电炉冶炼方法技术

本发明专利技术提供了一种电炉冶炼方法，该方法包括以下步骤：向电炉内加入第一批废钢铁料，按加入的废钢铁料的总重量计，每吨废钢铁料加入石灰40～45kg；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料加热到红热状态时，氧枪开始吹氧；当供电能量达到140～160kWh/t钢时，开始喷吹炭粉；当供电能量达到185～215kWh/t钢时，停止吹氧，停止喷吹炭粉，向电炉内加入第二批废钢铁料；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料加热到红热状态时，氧枪开始吹氧；当供电能量达到165～185kWh/t钢时，开始喷吹炭粉；当熔池温度达1565℃以上时，氧枪的供氧量保持在1.0～1.1m3/min·t钢，喷碳枪喷吹炭粉0.47～0.58Kg/分钟·t钢造泡沫渣；当钢水温度达到1620～1660℃时，结束供氧和喷吹炭粉，从而得到低磷钢水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶金
，更具体地讲，本专利技术涉及一种通过控制供氧工艺和喷吹炭粉工艺来改善电炉冶炼的方法。
技术介绍
随着国内外冶金行业竞争的加剧，提高电炉短流程工艺的竞争力成为日益紧迫的问题，最为关键的就是采用电炉高效强化冶炼技术，进一步缩短电炉的冶炼时间，降低消耗，从而降低成本。实现超高功率电弧炉的高效强化冶炼在很大程度上依赖于高效地使用氧气。集束氧枪可将氧气高效地输入到炉内的冷点区域，以加速能量的转换和冶金反应。然而，超高功率电弧炉采用集束氧枪供氧后，供氧强度过大，热负荷高，氧气射流碰撞固体金属炉料形成的反弹射流对氧枪的安全运行构成极大的威胁。反弹射流使氧枪受损，烧坏漏水，氧枪寿命低，且易造成重大的安全事故。此外，电炉采用炉内喷吹炭粉技术，有利于维持泡沫渣的稳定，活跃炉内反应气氛，加速能量的转换，特别是超高功率电弧炉采用长弧操作，尤其要求泡沫渣埋弧操作。喷吹炭粉也有利于还原渣中的氧化铁，提高金属的收得率。然而喷吹炭粉工艺不当时，易造成泡沫渣不稳定，维持时间短，电弧炉的电效率低，冶炼周期长，炭粉消耗过大。目前，为了提高产品的质量，超高功率电弧炉的生产原料中采用一部分铁水或生铁代替废钢进行熔炼，而生铁、铁水中磷含量较高，这样导致电弧炉脱磷的负担加重，常规炼钢工艺难以实现快速脱磷的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服超高功率电炉炼钢过程中由于集束氧枪常规的吹氧方法导致的氧枪寿命低、热停工时间长、喷吹炭粉造泡沫渣稳定性差、脱磷效率低的缺点，提供一种电炉集束氧枪的供氧工艺、喷吹炭粉造泡沫渣、高效地脱磷工艺的冶炼方法，从而达到提高氧枪的使用寿命、高效地使用氧气、长时间维持泡沫渣、经济地生产低磷钢水、大幅度降低消耗的目的。本专利技术提供了一种，所述包括以下步骤向电炉内加入第一批废钢铁料，并且按加入的废钢铁料的总重量计，每吨废钢铁料加入石灰40 45kg ；采用燃烧嘴提供氧气和天然气燃烧助熔；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，并且燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流；当供电能量达到140 160kWh/tffl时，开始喷吹炭粉；当供电能量达到185 2151^1!八《时，停止吹氧，停止喷吹炭粉，向电炉内加入第二批废钢铁料， 采用燃烧嘴提供氧气和天然气燃烧助熔；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，并且燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流；当供电能量达到165 185kWh/tffl时，开始喷吹炭粉；当所有炉料熔化后，氧枪继续供氧，并且使用燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流，并且喷吹炭粉；当熔池温度达1565°C以上时，氧枪的供氧量保持在1. 0 1. ImVmin · tffl，喷碳枪喷吹炭粉0. 47 0. 58Kg/分钟造泡沫渣，并执行流渣操作；当钢水温度达到1620 1660°C时，结束供氧和喷吹炭粉，从而得到冶炼后的低磷钢水。优选地，在加入第一批废钢铁料之后采用燃烧嘴提供氧气和天然气的过程中，每支燃烧嘴天然气的用量为150 300m3/h的范围内逐渐增加，当供电能量每增加25kWh/t钢时，天然气用量增加50m3/h，直至达到300m3/h，燃烧嘴氧气的用量与天然气用量的流量之比为1. 9 2. 1。优选地，在加入第一批废钢铁料之后，当氧枪附近的废钢熔化或者与熔化的废钢邻近的废钢被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，氧枪的供氧量为0. 9 1. OmVrnin · ，氧枪的供氧压力为1. 2 1. 4Mpa，并且每支燃烧嘴的天然气用量为100 150m3/h，燃烧嘴的氧气的用量与天然气用量的流量之比为1 1. 5。优选地，在加入第一批废钢铁料之后当供电能量达到140 160kWh/tffl时，喷碳枪开始喷吹炭粉0. 35 0. 47Kg/分钟· t钢。优选地，在加入第二批废钢铁料之后采用燃烧嘴提供氧气和天然气的过程中，每支燃烧嘴天然气的用量为150 300m3/h的范围内逐渐增加，当供电能量每增加25kWh/t钢时，天然气用量增加50m3/h，直至达到300m3/h，燃烧嘴氧气的用量与天然气用量的流量之比为1. 9 2. 1。优选地，在加入第二批废钢铁料之后，当氧枪附近的废钢熔化或者与熔化的废钢邻近的废钢被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，氧枪的供氧量为0. 9 1. OmVrnin · ，氧枪的供氧压力为1. 2 1. 4Mpa，并且每支燃烧嘴的天然气用量为100 150m3/h，燃烧嘴氧气的用量与天然气用量的流量之比为1 1. 5。优选地，在加入第二批废钢铁料之后当供电能量达到165 185kWh/t·时，喷碳枪开始喷吹炭粉0. 35 0. 47Kg/分钟· t钢。优选地，在所有炉料熔化后，氧枪的供氧量为1. 0 1. ImVmin · ，氧枪的供氧压力为1. 3 1. 5Mpa，每支燃烧嘴的天然气用量为100 150m3/h，燃烧嘴氧气的用量与天然气用量的流量之比为1。优选地，氧枪附近的废钢熔化或者与熔化的废钢邻近的废钢被加热到红热状态是指炉料温度达600°C 800°C。每座电炉可以采用多支燃烧嘴来提高化学能的输入量，强化冶炼，缩短电炉的冶炼时间。具体实施例方式以下，将详细描述根据本专利技术的。根据本专利技术的，一方面，根据每炉的原料情况，利用能量平衡来确定合理的供氧量，结合电炉冶炼的各个阶段来调整不同的供氧量。当每批炉料加入后，大量废钢或其它钢铁料堆积在氧枪附近，此时如果大量使用氧气，则由于炉料温度低，氧气切割废钢的作用小，大部分氧气将会浪费掉。同时，炉料靠近氧枪，氧气流碰撞废钢形成反弹射流， 易烧坏氧枪。因此，应根据能量供应状况确定用氧量。另一方面，当电能供应达到一定值后，炉料熔化形成一部分熔池，电弧暴露，热效率低，需喷吹炭粉造泡沫渣。因为电炉通过氧枪向炉内喷入的氧气与钢液中的碳反应生成 CO气泡，从而使炉渣泡沫化，然而这种泡沫渣因FeO含量高而流动性好，很容易流渣，因而它的高度不足以覆盖整个电弧。此时需要及时向炉内喷入炭粉，与渣中的FeO反应，提高金属的收得率。还原反应产生CO气体，从而炉渣得以持续泡沫化，使渣线的耐火材料得到了良好的保护。为了获得良好的泡沫渣，喷吹的炭粉量应随着钢液中碳含量的降低而逐渐增加，使炉内不断地产生CO气体，因而能使炉渣长时间地维持泡沫化。与此同时，电炉冶炼时，炉料中配加了部分生铁或铁水，以此来增加熔池的碳含量，但电炉的脱磷负担将加重。目前，超高功率电弧炉脱磷的方法就是采用在熔化后期利用熔池温度低的特点，快速地除去大部分炉渣或多次换渣操作，另加石灰造渣。这些方法的缺点是熔池温度低，炉渣的流动性差，没有充分发挥炉渣的脱磷作用就将炉渣除去了，并且需要另加石灰造新渣，这将增加电能和石灰的消耗。因此，要充分发挥炉渣的脱磷作用，应在熔池温度相对较高(例如，1565°C以上)的情况下，此时炉渣的流动性良好、碱度较高，待炉渣充分脱磷后流渣，从而能确保脱磷的效果。基于以上分析，本专利技术的包括以下步骤(1)电炉出钢后，将第一批废钢铁料加入炉内。除了向电炉中加入金属炉料之外， 按加入的废钢铁料的总重量计，每吨废钢铁料另外加入石灰40 45k本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电炉冶炼方法，其特征在于所述电炉冶炼方法包括以下步骤：向电炉内加入第一批废钢铁料，并且按加入的废钢铁料的总重量计，每吨废钢铁料加入石灰４０～４５ｋｇ；采用燃烧嘴提供氧气和天然气燃烧助熔；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，并且燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流；当供电能量达到１４０～１６０ｋＷｈ／ｔ钢时，开始喷吹炭粉；当供电能量达到１８５～２１５ｋＷｈ／ｔ钢时，停止吹氧，停止喷吹炭粉，向电炉内加入第二批废钢铁料，采用燃烧嘴提供氧气和天然气燃烧助熔；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，并且燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流；当供电能量达到１６５～１８５ｋＷｈ／ｔ钢时，开始喷吹炭粉；当所有炉料熔化后，氧枪继续供氧，并且使用燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流，并且喷吹炭粉；当熔池温度达１５６５℃以上时，氧枪的供氧量保持在１．０～１．１ｍ３／ｍｉｎ·ｔ钢，喷碳枪喷吹炭粉０．４７～０．５８Ｋｇ／分钟·ｔ钢造泡沫渣，并执行流渣操作；当钢水温度达到１６２０～１６６０℃时，结束供氧和喷吹炭粉，从而得到冶炼后的低磷钢水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏雄杰，王海兵，李勇，黄国玖，张珉，潘伟，
申请(专利权)人：攀钢集团成都钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：90