[发明专利]电弧炉炼钢助熔方法

说明书

本发明属于冶金炼钢领域，特别适用于电弧炉冶炼废钢的助熔方法。

在冶金炼钢领域中，采用电弧炉冶炼废钢，其熔化过程要占炼钢全过程的大部分时间，因此作为缩短炼钢的熔化时间，降低熔化期的电耗，提高生产率，降低成本是目前研究的方向，在电弧炉中熔化废钢的热源主要来自电极与炉料之间所产生的电弧，由于热点少和传热慢，从而造成了废钢的熔化速度慢。因此人们采用辅助热源，以加快废钢的熔化速度。在现有技术中已被人们所采用的电弧炉助熔技术有：油氧方法，喷吹燃油和氧气燃烧助熔，燃气助熔方法，喷吹煤气或天然气加快废钢熔化，吹氧助熔方法，在废钢发红以后，通过吹氧直接熔化废钢，煤（焦）氧助熔方法，采用特殊喷咀，向炉内喷吹煤（焦）粉和氧气燃烧助熔。在上述的几种采用电弧炉冶炼废钢的方法中均有不足之处，例如油氧方法和燃气助熔方法，由于受到燃油和燃气资源缺乏的影响，目前在我国该方法很少被采用，已被广范应用于生产中的有煤（焦）氧助熔方法和吹氧助熔方法，而煤（焦）氧助熔方法，由于需要制粉（粉粒度小于1mm），粉剂输送，喷吹控制等多道工序，其设备投资大，现场改动大，喷粉过程中还经常出现粉剂阻塞管道使喷吹失败现象，并且在吹粉过程中烟尘很大，该方法的不足之处是工艺复杂，投资大，常影响生产和粉尘污染大，吹氧助熔方法也是目前国内普遍采用的方法之一，该方法是采用从炉口插入氧枪吹氧与赤热的废钢中的各元素（如Fe，i，C，Mn等）反应放热而升温，其特点是简单方便，但缺点是金属收得率降低，热量少，升温慢和助熔效果差等不足之处。

本发明的目的是提出一种助熔效果好，操作简单方便和经济的电弧炉冶炼废钢的助熔方法。

本发明电弧炉炼钢的助熔方法的基本内容是在原电弧炉炼钢的基础上，不再作对设备的任何改动，和不再增加其它设备的条件下，只是在炉料中加入一定粒度的助熔燃料，通过插入炉内的钢管向炉内吹氧，燃烧助熔燃料，加快废钢的熔化。根据本发明的目的和基本内容，本发明所采用的助熔燃料，可以是硫含量小于1%的低硫煤，也可以是焦碳，助熔燃料的粒度应为3～100mm，而小于30mm的助熔燃料应采用袋装方式加入炉中。这样可以避免在吹氧助燃时，小粒度的助熔燃料所产生烟尘而使助熔燃料损失掉和减少不必要的粉尘污染，以及防止小粒度料掉落炉底而不能起到助熔效果。在本发明电弧炉冶炼废钢的方法中，助熔燃料的加入量应每吨钢加入5～50kg的助熔燃料，加入量过低，则炉内升温太慢，而加入量过高则容易造成助熔燃料的有效燃烧率降低，钢水中碳量增高而不易控制。本发明电弧炉冶炼废钢方法的布助熔燃料，是采取在炉内炉料平均高度的2/5～4/5范围内布置助熔燃料，也就是将助熔燃料布置在炉料的中间层附近段，但必须要避开送电电极的工作区域。因为在电极正下方，放置助熔燃料是不利于电极下降熔化废钢和吹氧燃烧助熔燃料的，同时对电极的烧蚀也会加快，实际布料为炉内底层是炉料，中间层是炉料和助熔燃料，上层仍是炉料，由于本发明方法是采用炉内装入助熔燃料，再经吹氧燃烧助熔，需要热源点火燃烧助熔燃料，所以要求吹氧燃烧助熔的时间必须在送电电极穿井以后进行，而吹氧燃烧助熔燃料所需的氧气压力不易过大，应控制在0.8MPa以下，其原因是当氧压过大，则氧气出口速度大，而氧气的利用率则降低，同时被熔化的熔液飞溅也严重，这样很容易烧蚀炉衬和电极，在吹氧燃烧助熔燃料熔化炉料的过程中，也可根据炉内助熔燃料的消耗和炉内炉料所熔化的情况，根据需要量从炉口处补加部分的助熔燃料，以加快炉料的熔化效果。

采用本发明电弧炉炼钢助熔方法与现有技术相比较具有以下特点。本发明方法与吹氧助熔方法相类似，不需要再另加设备投资，但助熔效果明显优于现有技术，另外合金元素损失小，节能效果显著。本发明方法与其他现有技术相比较具有设备投资少，操作简单方便、可靠和助熔效果好，能明显提高节能效果等特点。

实施例

采用本发明方法在12吨电弧炉中冶炼普通建材钢，每炉总装入助熔燃料（块煤粒度30～90mm，袋装煤和焦炭粒度5～30）共240Kg，在送电穿井后，采用0.5MPa压力的氧气吹氧燃烧助熔燃料，在助熔过程中，根据炉料熔化情况分批从炉口加入块和袋装的助熔燃料共计36Kg。采用本发明方法与现有技术在同炉冶炼相比较，其每炉熔化期平均每吨钢电耗降低65Kwh，炉料的熔化时间均缩短20分钟以上。