转炉冶炼与电炉冶炼的共性探讨.doc

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1、转炉冶炼与电炉冶炼的共性探讨    现代炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程。2004年世界粗钢产量达10.548亿t，其中转炉钢66452万t，占63%，电炉钢35652万t，占33.8%。现代炼钢流程的冶炼工序为转炉冶炼和电炉冶炼。　　近年来，中国转炉钢产量迅猛增长，1993—2000年电炉钢年产量在1900万ｔ左右，致使电炉钢占整个钢产量的比例从23.2%降至15.7%，平均每年下降一个百分点。在这种情况下，在对于国内电炉钢发展问题上出现了不同的看法。本文从现代转炉与电炉的共性方面，探讨一下不同炼钢流程的发展问题。　

2、　现代转炉与电炉的共性问题　　1  现代炼钢流程冶炼工序的功能演变　　　　随着技术的进步，传统转炉和电炉的功能在发生转变。现代转炉的功能逐步演变为：①快速高效脱碳器；②快速升温器；③能量转换器；④优化脱磷器。现代电炉的功能演变为：①废钢快速熔化器。现代电弧炉冶炼的一个重要特征是冶炼周期显著缩短，已达到35～45ｍｉｎ，与同容量转炉冶炼周期相当，可满足高效连铸多炉连浇的节奏要求，成为一废钢快速熔化器。②快速升温器。电弧炉原料中的废钢、生铁和ＤＲＩ熔化后，为满足出钢温度要求，快速升温，现代电弧炉成为了一个快速升温器。③能量

3、转换器。现代电弧炉的能源结构包括电能、化学热和物理热。为缩短冶炼周期，必须充分利用变压器功率，增加电能输入；增加化学热和物理热。在一定的冶炼周期条件下，3种能量可互相转换。目前，中国部分地区电力紧缺，价格高，可增加化学热和物理热的比例，炉料预热可增加物理热。采用废气预热炉料技术可增加物理热，减少电能的输入。原料中高配碳，生铁成为主要原料之一，加铁水是最好的生铁预热方式，可增加化学热和物理热。现代电弧炉成为一很好的能量转换器。④高效脱碳脱磷器。为了缩短冶炼周期，以满足高效连铸节奏的要求，强化供氧，脱碳速度快，在废钢熔化和

4、升温过程中电弧炉冶炼具有良好的脱磷条件，现代电弧炉成为一高效脱碳脱磷器。⑤废弃塑料、轮胎等的处理器。现代转炉流程的焦炉、高炉工序可回收部分废弃塑料；现代电弧炉流程也可能具有处理废弃塑料、轮胎等增加化学热的功能，且成本较低，但要注意环境保护。　　　　如上所述，转炉和电炉的功能已演变为基本相近，只是由于炉型不同，原料成分(主要是Ｃ，Ｐ)不同，在脱碳量、脱碳速度和脱磷要求方面有所不同，从而工艺有所差别。　　2  能源结构　　　　钢铁冶金工程包括转炉炼钢和电弧炉炼钢，本质上均属于铁煤化工工程。　　　　转炉炼钢的铁素原料主要来自

5、铁水(铁矿石)及冷料(生铁块及废钢)，碳素原料亦来自铁水及冷料。用于炼钢的能源，主要是吹氧与碳反应生成的化学热以及在高炉冶炼过程鼓入的热空气(可以是富氧的)与加入的焦炭和喷入的煤粉反应放热而使铁水带入的物理热，炼钢过程中能源表现形式有化学热和物理热。　　　　电弧炉炼钢过程的铁素原料主要来自废钢及生铁，碳素原料亦主要来自废钢及生铁(碳可用喷粉方式加入)。用于炼钢的能源，主要来自由煤转换出来的电能(火力发电)以及吹氧与碳反应生成的化学热(包括废钢预热过程烟气中ＣＯ二次燃烧热)以及从预热废钢带入的物理热。炼钢过程中能源表现形

6、式有电能、化学热和物理热，它们比例有所不同，可以互相转换。传统的电弧炉冶炼以电能为主，现代电弧炉冶炼过程中化学热和物理热占能耗的50%以上。物理热可以由废钢显热，加部分铁水代替生铁带来，也可像ＥＣＯＡＲＣ技术一样，由化学热及电能转变而来。转炉主要是利用铁水的化学热和物理热，传统电弧炉主要是利用电能，现代电弧炉炼钢增加了化学热和物理热，电耗只占总能耗的1/3左右。　　3  现代炼钢生产流程的原料结构　　　　现代转炉钢生产流程的主要原料是铁水和冷料(包括废钢、生铁)，铁水主要取决于矿石、焦煤资源。　　　　现代电炉钢生产流程

7、的主要原料是废钢和生铁，加入生铁是为了有效进行高配碳操作，为了进一步缩短冶炼周期，最好是加入部分铁水。　　　　因此现代转炉和电炉的主要原料均是铁水和废钢只是二者比例不一。废钢由污染环境的废弃物变为钢生产的有用“资源”。　　4  现代炼钢流程的冶炼周期　　　　从技术上考虑，转炉存在一合理的冷料(废钢或生铁)加入比，电炉存在一合理的铁水加入比。目前，现代电炉冶炼周期与转炉的冶炼周期基本相当。　　5  现代炼钢流程以氮代氩底吹问题　　　　为均匀成分和温度，现代大型转炉采用顶底复吹，现代大型电炉也采用底吹技术，吹气采用氮氩切换

8、方式，前期吹氮，后期吹氩。根据碳氧反应可以脱氮和在炼钢温度及氧化性条件下氧硫表面活性作用对钢液吸氮具有阻碍作用的原理，采用冶炼过程中全程吹氮，电炉出钢氮可<30×10-6，顶底复吹转炉全程底吹氮出钢时氮含量可在10×10-6左右。　　　　钢材中的氮取决于现代炼钢流程冶炼工序出钢后增氮量，应注意加强出钢后钢液的保护，防止钢液直接与大