增加铁水热装率并改造渣制度的电炉炼钢工艺

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1、增加铁水热装率并改造渣制度的电炉炼钢工艺端平建，张永良，杨学敏，1）山西太钢不锈钢集团有限公司技术中心，山西03003，中国2）中国工程院，中国科学院，北京100190。，中国摘要：一种可以同时增加铁水热装率并改进造渣制度的电弧炉炼钢新工艺被开发并且在山西太钢不锈钢集团有限公司炼钢1厂的50吨电弧炉上应用超过一年。这个新型的电弧炉炼钢流程的关键是收取热装铁水的连个部分或步骤：第一，35wt％-40wt％铁水在一个特别设计的吹氧脱碳反应器里预处理并且提高铁水温度和预熔熔渣；第二，30wt%的铁水被装入有来经过真空顶吹炉和脱气炉精炼的高碱度熔渣的的电弧炉内。结果表明，新型电炉炼

2、钢流程的铁水热装率可以达到约65wt%-70wt%；同时，50吨电弧炉的冶炼周期缩短5-10分钟，电消耗减少35-50kW·h/t,钢水石灰消耗减少10.5kg/t，钢水中有害重金属的含量可以很容易被控制在低于钢种要求的上限值或者相比较于传统电弧炉炼钢流程的等级。此外，脱磷能力显示有轻微的加强，但较弱的脱硫能力并不能阻碍它的更广泛应用，因为一个更强大的脱硫能力可以在电弧炉流程后的LF和VD流程的二次精炼中实现。关键词：电弧炉，装率，熔渣；精炼渣；石灰1、绪论传统的电弧炉炼钢流程全部用或者高比例下脚料作为废钢导致高含量的有害的的重金属成分恶化刚的规格和等级[1]。因此，正常电

3、炉炼钢流程图和组织成分通常被带有复杂化学成分的过量装废钢影响。广泛共识，最有效避免和解决这个难题的方法是增加金属热装率。然而，过多的热金属炉料可能延长电弧炉炼钢工艺的冶炼周期。因为来自大量带点电热金属的高碳负荷，在EAF炼钢工艺流程中，会加重脱碳作用。为了全面利用优势以增加铁水热装率从而缩短EAF炼钢工艺的冶炼周期，最重要的是探讨最佳铁水热装率。一个新的EAF工艺，在此工艺中，热装铁水分两步和回收脱气真空炉中高碱度炉渣以消除高金属热装率对冶炼周期的影响，这个工艺在研究中被开发。这种可以缩短冶炼周期的EAF工艺炼钢流程，应经被用在山西太钢不锈钢集团有限公司炼钢1厂的50吨电弧

4、炉上，因为传统的EAF炼钢工艺的冶炼周期被要求缩短到完成增加钢产量的要求，铁水热装率增加去解决来自一座新建的炉容4350m3高炉剩余热铁水。这种新型EAF炼钢工艺的关键如下描述，1）全部的热铁水分两步进EAF，ie，在炉料废弃物，第一个热钢熔池以后，而熔池内大量鼓入氧气到脱碳作用已被预处理。2）接通电源熔化装入的废钢后二次熔池中的钢水配合高碱度LF-VD炉渣被装入电弧炉中。在这篇论文中，新开发的电弧炉工艺被简洁的介绍，新型电弧炉工艺对冶炼周期，电量和石灰消耗，脱磷脱硫能力，有害重金属的含量的影响根据50t电弧炉上超过一年的工业试验被分析出来。同时，新型电弧炉的经济评价也被提

5、供出来。2.电弧炉炼钢新工艺2.150吨电弧炉炼钢工艺流程图与传统炼钢流程工艺不同，现在的电弧炉炼钢工艺流程图如图1所示，该工艺已在山西太钢不锈钢集团有限公司炼钢1厂正常运行超过12个月。显然，和传统炼钢工艺流程图主要不同的是高铁水热装率和改进了适应电弧炉炼钢新工艺的造渣制度。高铁水热装率和改进了应用在50t电弧炉上的造渣制度的电弧炉炼钢新工艺的流程图如下描述：1）装入20t废钢后，20-25t铁水的第一歩，被预处理吹氧脱碳和提高温度，熔化精炼渣，装入电弧炉。2）电接通后，氧气被吹入电弧炉初步熔炼；3）第二步，来自高炉并且回收脱气真空炉中高碱度炉渣的20t铁水被装入；4）精

6、炼流程需要更多的通电和吹氧时间；5）成分和温度被确定已完成出钢要求。2.2铁水预处理器铁水预处理的容器被改成一个通用的铁水包，其中一个如图2所示。铁水包的炉衬用镁碳砖砌成，而水冷喷枪的吹氧系统是新设计的。铁水预处理反应器和氧枪的主要参数别列于表1.。铁水预处理与50t电弧炉共用一个除尘系统，因为除尘系统的的能力足够大。虽然铁水预处理流程被加在电弧炉炼钢新工艺中，除了氧枪系统没有新预处理装备，因为相关的预处理装备，例如铁水预处理反应器，可以换成铁水包。2.3铁水预处理的脱碳和升温众所周知，提高电弧炉工艺中铁水热装率与冶炼周期的比有两种相反的结果。为了促进提高冶炼周期中铁水热装

7、率的积极效果并减少负面效果，电弧炉炼钢新工艺采用措施使铁水分两步装入电弧炉或钢包，第一个熔池内的铁水被吹氧预处理部分脱碳从4.0wt%到1.5wt%-2.2wt%，温度从1553-1623K提高到1773-1873K。与传统的铁水预处理不同，即脱硅、脱磷、脱硫，新开发的铁水预处理技术在一个特殊的和LD法炼钢容器相似的反应器内实施，用氧气顶吹脱碳的方法从4.0wt％至1.5wt％，铁水温度从1553-1623K提高到1773-1873K，并且预熔石灰和其他熔渣辅助材料。应该特殊强调的是铁水预处理的脱硫能力很有限。2.