[发明专利]一种电弧炉零电耗炼钢方法

说明书

技术领域

本发明是一种电弧炉零电耗炼钢方法，具体说，本发明涉及一种在高热装铁水比条件下减少冶炼过程中钢水和炉渣从炉门溢出的电弧炉炼钢方法，属于钢铁冶金领域。

背景技术

传统电弧炉炼钢以废钢、生铁等为原料，主要通过电弧加热对炉料进行熔化、升温，电能消耗量较大，并且冶炼时间也较长。近年来，随着废钢价格和电价的持续上升，电弧炉炼钢的成本压力越来越大。为此，江苏沙钢集团、安阳钢铁公司、南京钢铁集团等国内各大钢厂纷纷采用电弧炉热装铁水技术来降低生产成本和缩短冶炼周期。但随着热装铁水比例的提高，冶炼过程将存在以下问题：（1）由于电弧炉熔池较浅，炉内碳氧反应剧烈，炉内易产生喷溅，大量的钢水和炉渣从炉门溢出，导致石灰的利用率低、钢铁料消耗较高；（2）熔池中的温度主要受化学能控制，因此不容易控制炉内的脱磷反应。

专利CN1598000A公开了一种电炉转炉化生产工艺，其热装铁水比例达到55%～70%，耗电量低、电极消耗量小。但当炉内产生喷溅时，需立即停止供氧，不利于生产过程的顺行和生产节奏的提高。

专利CN102534112A公开了一种模拟转炉全吹炼的电弧炉冶炼工艺，其热装铁水比例为71%～79%，冶炼过程无需进行通电操作。但该方法中将废钢一次性从炉顶加入，兑入一次铁水后3～8min时间内熔池很难熔清，此时迅速兑入二次铁水将会导致熔池温度不均匀，底部温度较低，因此在后续的冶炼过程中熔池很容易产生喷溅和沸腾问题，从而导致大量的钢水和炉渣从炉门口溢出；且冶炼过程需全程采用流渣操作，因此热量的损失较大，石灰和钢铁料的消耗较高。

专利CN102634637A公开了一种热装铁水比例为85%～95%的电弧炉转炉化的操作工艺。该方法中由于铁水的比例高达85%～95%，且炉内留钢留渣量较大，因此熔池很容易熔清；并通过连续慢兑铁水的方式保持熔池温度的均匀性，从而解决电炉转炉化生产喷溅严重的问题。但该方法中兑铁水的时间需要20～40min，热量损失较大。并且当铁水的比例为70%～80%时，若采用此方法，熔池很难熔清，冶炼时间将会增加。

发明内容

为克服现有电弧炉在不通电条件下进行冶炼所存在的问题，本发明的目的在于提供一种电弧炉炼钢工艺，该工艺可在热装铁水比例为70%～80%的条件下实现零电耗冶炼，并能解决冶炼过程的喷溅和脱磷困难等问题，还可降低钢铁料和渣料的消耗。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本方案包括装料操作、吹氧操作、造渣操作、出钢操作；装入的炉料为废钢和铁水，其中废钢料占装入量的20%～30%，铁水占装入量的70%～80%；通过液压装置将竖井中的废钢推入炉内，推入的速度为1～3t/min；通过炉壁专用的加铁水溜槽将铁水分两次加入炉内，一次铁水占铁水总量的40%～80%，兑铁的速度为15～30t/min，二次铁水占铁水总量的20%～60%，兑铁的速度为4.5～6.5t/min；同时，向炉内加入石灰进行造渣、吹入氧气进行熔炼；当钢水的温度达到1600～1650℃、钢水中磷的质量分数小于0.02%、碳的质量分数为0.04%～0.5%时，完成电弧炉冶炼。

所述的电弧炉炼钢方法，新的冶炼周期开始后，首先向炉内装入废钢，1～2min后开始兑入一次铁水，10～30min后开始兑入二次铁水。

所述的电弧炉炼钢方法，开始兑入二次铁水时，熔池的温度为1450～1550℃。

所述的电弧炉炼钢方法，废钢料的尺寸要求为：堆密度大于0.8t/m³，最大单重不超过100kg。

所述的电弧炉炼钢方法，在一次铁水兑完后，向炉内分批少量加入5～15kg/t石灰提前造渣；并在兑二次铁水的过程中向炉内分批少量加入5～15kg/t石灰，炉渣的碱度控制在2.0～2.5；兑完二次铁水后，将P₂O₅含量较高的炉渣从炉门排出，再向炉内分批少量加入5～15kg/t石灰造新渣。

所述的电弧炉炼钢方法，兑完一次铁水后，开启炉壁氧枪和炉门氧枪进行吹炼，炉壁氧枪的氧气流量控制在1.0～1.5m³/(min·t)，炉门氧枪的氧气流量控制在0.4～0.8m³/(min·t)；当氧枪的吹氧量为30～35m³/t时，退出炉门氧枪，只用炉壁氧枪进行吹炼。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

（1）通过连续向炉内少量推入废钢的方法，有利于废钢的熔化和熔池的快速形成，从而可提高氧气的利用率、缩短冶炼周期；