第20卷第4期
2010年4月
中国冶金China Metallurgy
Vol. 20,No. 4
April 2010
100t 直流电弧炉炼钢工艺实践
阮小江, 张国伟, 鲍 俭, 张学诚
(江阴兴澄特种钢铁有限公司, 江苏江阴214429)
摘 要:分析研究了兴澄特钢一分厂100t 直流电弧炉吨钢电耗、吨钢氧耗、冶炼周期和冶炼成本。实践表明, 通过提高有效供氧强度至1125m 3/(t ・min ) , 同时改善供氧效率和操作工艺, 在70%, 吨钢冶炼电耗降低至9817kW ・h , 吨钢氧耗为4815m 3, 冶炼周期降低至45min 。关键词:直流电弧炉; 热装铁水; 冶炼周期
中图分类号:TF 741. 5 文献标志码:A 文章编号2(2Process R ate for an
t Current Arc Furnace
Xiao 2jiang , ZHAN G Guo 2wei , BAO Jian , ZHAN G Xue 2cheng
(Jiangyin Xingcheng Iron and Steel Co . , Ltd. , Jiangyin 214429, Jiangsu , China )
Abstract :The electric power and oxygen consumption per ton steel , tap to tap time in 100t AC EA F steelmaking process of 1st branch of Xingcheng Iron and Steel Co. Ltd. , were studied. When 70%hot metal charging process was adopted , the tap 2to 2tap time reduced to 45min and the electric power and oxygen consumption can reach 9817kW ・h/t , 4815m 3/t , respectively , by increasing the oxygen supply intensity for the EAF to 1125m 3/(t ・min ) and improving the efficiency of oxygen and operational processes. K ey w ords :arc f urnace ; hot metal charging ; tap 2to 2tap time
随着世界范围内能源供应的日趋紧张和各企业
对低成本的追求, 如何降低直流电弧炉炼钢的能耗以及缩短冶炼周期成为冶金工作者十分关心的问题。直流电弧炉采用铁水热装技术越来越成为电弧炉炼钢的发展趋势和方向[122]。兴澄特钢一分厂为了适应当前经济形势和发展需要, 对100t 超高功率直流电弧炉的配料进行了改变, 电炉配料由原来的热装铁水比约为40%提高至70%左右。为了适应新的热装高铁水比冶炼, 同时对原有的冶炼工艺和氧枪设备进行了相应的改进。
率, 降低冶炼周期。
表1 直流电弧炉设备工艺参数
T able 1 Equipment and process parameters
of direct current arc furnace
项目公称容量/t 最大炉容量/t 变压器容量/(MV ・A )
电极直径/mm 出钢方式电流/kA 最大二次电压/V
GMB H 自耗式碳氧枪流量/(m ・h
3-ACI PyreJ et 集束氧枪/(m ・h 1)
3
-1)
参数
[1**********]EB T 偏心底出钢
1006102500×22000×34500100
1 电弧炉主要设备工艺参数
炉壁采用ACI PyreJ et 集束氧枪和Pyrox 氧燃
烧嘴由表1数据可知, 原电弧炉设备的配置主要是为了满足全废钢和低铁水比冶炼, 采用炉门自耗式碳氧枪完成化渣及脱碳任务。在提高铁水比后, 原有设备的供氧能力和供氧效率已不能满足脱碳速度的要求, 使得冶炼周期变长, 影响生产节奏, 降低了产量。为适应高铁水比冶炼, 需要提高电弧炉的供氧强度, 并对操作工艺进行改善, 提高氧气使用效
超音速水冷氧枪流量/(m ・h
年产量/万t
3
-1)
2 有效供氧强度与冶炼周期
通过对兴澄特钢一分厂的超高功率100t 直流电弧炉的设备数据和生产数据的总结和分析, 得出在采用GMB H 自耗式碳氧枪和3支ACI PyreJ et
) 男, 博士, 高级工程师; E 2m ail :yuanxiaojiang@hotmail. com ; 作者简介:阮小江(1968—收稿日期:2010202209
40中国冶金第20卷
集束氧枪时, 其能够提供的有效最大供氧强度为018m 3/(t ・min ) , 铁水加入量在40%左右时, 电弧炉平均碳量在116%～117%, 纯脱碳时间约在28min , 冶炼周期可控制在42min 左右; 当铁水量在70%时, 电弧炉原始配碳量在218%～219%, 纯脱碳时间约在46min , 冶炼周期在63min 左右, 无法保证生产节奏。在采用4500m 3・h -1的超音速水冷氧枪和3支ACI PyreJ et 集束氧枪配合使用时, 有效供氧强度可达到1125m 3/(t ・min ) , 纯脱碳时间约在32min , 冶炼周期在45min 左右操作经验, 3。
使用超音速水冷氧枪, 并配加其他辅助复合用氧, 由于超音速水冷氧枪的特性和操作的改善, 提高了有效供氧强度和供氧效率, 使得冶炼周期和吨钢电耗、氧耗下降。
直流电弧炉热装高铁水冶炼, 吹氧时自然形成的泡沫渣(氧化中、后期) , 足以包覆弧光, 吹炼初期随着低碱度炉渣的放出, , 使炉渣, , 又能提, , 如果需, 发泡良好的炉渣, 如暂停供氧, 泡沫渣消失后, 再重新供氧,6～10s 后炉渣重新发泡。
另外, 热装高铁水比冶炼存在的炉壁、炉盖的喷溅钢渣问题, 经观察分析认为炉壁、炉盖是否溅钢主要取决于炉渣的流动性和泡沫渣。吹炼初期, 铁水中的[Si ]优先氧化, 渣中SiO 2浓度迅速上升, 同时[Fe ]部分氧化, 渣中FeO 浓度亦迅速上升, 此时熔
3 热装高铁水比的试验结果与分析
根据现场生产需要, 分别采用了4种冶炼模式进行试验:①GMB H 自耗式碳氧枪进行全废钢冶炼; ②GMB H 自耗式碳氧枪冶炼40%铁水比冶炼; ③GM 2B H 自耗式碳氧枪70%铁水比冶炼; ④超音速水冷氧枪进行70%铁水比冶炼。4种冶炼模式对电弧炉的冶炼周期、吨钢电耗和吨钢氧耗的影响见图1
。
渣碱度很低, 流动性良好, 另一方面, C 2O 反应生
成的CO 气泡迅速逸出渣面, 故形不成泡沫渣。吹炼继续进行, 炉门排渣, 加料造新渣, 此时吹氧, 熔渣发泡良好。影响炉壁粘钢的另一因素是渣量。冶炼后期渣量小时, 尽管炉渣发泡好, 流动性也好, 但仍有溅钢现象, 故应保持合适的渣量, 一般不低于钢水质量的2%。
4 结论
1) 使用热装铁水作为直流电弧炉炼钢的原料,
图1 不同冶炼模式对电炉冶炼周期、
吨钢电耗和吨钢氧耗的影响
Fig. 1 E ffect of technology of arc furnace on tap 2to 2tap time , electric pow er consumption and oxygen consumption per ton steel
强化供氧对高铁水比情况下的脱碳是非常有利的, 同时还可缩短冶炼时间、降低生产成本、提高产品质量。
2) 通过操作工艺的改进, 兴澄特钢一分厂的超高功率100t 直流电弧炉在铁水比为70%左右的条件下, 冶炼周期控制在45min 以内, 吨钢电耗控制在9817kW ・h , 吨钢氧耗控制在4815m 3。
3) 大型直流电弧炉热装高铁水比炼钢的冶炼周期、吨钢生产需要的电耗和氧耗已达到阶段目标, 但仍需进一步探索如何合理、高效、均衡供氧、供电, 缩短冶炼周期, 降低生产成本。
由图1可知, 在全废钢冶炼时冶炼成本在4种工艺里是最高的; 热装铁水比在40%时, 使用GM 2B H 自耗式碳氧枪, 冶炼周期与冶炼氧耗均较佳, 但
参考文献:
[1] 傅杰, 史美伦. 现代炼钢流程冶炼工序的共性问题[J].中国冶
是电耗较高; 第3种工艺, 热装铁水比在70%时, 使用GMB H 自耗式碳氧枪, 其缺点是消耗大量吹氧管和供氧效率低, 必然导致冶炼周期加长, 吨钢氧气消耗量增大; 在第4种工艺, 热装铁水比在70%时,
金,2005, 15(12) :11.
[2] 李士琦, 陈煜, 刘润藻. 现代电弧炉炼钢技术进展[J].中国冶
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