專利名稱：一種高效低成本的電爐爐料工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，主要涉及電爐爐料工藝。技術(shù)背景
"廢鋼+鐵水"是大多數(shù)鋼廠普遍采用的電爐配料方式，這種配料方式存在的缺陷是如果鐵水兌入量過小，則用于氧化的碳量低，由C一O反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)熱少，不利于快速熔化廢鋼和熔池升溫，也難于消減殘余元素含量；如果鐵水兌入量過大，則配碳量高，易氧化元素硅、錳也高，受選擇氧化的影響，常出現(xiàn)熔清碳高磷高，造成停電脫碳脫磷；熔清后爐渣粘稠，噴吹氧氣渣鋼反濺嚴(yán)重，水冷爐蓋粘鋼嚴(yán)重，拖圈連電打漏時(shí)有發(fā)生，另外還會(huì)造成爐沿上漲，爐蓋旋轉(zhuǎn)困難等。最終體現(xiàn)在鋼水終點(diǎn)碳、磷和溫度三項(xiàng)指標(biāo)不能同時(shí)達(dá)到目標(biāo)要求，影響冶煉周期，造成能量及消耗上升。
由于目前廢鋼價(jià)格較高，質(zhì)量不穩(wěn)定，回收率低，電爐加入大量廢鋼后成本增加，因此，對爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，降低鋼鐵料成本成為當(dāng)務(wù)之急，對各鋼廠需要具有重要意義。
CN1796586公開了一種電爐冶煉不銹鋼母液工藝，其步驟包括a)配料不銹鋼廢鋼，占金屬加入量的15 25%，鉻鐵合金，占金屬加入量的15 25%，石灰加入量30 45kg/噸；脫磷鐵水，加入比例為35 60%，成分控制C2.50 3.80%、 P^0.020%、 S^O.040%;
b) 熔煉，吹氧量控制在5 10m3/t，吹氧流量1500 2500Nm3/h;吹氧量控制5 10m3/t;
c) 還原，硅鐵粉噴入2.5 3.5kg/t、碳粉噴入1.5 2.5kg/t或加入硅鐵2.5 3.5kg/t、鋁1.5 2.5kg/t; d)出鋼，終點(diǎn)溫度控制1640 1660°C。
CN101148734 —種鐵素體不銹鋼母液的冶煉方法采用脫磷鐵水+碳鋼廢鋼+鉻鐵的配料模式冶煉鐵素體不銹鋼。加入脫磷鐵水后即加入碳鋼廢鋼及鉻鐵合金，并通電；通電至2.0 4.0Mwh時(shí)，加入硅鐵；通電至5.0 7.0Mwh時(shí)開始吹氧；當(dāng)電耗達(dá)到8.0 12.0Mwh時(shí)，吹氧流量調(diào)整為2500Nm3/h，總吹氧量為9 10Nm3/t;電耗為7.0 10.0Mwh時(shí)，加石灰；電耗為16.0 20.0Mwh時(shí)，噴吹碳粉；電耗為15.0 18.0Mwh時(shí)，加白云石；通電至220-240Kwh/t時(shí)，測溫，溫度^161(TC時(shí)，還原；通電至250-320Kwh/t時(shí)，測溫，溫度達(dá)到1630 166(TC時(shí)出鋼。
以上兩種專利的爐料結(jié)構(gòu)只適合冶煉不銹鋼，對于大多數(shù)鋼種并不適用。在電爐內(nèi)同 時(shí)進(jìn)行氧化、還原，電耗高，冶煉周期長，對鐵水、鋼鐵料質(zhì)量要求高，鐵水必須脫磷， 鋼鐵料分別為不銹鋼廢鋼和碳鋼廢鋼，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的電爐爐料工藝，使電爐冶煉效率提高，生產(chǎn)成本 降低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種高效低成本的電爐爐料工藝，其步驟如下
(1) 主料鐵水占金屬加入量的30~60%，優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的5 30%，廉價(jià)廢 鋼占金屬加入量的30 45%;
(2) 輔助料輔料按鋼鐵料重量的一定比例加入，石灰3.0 3.5%，輕燒白云石1.0
1.5%;
(3) 爐門及放渣操作出鋼后，清理、墊補(bǔ)好爐門口，以保證前期不流渣；爐料熔清 前，不放渣；熔清后，自動(dòng)流渣操作；鋼水溫度達(dá)到1580 1600'C，進(jìn)行適當(dāng)放渣操作。
(4) 氧槍使用爐門氧槍流量控制在1500 1800 Nm3/h，爐壁槍流量控制在1000 1500Nm3/h;
(5) 供電吹氧控制 一次料加料完畢后送電和吹氧同時(shí)進(jìn)行，送電2分鐘，停止供電，
保持吹氧，氧氣壓力1.20 1.50Mpa，吹氧時(shí)間6 8分鐘，廢鋼全部熔清加入二次料，送 電和吹氧同時(shí)進(jìn)行，送電2分鐘，停止供電，保持吹氧，氧氣壓力1.20 1.50Mpa，吹氧時(shí) 間5 10分鐘；二次料熔清后調(diào)整氧氣壓力0.80 1.50Mpa，同時(shí)進(jìn)行爐門口噴焦碳粉造泡 沫渣，實(shí)現(xiàn)供電埋弧，4 6分鐘，鋼水溫度達(dá)到1500~1540°C;
(6) 鋼水成分控制碳含量0.30 0.80%，磷含量0.010 0.030%。 上述廉價(jià)廢鋼主要包括渣鋼、罐幫、罐鐵、球鐵和豆鋼。
上述高效低成本的電爐爐料工藝，優(yōu)選的，步驟(1)中鐵水占金屬加入量的55~60%。 上述高效低成本的電爐爐料工藝，低碳鋼到精煉位鋼水溫度控制在1510 155(TC;中 碳鋼到精煉位鋼水溫度控制在1500 154(TC 。
在電爐冶煉過程中，如果采用全廢鋼冶煉，則冶煉周期較長，但兌入鐵水后，冶煉周期 明顯變短，節(jié)奏加快顯著，兌入鐵水15% 30%冶煉周期變化不大，30%至60%，冶煉節(jié)奏隨 鐵水量的增加明顯加快，超過60%,冶煉周期變化不明顯，甚至還稍有增加，說明鐵水兌入 比例超過60%后，熔池中的C較高，并且Si、 Mn、 P等元素含量較高，造成爐內(nèi)脫磷、脫碳時(shí)間延長，成為提高冶煉節(jié)奏的限制性環(huán)節(jié)。鐵水兌入量與電耗之間成明顯線形關(guān)系，隨著鐵 水兌入得增加，電耗逐漸降低，電極消耗越低但超過60%后，電耗降低曲線變緩。電極消耗 與電耗成正比關(guān)系，所以電耗降低，電極消耗也隨著降低。另外，隨著鐵水兌入比例的提高， 氧耗呈緩慢上升趨勢，兌入70%以上鐵水時(shí)的氧耗較兌入15 30%鐵水時(shí)的氧耗噸鋼增加約 12.7 m3，但整體增加幅度不大，氧氣的利用率增加。
由以上分析可知，鐵水兌入比例在55 60%時(shí)，冶煉電耗、氧耗和鋼鐵料總成本最低， 對節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本最有利。
采用輕燒白云石代替部分石灰石造渣，提高渣中MgO含量，減少爐渣對爐襯的侵蝕， 對提高爐齡具有明顯效果，其次使用輕燒白云石比直接使用白云石可降低因白云石在加熱 分解過程中的能耗較高問題。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明主要通過優(yōu)化電爐配料、裝料方式和冶煉工藝來增加鐵水 兌入比例(55 60%)和廉價(jià)廢鋼的入爐量(30 35%)，大幅度提高了電弧爐終點(diǎn)成分和溫 度命中率；供電時(shí)間縮短6分鐘，冶煉電耗平均降低58kWh/t鋼，達(dá)至Ul43Kwh/t鋼，電極消耗 降低0.30kg/t鋼，達(dá)到1.40Kg/t鋼，同時(shí)稀釋了有害殘余元素，降低了鋼水中氣體和夾雜物的 含量。生產(chǎn)成本降低167元/噸鋼。達(dá)到了提高鋼水質(zhì)量、縮短冶煉周期和降低消耗的目的， 鋼材全氧含量降低，對保證鋼材質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有很好的應(yīng)用前景。


圖l為圖鐵水與電耗的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)為鐵水比(％)，縱坐標(biāo)為電耗(kWh)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
新型爐料結(jié)構(gòu)有效的應(yīng)用于萊鋼特鋼廠50噸電弧爐生產(chǎn)，電弧爐終點(diǎn)成分和溫度命中 率同時(shí)由67%提高到91%，供電時(shí)間縮短6分鐘，冶煉電耗降低58kWh/t鋼，電極消耗降 低0.30kg/t鋼，鋼材全氧含量降低明顯，生產(chǎn)成本降低167元/噸鋼。達(dá)到了提高鋼水質(zhì)量、 縮短冶煉周期和降低消耗的目的。
1爐料裝入
主料鐵水占金屬加入量的30%，優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的30%，廉價(jià)廢鋼占金屬加 入量的40%;
輔助料輔料按鋼鐵料重量的一定比例加入，石灰3.0~3.5%，輕燒白云石1.0 1.5%; 1.1余鋼量15 30%，并盡可能留渣(出鋼回爐后,出鋼口不流渣即可)。 1.2根據(jù)料源、氧氣壓力等情況，合理兌入鐵水
由于鋼鐵料含碳量和有害元素不同，氧氣壓力受外部條件限制穩(wěn)定性較差，及時(shí)調(diào)整 鐵水兌入量，鋼鐵料含碳量較高時(shí)，可適當(dāng)降低鐵水兌入量，有害元素如銅高時(shí)，可增加 鐵水兌入量，稀釋殘余元素；氧氣壓力大時(shí)，鐵水量可以適當(dāng)增加，氧壓小時(shí)，減少鐵水兌入量。
1.3每爐出鋼后，觀察爐內(nèi)情況，根據(jù)余鋼量，同時(shí)考慮鋼包、鋼鐵料回收率等實(shí)際情 況，適當(dāng)調(diào)整總裝入量。 2爐門及放渣操作
2.1出鋼后，清理、墊補(bǔ)好爐門口，以保證前期不流渣。
2.2—次料(冶煉每爐鋼水時(shí)的第一次入爐料)及二次料(由于廢鋼體積較大，回收率 較低，造成第一次加入的爐料時(shí)常無法滿足設(shè)定出鋼量而在第一次加入料熔清后補(bǔ)加的第 二次料)熔清前，不放渣；熔清后，自動(dòng)流渣操作；鋼水溫度達(dá)到1580 1600°C，進(jìn)行適 當(dāng)放渣操作。
2.3出現(xiàn)熔清磷高，1580 160(TC進(jìn)行換渣操作。 3氧槍使用操作
3.1 —次料及二次料熔清前，正常使用爐門和爐壁氧槍。
3.2 二次料熔清后，正常使用爐壁氧槍，壓力1.20 1.50Mpa和流量1200 1500Nm3/h， 根據(jù)熔清碳情況，調(diào)整壓力0.80 1.50Mpa和流量800 1500Nm3/h;爐渣粘稠、過稀或過 少，起泡效果差，禁止使用爐門氧槍；爐渣流動(dòng)性及起泡效果好，可以使用爐門氧槍，但 流量必須<50%最大流量，即小于卯0Nm3/h。
4送電及泡沫渣操作
4.1熔清后，爐渣粘稠，起泡效果差，禁止送電，補(bǔ)加螢石并用氧管吹掃渣面；爐渣稀， 補(bǔ)加石灰并強(qiáng)化噴粉；爐渣量少，及時(shí)補(bǔ)加渣料。
4.2熔清后，爐渣流動(dòng)性及起泡效果好，根據(jù)熔清碳情況，適時(shí)送電，使成分和溫度同 時(shí)達(dá)到出鋼要求。
5電爐用氧供電控制
5.1 —次料用氧供電控制
加入一次料和兌入鐵水后，爐內(nèi)鐵水和余鋼占總量的65%左右，為實(shí)現(xiàn)前期強(qiáng)化用氧 創(chuàng)造了好的熱力學(xué)條件。
加料完畢后，送電和吹氧同時(shí)進(jìn)行，送電2分鐘，停止供電，保持吹氧，氧氣壓力1.20 1.50Mpa，吹氧至廢鋼全部熔清加入二次料， 一次料吹氧時(shí)間6 8分鐘。
一次料強(qiáng)化用氧，有利于前期氧化脫硅去錳，提高熔池鋼水溫度。氧氣壓力流量大， 攪拌熔池，促進(jìn)熱量傳遞，提高一次料加入的塊度較大的渣鋼、罐幫及罐鐵溫度，利于后 期熔化。
5.2 二次料用氧供電控制
加入二次料(含一些爐次兌入鐵水)后，送電和吹氧同時(shí)進(jìn)行，送電2分鐘，停止供 電，保持吹氧，氧氣壓力1.20 1.50Mpa，持續(xù)時(shí)間5 10分鐘。根據(jù)煙氣和爐渣情況，決 定大壓力吹氧時(shí)間，煙氣濃，爐渣稠，吹氧時(shí)間取上限，并可適當(dāng)延長；煙氣淡，爐渣流 動(dòng)性良好，吹氧時(shí)間取下限，并可適當(dāng)縮短。
5.3熔清后用氧供電控制
6調(diào)整氧氣壓力0.80 1.50Mpa，送電，同時(shí)進(jìn)行爐門口噴焦碳粉造泡沫渣，實(shí)現(xiàn)供電埋 弧，4 6分鐘，鋼水溫度達(dá)到1540'C，取樣全分析。根據(jù)全分析結(jié)果，調(diào)整氧氣壓力，碳 偏高，上限控制；碳偏低，下限控制，并取消爐門氧槍吹氧。
穩(wěn)定的余鋼量、鐵水兌入量、裝入量，穩(wěn)定的用氧供電，可以確保熔清后碳含量0.30 0.80%，磷含量0.010 0.030%，為熔后冶煉控制創(chuàng)造了條件。穩(wěn)定的熔清成分，根據(jù)不同 鋼種終點(diǎn)要求，適當(dāng)調(diào)整氧氣壓力和流量以及供電，即可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)電弧爐終點(diǎn)碳、磷和溫 度同時(shí)達(dá)到控制目標(biāo)要求。
若出現(xiàn)熔清后碳、磷偏高，停止送電和噴粉，氧氣壓力上限控制，吹氧3 5分鐘后， 送電，同時(shí)進(jìn)行爐門口噴焦碳粉造泡沫渣，實(shí)現(xiàn)供電埋弧。若出現(xiàn)熔清后碳偏低、磷偏高， 補(bǔ)加渣料，送電吹氧，強(qiáng)化脫磷。
6出鋼溫度
低碳鋼到精煉位鋼水溫度控制在1510 1550°C;中碳鋼到精煉位鋼水溫度控制在 1500 1540°C。
實(shí)施例2:
其它同實(shí)施例l。不同之處在于
主料鐵水占金屬加入量的60%，優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的5%，廉價(jià)廢鋼占金屬加入 量的35%;
輔助料每噸鋼水需分別加入石灰3.0%，輕燒白云石1.5%; 實(shí)施例3
其它同實(shí)施例l，不同之處在于
主料鐵水占金屬加入量的40%，優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的30%，廉價(jià)廢鋼占金屬加 入量的30%;
輔助料每噸鋼水需分別加入石灰3.5%，輕燒白云石1.0%;
實(shí)施例4
其它同實(shí)施例l，不同之處在于
主料鐵水占金屬加入量的35%,優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的20%，廉價(jià)廢鋼占金屬加 入量的45%;
輔助料每噸鋼水需分別加入石灰3.0%，輕燒白云石1.5%;
權(quán)利要求
1、一種高效低成本的電爐爐料工藝，其特征是步驟如下(1)主料鐵水占金屬加入量的30～60％，優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的5～30％，廉價(jià)廢鋼占金屬加入量的30～45％；(2)輔助料輔料按鋼鐵料重量的比例分別加入，石灰3.0～3.5％，輕燒白云石1.0～1.5％；(3)爐門及放渣操作出鋼后，清理、墊補(bǔ)好爐門口，以保證前期不流渣；爐料熔清前不放渣；熔清后，自動(dòng)流渣操作；鋼水溫度達(dá)到1580～1600℃，進(jìn)行放渣操作；(4)氧槍使用爐門氧槍流量控制在1500～1800Nm3/h，爐壁槍流量控制在1000～1500Nm3/h；(5)供電吹氧控制一次料加料完畢后送電和吹氧同時(shí)進(jìn)行，送電2分鐘，停止供電，保持吹氧，氧氣壓力1.20～1.50Mpa，吹氧時(shí)間6～8分鐘，廢鋼全部熔清加入二次料，送電和吹氧同時(shí)進(jìn)行，送電2分鐘，停止供電，保持吹氧，氧氣壓力1.20～1.50Mpa，吹氧時(shí)間5～10分鐘；二次料熔清后調(diào)整氧氣壓力0.80～1.50Mpa，同時(shí)進(jìn)行爐門口噴焦碳粉造泡沫渣，實(shí)現(xiàn)供電埋弧，4～6分鐘，鋼水溫度達(dá)到1500～1540℃；(6)鋼水成分控制碳含量0.30～0.80％，磷含量0.010～0.030％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效低成本的電爐爐料工藝，其特征是廉價(jià)廢鋼主要包括渣鋼、罐幫、罐鐵、球鐵和豆鋼。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效低成本的電爐爐料工藝，其特征是步驟(1)中鐵水占金屬加入量的55 60%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高效低成本的電爐爐料工藝，其特征是低碳 鋼到精煉位鋼水溫度控制在1510 155(TC;中碳鋼到精煉位鋼水溫度控制在1500 1540°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效低成本的電爐爐料工藝，主料為鐵水占金屬加入量的30～60％，優(yōu)質(zhì)廢鋼占金屬加入量的5～10％，廉價(jià)廢鋼占金屬加入量的30～35％；輔助料為每噸鋼水需分別加入石灰3.0～3.5％，輕燒白云石1.0～1.5％；通過優(yōu)化電爐放渣操作、氧槍使用和供電吹氧控制等冶煉工藝，大幅度提高了電弧爐終點(diǎn)成分和溫度同時(shí)命中率，達(dá)到了提高鋼水質(zhì)量、縮短冶煉周期和降低消耗的目的，同時(shí)使鋼材全氧含量大幅降低。對保證鋼材質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C21C5/52GK101660019SQ200910018449
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者倪友來, 劉建路, 劉金玲, 孫永喜, 猛 李, 楊密平, 申景霞, 范夕榮, 趙冠夫, 馬傳慶 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司