[发明专利]一种适用于小功率电弧炉的炼钢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢方法，特别涉及一种适用于20吨以下的小功率电弧炉的炼钢方法。

背景技术

电弧炉炼钢需要向炉内吹入氧气，通常采用吹氧管法或氧枪法吹入氧气。使用吹氧管吹入氧气，一般是由人工或机械手夹持吹氧管，从炉门插入溶池，该法不仅存在着工作人员劳动强度大的缺陷，而且需要消耗吹氧管，使炼钢成本高，此外，还存在重大安全隐患。而氧枪因为具有供氧量大，高速(＞1.9G)的氧气流，具有较大的搅拌功能，对熔池进行强搅拌，从而提高炉内反应的速度、均匀钢水的成分和温度，是提高钢的内在质量首要条件，这些优点使得氧枪广泛用于电弧炉炼钢。供氧量大虽有利于提高钢的内在质量，但单位时间内输入的氧气量多，稍有控制不当，在小功率电弧炉内，特别是20吨以下电弧炉内，碳、氧发生激烈的氧化反应，炉膛内瞬间产生大量气体，在熔池内产生大沸腾，火焰、热浪裹带着钢水、钢渣从炉门喷射而出；这种熔渣喷溅，不仅对钢液中的金属造成了浪费，严重时会造成设备不同程度损坏，甚至对工作人员的人身安全造成威胁，严重影响了生产的连续安全运行，所以目前小功率电弧炉炼钢时，由于难以在提高钢的内在质量同时还兼顾到避免大沸腾事故的发生而仍然使用吹氧管向炉内吹入氧气。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的小功率电弧炉炼钢生产中仍然采用吹氧管吹氧的不足，提供一种能安全和稳定生产的使用氧枪吹入氧气而且可以避免在炉内发生大沸腾的适用于小功率电弧炉的炼钢方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：

一种适用于小功率电弧炉的炼钢方法，它包括以下步骤：原料准备、熔化、升温、氧化、还原及出钢，炼钢过程中使用氧枪供氧，

(1)所述熔化步骤为：通过将电弧炉通电熔化炉料，调节氧气流量为200～800m³/h对炉料助熔，当炉料熔清时将电弧炉断电；

(2)所述升温步骤为：熔池熔清后继续向炉内吹氧、造泡沫渣、升温，至熔体温度达到1570～1590℃，升温步骤中氧气流量为300～500m³/h；

(3)所述氧化步骤为：当熔体温度达到1570～1590℃时，控制氧枪的氧气流量为300～800m³/h，造泡沫渣、脱碳。

本发明适用于小功率电弧炉的炼钢方法，使用氧枪对电弧炉供氧，经过发明人多年来对小功率电弧炉炼钢的理论研究和实践生产经验，选择出本发明方法所述的熔化步骤、升温步骤和氧化步骤中的氧气流量，在本发明方法提供的氧气流量下，可以对熔池进行充分地搅拌，提高炉内反应的速度、均匀钢水的成分和温度，有利于熔池内气体逸出，可以提高所炼钢的质量，使通过本发明方法冶炼的钢锭，内在质量显著提高，其中H、O、N含量依次为H≤3ppm，O≤30ppm，N≤50ppm。而且，在上述氧气流量下，可以保证熔池均匀升温，有效避免大沸腾的产生：(1)、可防止因炉内氧化铁大量富集时发生的大沸腾：氧气流量过小时，炉内升温速度慢，将导致氧化铁富集，当炉内温度升至1470℃以上后，富集的氧化铁内的氧将与炉料中的碳将发生激烈的碳、氧反应，瞬间生成大量的CO气体，容易造成大沸腾事故发生；(2)、可防止脱碳速度过快时发生的大沸腾：通过调节氧化步骤的氧气流量，使氧化步骤的脱碳速度均匀并小于0.5[％C]/min，有效避免了因氧气流量过大、脱碳速度过快而导致大沸腾事故的发生。(3)、在熔池熔清时对电弧炉进行断电操作，停止使用电弧炉对熔池继续进行加热，而仅通过继续向炉内输入氧气对熔池升温，可以防止升温速度过快，避免大沸腾事故的发生；同时，断电可以节约能源。本发明方法能稳定炼钢，因为无大沸腾事故的发生，保护并增加了冶炼设备的使用寿命；在吹氧管法向电弧炉吹入氧气的炼钢方法基础上提高了吹氧效率，缩短了冶炼时间，降低吹氧管消耗，降低耐火材料消耗(约20％)；改善工人的劳动条件，降低劳动强度；降低了生产成本，冶炼1吨钢成本降低200～400元。

为了进一步控制脱碳速度，以降低炉内大沸腾事故发生的可能性，上述方法优选在造泡沫渣时加入氧化铁，每次加入的氧化铁重量为炉料总重量的1-1.5‰。

为了使上述适用于小功率电弧炉的炼钢方法更安全稳定，上述氧化步骤中优选在熔体温度达到1580℃时控制氧枪的氧气流量为500～700m³/h，以使脱碳速度为0.25-0.4[％C]/min。