向炉内加入石灰，快速造渣脱磷，埋入式增碳喷枪继续喷碳粉操作，炉内温度控制在1530-1580℃，采用炉门自动流渣操作。(4)脱磷电弧炉终点出钢：脱磷电弧炉冶炼后期取样测取钢液中磷含量和碳含量，达预定出钢标准后采用偏心炉底出钢并采用留钢操作，防止脱磷氧化渣进入脱碳电弧炉。(5)脱碳电弧炉加料期：将半钢钢包中的钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置，其特征在于所使用设备包括：脱磷电弧炉、脱碳电弧炉、钢包、脱磷电弧炉喷吹控制系统、脱碳电弧炉喷吹控制系统、气源控制阀组、增碳喷吹系统、增碳粉剂贮存罐、增碳粉剂流量控制系统、脱磷电弧炉电极、炉壁氧燃烧嘴、埋入式增碳喷枪、脱磷喷吹系统、脱磷粉剂贮存罐、脱磷粉剂流量控制系统、脱碳电弧炉电极、炉壁集束氧枪、埋入式脱碳喷枪；所述脱磷电弧炉与脱碳电弧炉串联，通过钢包完成冶炼过程钢水中转，实现全废钢电弧炉双联冶炼。

【技术特征摘要】
1.一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置，其特征在于所使用设备包括：脱磷电弧炉、脱碳电弧炉、钢包、脱磷电弧炉喷吹控制系统、脱碳电弧炉喷吹控制系统、气源控制阀组、增碳喷吹系统、增碳粉剂贮存罐、增碳粉剂流量控制系统、脱磷电弧炉电极、炉壁氧燃烧嘴、埋入式增碳喷枪、脱磷喷吹系统、脱磷粉剂贮存罐、脱磷粉剂流量控制系统、脱碳电弧炉电极、炉壁集束氧枪、埋入式脱碳喷枪；所述脱磷电弧炉与脱碳电弧炉串联，通过钢包完成冶炼过程钢水中转，实现全废钢电弧炉双联冶炼。2.如权利要求1所述一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置，其特征在于所述脱磷电弧炉配备有脱磷电弧炉电极、炉壁氧燃烧嘴、埋入式脱碳喷枪，具有实现废钢快速熔化、脱磷和增碳功能。3.如权利要求1所述一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的系统装置，其特征在于所述脱碳电弧炉配备有脱碳电弧炉电极、炉壁集...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣，魏光升，唐天平，董凯，吴学涛，赵婧鑫，朱长富，苏荣芳，
申请(专利权)人：北京科技大学，北京科米荣诚能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11