电炉铁水热装新工艺及其高炉铁水运输车

摘要

电炉铁水热装新工艺及其高炉铁水运输车,是将高炉铁水直接加入电炉以替代部分废钢进行冶炼,本发明的特点是将高炉生产的铁水在热状态下,用高炉铁水运输车将铁水运输到超高功率电炉车间,合理确定了铁水加入电炉的比例、位置、时间、氧气用量。采用此工艺后,拓宽了电炉的原料领域,既解决了生铁的销路,又解决了钢水的纯度问题,还节能降耗。如铁水加入量在20%－30%之间,吨钢平均电耗可降低50KWh,经济效益尤为明显。

说明书

本发明涉及一种将高炉铁水直接加入电炉以替代部分废钢进行炼钢新工艺及其高炉铁水运输车，属冶金技术领域。

电炉所用原材料废钢，因其来源复杂，种类繁多，无法进行鉴别，易造成钢中镍、铬、铜等杂质元素上升，使钢材的品种、质量受到制约。另外，电炉炼钢属高能耗的炼钢工艺。电炉热装铁水炼钢是用废钢加上热铁水作原料，即将高炉铁水直接加入电炉，以替代部分废钢进行冶炼。这种热装铁水炼钢新工艺，可明显降低电炉电耗，增加产量，提高钢水纯度，但电炉加入铁水的量、加入时间，对各种经济指标有明显的影响，尤其是铁水中的化学能的释放，对操作能否顺利进行，影响较大。目前，电炉热装铁水炼钢，尚在开发摸索中。

本发明的目的是公开一种电炉铁水热装新工艺，主要是公开最佳的铁水加入量、加入位置、加入时间和氧气用量。

本发明的工艺流程为，高炉铁水经生产线或车辆运输，以代替部分废钢加入电炉，经熔炼后至钢包精炼炉再至连铸生产线。实施本发明的技术要点是：

1、铁水加入时间

电炉加入铁水，是在不改变电炉结构情况下进行的，在冶炼过程中，可以加铁水的合适时间为：

(1)加完第一包废钢料后

在电炉内加入第一包废钢料后，冶炼一段时间后放开炉盖加入铁水，由于铁水加入较早，C-O反应时间充分，一般对冶炼不产生额外负担。如铁水加入量较大或者加入位置不当时，易造成炉料搭桥，一旦形成搭桥不但难于处理，而且影响下一包废钢料的加入，增加一次旋炉盖的次数，增大了热量损失。为防止这一现象，加入铁水的位置应以炉膛中间加入。

(2)加完第二包废钢料后

当铁水在第二包废钢料冶炼期间加入时，由于C-O反应的时间较短，往往造成熔清C太高，使冶炼产生额外的脱C负担，延长了冶炼时间，同样，当加入量较多且加入方式不当时，极易形成炉料的搭桥。当炉膛下部废钢已经全部熔化，形成熔池，而上面却布满了废钢，铁水遇废钢冷却后，象粗结剂一样将废钢沾住。一旦温度升到足够时，废钢轰然塌入高温的熔池内，激烈的C-O反应形成大沸腾和喷溅，极易造成严重的设备和人身事故，因此，加完第二包废钢料后，必须控制铁水的加入量。

(3)出钢后加入

由于铁水加在炉料下方，不会影响操作，C-O反应时间较长，热效率高，是较为理想的加铁水方式，同时因减少了一次炉盖旋开，既缩短了加料时间，又减少了热损失。

2、铁水加入量

当铁水比例在15％-20％时，电炉操作基本不变，电耗降低，冶炼时间略有缩短，电炉熔清碳基本保持不变。当铁水比例在20％-40％时，电炉碳氧反应激烈，易形成喷溅，钢渣从炉门喷出，极易造成人身安全事故。为避免这种现象，应增加氧气流量，改善吹氧条件，控制C-O反应的进度和程度。当冶炼硅钢时，铁水加入量的最大比例为50％-60％，为防止引起强烈沸腾，需控制脱C速度。在整个冶炼过程中，基本上吹氧操作，不送电，全部冶炼过程靠化学能供热。

3、氧气用量

电炉使用铁水热装后，如供氧能力不足，易造成熔清钢中含C量高，脱C时间长，不利炼钢操作顺利进行。因此，必须保证足够的供氧量。为降低成本可选用纯度为90％-94％的低纯度氧。低纯度氧可采用真空变压吸附技术制得，它主要是利用二个工艺床中交替使用分子筛吸附剂，用于从空气中分离氧气，分子筛选择性吸收氮气、水、二氧化碳氢化合物分子，而让氧气通过，获得纯度90％-94％产品氧。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。附图1为本发明的工艺流程图，附图2为本发明的瞬时氧气流量图，附图3为高炉铁水运输车示意图。实施例1：将高炉铁水注入铁水包2，铁水包2用耐高温钢板，制成圆桶形，包壁衬耐火材料3，铁水包2两侧有耳轴4。铁水装入铁水包后，在铁水表面覆盖一层保温剂，再盖好铁水包盖1保温。铁水包用高炉铁水运输车9运送，高炉铁水运输车9中部有铁水包固定支架6和固定法兰5，通过支架导向板将铁水包定位在固定法兰5内。为防止铁水包万一发生穿包，铁水损坏车架或流到地面上，引起事故，在车架底部产置铁水包的凹形槽8内壁砌有耐火材料7。将第一废钢包料装入电炉，熔4-5分钟后，电极穿井到底时加入铁水，加入比例为15％-20％。高炉铁水运输车进入主跨后，用行车将铁水包盖吊走，再将铁水包吊起，放到电子秤上稳重，再将铁水包吊至电炉上方，停止向电炉供电，旋开炉盖，沿电炉中心部位电极穿井位置徐徐倒下，以保证铁水不沾在废钢上，并流入熔池下部。铁水加入电炉后，立即进行吹氧操作，采用纯度90％-94％氧气，氧气流量4000Nm³/h吹氧13分钟，加第二次废钢，吹氧16分钟氧气流量4000Nm³/h，熔化炉料，钢液至精炼炉，吹氧10分钟，氧气流量2500Nm³/h，同时吹氩气，搅拌钢液并加大除尘系统的抽气量和抽气时间，使氮气大部分逸出，出钢。

实施例2：如铁水加入量达到40％，超高功率电炉，氧气流量可达2500Nm³/h，脱碳速度为0.03-0.08％/min，其它工艺参数及操作过程同实施例1。

实施例3：如冶炼的是中高碳钢，在冶炼后期，当温度＞1580℃时，停止供电，靠化学能供热。其它过程同实施例1。

按上述工艺，各实施例分别选取100炉，经检测电炉熔清C的平均含量为0.29％，满足钢种要求。成品钢的氮气含量均在正常范围内。

采用铁水热装炼钢新工艺后，如铁水加入量在20％-30％之间，吨钢平均电耗可降低50KWh。钢中镍、铬、铜等杂质元素含量随铁水加入量的增加而明显降低，利于生产各种优质钢材。。