專利名稱：廢鋼預(yù)熱預(yù)熔、高效電爐煉鋼新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢鋼預(yù)熱預(yù)熔、高效電爐煉鋼，屬于屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力的重要標(biāo)志。 近十年來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)取得了長足的進(jìn)步，鋼鐵年產(chǎn)量自1996年起連續(xù)蟬聯(lián)世界第一， 消費(fèi)量也名列世界之首。鋼鐵工業(yè)成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，對國家經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率不 斷提升。同時，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，資源能源消費(fèi)約束明顯顯現(xiàn)，能源供求矛盾日益 突出，高污染、高能耗的特點(diǎn)也使鋼鐵工業(yè)在防污減排、節(jié)能降耗等方面承受著巨大的壓 力。我國鋼鐵行業(yè)是傳統(tǒng)的耗能大戶，從國家能源局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來看，全行業(yè)總能耗約占 全國總能耗的14. 71%，每年煤耗量和用水量都位居各行業(yè)前列。鋼鐵行業(yè)又是污染大戶， 工業(yè)廢水的排放量占到工業(yè)排放總量的8. 53%，工業(yè)粉塵排放量也占到工業(yè)排放總量的 5. 18%。國家“十一五”規(guī)劃把單位⑶P能耗在“十五”基礎(chǔ)上下降20%作為目標(biāo)，冶金行 業(yè)節(jié)能減排首當(dāng)其沖。在國家政策的指引和全社會的共同努力下，全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排取得顯 著成效。2009年中國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)產(chǎn)鋼46593. 93萬t，比上年增長11. 24% ；生鐵產(chǎn)量為 44427. 18萬t，比上年增長15. 28% ；鋼材產(chǎn)量為43184. 88萬t，比上年增長13. 73% ；能源 消耗總量2. 382億t標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長5. 24%;噸鋼綜合能耗為619. 43kgce/t,比上年下 降1. 74%;噸鋼可比能耗為595. 38kce/t，比上年降低2. 88%;噸鋼電耗為466. 73kffh/t,比 上年下降1. 25% ；噸鋼耗新水為4. 4m3/t,比上年下降14. 06%。盡管鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的效果十分顯著，但節(jié)能減排的潛力仍然很大。從鋼鐵煉 鋼工序來看，總體水平與國際先進(jìn)水平相比仍有很大差距。其主要原因是“鐵鋼比”較高， 2009年全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)“鐵鋼比”為0. 97，較工業(yè)發(fā)達(dá)國家高0.4左右。轉(zhuǎn)爐鋼約占88%， 電爐鋼占12%，而日本、德國、美國電爐鋼比重分別為25. 6 %、30. 7 %、30. 7 %。按中國鋼鐵 工業(yè)協(xié)會測算，“鐵鋼比”每提高0. 1，可造成噸鋼綜合能耗上升約20kgce/t，影響噸鋼綜合 能耗約80kgce/t。因此，降低“鐵鋼比”，提高電爐鋼比重對節(jié)能減排具有重要的意義。長 期以來，電爐鋼比重較低的主要原因是電爐煉鋼冶煉周期長、綜合能耗高、金屬物料回收率 低(通常僅有89% )、添加40%的生鐵以加速熔化、增碳等。專利93105508. 3 “電爐采用生鐵代替廢鋼煉鋼法”提供了一種采用生鐵代替廢鋼 電爐煉鋼法，它以生鐵為爐料或主要爐料，將其氧化脫碳所需礦石與爐料混合、冷料裝爐， 并事先依次在爐底爐坡上復(fù)蓋一層石灰和生鐵，使隨后裝入的礦石與爐襯被其充分隔離， 在冶煉過程中，隨熔化階段結(jié)束，爐料的氧化脫碳反應(yīng)亦相應(yīng)完成，經(jīng)還原后即可出爐。但 由于生鐵價(jià)格高于廢鋼200 300元/噸，成本高于本發(fā)明提供的方法，且電耗不僅高于以 廢鋼為主原料的電爐冶煉，且大大高于本發(fā)明提供的方法。專利98117381. 0 “一種短流程電弧爐鋼廠”提供了一種短流程電爐煉鋼方法，通 過設(shè)置煉鐵高爐，所產(chǎn)鐵水熱裝入電爐替代部分廢鋼。所設(shè)高爐用塊礦、球團(tuán)礦、焦炭、煤和
3熔劑為原料，采用高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐、富氧噴煤、計(jì)算機(jī)監(jiān)控高爐操作、無廢棄物排放。高爐容積 與電爐容量比為2. 3-5. 0m3/t，最佳熱裝鐵水替代廢鋼的比例為30-50 %。與本發(fā)明提供 的方法相比，雖減少廢鋼用量，但需要巨大的固定資產(chǎn)投入，較大的占地面積和一定的建設(shè) 期，并增加了污染源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種廢鋼預(yù)熱預(yù)熔、高效電爐煉鋼新工藝技術(shù)，可適用于高 金屬物料回收率、低綜合能耗、短冶煉周期、低污染物排放高效電爐冶煉優(yōu)碳鋼、合金鋼、工 模鋼、彈簧鋼、齒輪鋼、軸承鋼、壓力容器用鋼、鍋爐鋼、船體結(jié)構(gòu)用鋼等高端鋼種。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法是將60%以上的廢鋼先進(jìn)入預(yù)熱預(yù)熔爐(可采用感應(yīng)電爐或 感應(yīng)保溫爐替代)，預(yù)熱預(yù)熔至初熔鋼水(1450°C以上)，鋼水熱裝熱送進(jìn)入電弧爐，補(bǔ)充剩 余部分廢鋼、加入少量石灰、瑩石等爐料，無需添加生鐵，經(jīng)電弧爐吹氧熔化、調(diào)節(jié)鋼水的化 學(xué)成分后，進(jìn)入后續(xù)精煉爐。本發(fā)明的特點(diǎn)是1、廢鋼全部經(jīng)分揀、粉碎，以提高廢鋼預(yù)熱預(yù)熔過程傳熱效率，減少預(yù)熱預(yù)熔能 耗。廢鋼預(yù)熱預(yù)熔過程電磁感應(yīng)效率和傳熱效率大幅提高，減少了預(yù)熱、預(yù)熔能耗。2、鋼水熱送熱裝，無需添加生鐵，減少了二次能源消耗，提高了電爐冶煉效率。平 均冶煉時間由每爐90-120分鐘縮短為30-40分鐘，作業(yè)效率與生產(chǎn)能力可提高1倍以上。3、電弧爐冶煉過程中采用短電弧、大電流操作，輔以爐壁集束PTI氧槍，有效強(qiáng)化 了冶煉效果，縮短了冶煉時間，減少鋼水高溫作業(yè)時間。4、石灰、瑩石等爐料加入量少(可減少用量70%以上)，減少了鋼水二次污染，提 高了鋼水的純凈度。5、吹氧量少，減少了鋼水氧化度，提高了金屬回收率(通?？蛇_(dá)96%)及合金收得 率(如熔清錳含量由0. 15%提高至0. 25% )。6、可比能耗約下降10%。7、本發(fā)明工藝簡便、可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且無須改造電弧爐設(shè)備。與傳統(tǒng)高爐、轉(zhuǎn) 爐煉鋼、電爐煉鋼對比，投資入產(chǎn)出比大，投資回收期短，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例1:用本發(fā)明所述方法生產(chǎn)35CrMo合金鋼板坯，工藝流程為將70%的廢鋼先進(jìn)入 預(yù)熱預(yù)熔爐，預(yù)熱預(yù)熔至1450°C初熔鋼水，熱裝熱送進(jìn)入電弧爐，補(bǔ)充剩余部分廢鋼、加入 15kg/t石灰、3kg/t瑩石，經(jīng)電弧爐吹氧熔化、調(diào)節(jié)鋼水的化學(xué)成分后，進(jìn)入LF鋼包精煉爐， 吹氬并補(bǔ)充Cr、Mo合金后，連鑄成板坯。金屬物料回收率達(dá)96.5%，平均電爐冶煉時間為 30分鐘，成本下降約250元/噸。經(jīng)檢驗(yàn)，板坯所有理化性能指標(biāo)均符合GB/T3077-1999《合金結(jié)構(gòu)鋼》和YB/T 168-2000《優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼連鑄板坯》規(guī)定的要求。本發(fā)明的實(shí)施例2:用本發(fā)明所述方法生產(chǎn)45優(yōu)碳鋼管坯，工藝流程為將70%的廢鋼先進(jìn)入預(yù)熱預(yù)熔爐，預(yù)熱預(yù)熔至1450°C初熔鋼水，熱裝熱送進(jìn)入電弧爐，補(bǔ)充剩余部分廢鋼、加入12kg/t 石灰、3kg/t瑩石，經(jīng)電弧爐吹氧熔化、調(diào)節(jié)鋼水的化學(xué)成分后，進(jìn)入LF鋼包精煉爐，吹氬并 補(bǔ)充增碳后，連鑄成管坯。金屬物料回收率達(dá)97%，平均電爐冶煉時間為28分鐘，成本下降 約230元/噸。經(jīng)檢驗(yàn)，管坯所有理化性能指標(biāo)均符合GB/T699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》和YB/ T2011-2004《連續(xù)鑄鋼方坯和矩形坯》規(guī)定的安求。本發(fā)明的實(shí)施例3:用本發(fā)明所述方法生產(chǎn)GCrl5軸承鋼方坯，工藝流程為將65%的廢鋼先進(jìn)入 預(yù)熱預(yù)熔爐，預(yù)熱預(yù)熔至1460°C初熔鋼水，熱裝熱送進(jìn)入電弧爐，補(bǔ)充剩余部分廢鋼、加入 18kg/t石灰、4kg/t瑩石，經(jīng)電弧爐吹氧熔化、調(diào)節(jié)鋼水的化學(xué)成分后，進(jìn)入LF鋼包精煉爐， 吹氬并補(bǔ)充Cr合金、增碳后，經(jīng)VD爐脫氣精煉，連鑄成方坯。金屬物料回收率達(dá)96. 8%，平 均電爐冶煉時間為32分鐘，成本下降約280元/噸。經(jīng)檢驗(yàn)，管坯所有理化性能指標(biāo)均符合GB/T 18254-2002《高碳鉻軸承鋼》和 YBT4149-2006《連鑄圓管坯標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的要求。
權(quán)利要求
一種將60％以上的廢鋼先進(jìn)入預(yù)熱預(yù)熔爐(可采用感應(yīng)電爐或感應(yīng)保溫爐替代)，預(yù)熱預(yù)熔至初熔鋼水(1450℃以上)，鋼水熱裝熱送進(jìn)入電弧爐，補(bǔ)充剩余部分廢鋼、加入少量石灰、瑩石等爐料，無需添加生鐵，經(jīng)電弧爐吹氧熔化、調(diào)節(jié)鋼水的化學(xué)成分后，進(jìn)入后續(xù)精煉爐的高金屬物料回收率、低綜合能耗、短冶煉周期、低污染物排放電爐煉鋼工藝方法；
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法生產(chǎn)的優(yōu)碳鋼、合金鋼、工模鋼、彈簧鋼、齒輪鋼、軸承 鋼、壓力容器用鋼、鍋爐鋼、船體結(jié)構(gòu)用鋼等高端鋼種的板坯、方坯、管坯等各種連鑄坯、鑄 錠及加工制品；
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述方法生產(chǎn)的其它系列鋼鐵材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢鋼預(yù)熱預(yù)熔、高效電爐煉鋼新工藝技術(shù)，可適用于高金屬物料回收率、低綜合能耗、短冶煉周期、低污染物排放高效電爐冶煉優(yōu)碳鋼、合金鋼、工模鋼、彈簧鋼、齒輪鋼、軸承鋼、壓力容器用鋼、鍋爐鋼、船體結(jié)構(gòu)用鋼等高端鋼種。
文檔編號C21C5/52GK101899548SQ201010248790
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者張成領(lǐng), 趙勇智, 陳洪冰 申請人:無錫西城特種船用板有限公司;陳洪冰