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碱性电弧炉炼钢工艺流程

碱性电弧炉炼钢工艺流程
七个阶段 一、原料准备 二、补炉 三、配料及装料 四、熔化期 五、氧化期 六、还原期(精炼) 七、出钢 一、原料准备 废钢是电弧炉炼钢的主要材料,废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率,因此,对 废钢质量有如下几点要求。 1、废钢表面应清洁少锈,因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能,延长熔化时间,还 会影响氧化期去磷效果及侵蚀炉衬。废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率, 并增加钢中的含氢量。 2、废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。铅的密度大,熔点低,不溶于钢液,易沉积 在炉底缝隙中造成漏钢事故;锡、砷和铜易引起钢的热脆。 3、废钢中不得混有密封容器,以及易燃、易爆物和有毒物,以保证安全生产。 4、废钢化学成分应明确,且需按成分分类存放,硫、磷含量不宜过高。 5、废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过 300mm×300mm,最大长度不宜超过 350mm 二、补炉 一般情况下,每炼完一炉钢后,在装料前要进行补炉,其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破 坏的部位,以维持正常的炉体形状,从而保证冶炼的正常进行和安全生产,补炉的要点如下: 1、出钢后立即检查炉衬,需填补炉底时,应先将炉底残渣全部扒出,然后进行填补。 2、补炉的原则是薄补、快补。要先补炉门两侧及出钢口处,后补其余部位。因为补炉料要依靠炉 内的残余温度来烧结,所以补炉越快、炉内热损失就越少、温度就越高、烧结就越好。而出完钢 后炉门口及出钢口处,冷空气较流通、容易冷却,出钢口的坡度又关系到钢水能否倒尽(如钢水 倒不尽,炉底易坏,并易使后一炉化学成分不稳定) ,所以要先补炉门两侧及出钢口处 3、补炉料要提前半个小时混合均匀,补炉后放下电极烘烤 30min,若补镁砂量较大,应酌情延长 烘烤时间。 三、配料及装料 配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分,配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常 地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注意以下几点:一是必须正确地进行配 料计算和准确地称量炉料装入量;二是炉料的大小要按比例搭配,以达到好装、快速熔化的目的; 三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用;四是配料成分必须符合工艺要求。 装料前应先在炉底铺上一层石灰,其重量约为炉料重量的 2%,以便提前造好熔化渣,有利于早期 去磷,减少钢液吸气和加速升温。 装料时应将小料的一半放入底部,小料的上部、炉子中心区放入全部大料、低碳废钢和难熔炉料, 大料之间放入小料,中型料装在大料的上面及四周,大料的最上面放入小料。凡在配料中使用的 电极块应砸成 50~lOOmm,装在炉料下层,且要紧实,装好的炉料为半球形,二次加料不使用大 块料及湿料。 四、熔化期 在电弧炉炼钢工艺中,从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期的任务是将固体炉料 迅速熔化成钢液,并进行脱磷,减少钢液吸收气体和金属的挥发。熔化期的操作工艺如下: 1、启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料,电弧与炉顶距离很近,如果输入功率过大、电压过高, 炉顶容易被烧坏,因此一般选用中级电压和输入变压器额定功率的 2/3 左右。 穿井阶段。这个阶段电弧完全被炉料包围,热量几乎全部被炉料吸收,不会烧坏炉衬,因此使用

最大功率,一般穿井时间为 20min 左右,约占总熔化时间的 1/4。 3、电极上升阶段。电极“穿井”到底后,炉底已形成熔池,炉底石灰及部分元素氧化,使得在钢液 面上形成一层熔渣,四周的炉料继续受辐射热而熔化,钢液增加使液面升高,电极逐渐上升。这 阶段仍采用最大功率输送电能,所占时间为总熔化时间的 1/2 左右。 4、料熔化过程中,应根据炉料中含 P 量的高低,可分批加入适量的石灰及矿石造渣,以利于脱 P, 加入的石灰量约为炉料重量的 1%~2%,为了调整炉渣的流动性,可加入适量的萤石。 5、在熔化过程中应不断“推料助熔”,当大部分废钢发红时,可以将炉壁氧枪切换到射流模式切割 废钢,加快废钢的熔化。同时对一些冷区我们可以采用人工吹氧干预。 五、氧化期 加入氧化剂(氧气) ,使钢液中的碳氧化而熔池产生沸腾的阶段叫氧化期。氧化期的主要任务是脱 碳、脱磷,以及去除气体和夹杂物,并提高钢液温度。氧化期的操作工艺如下: 1、氧化期前一阶段,钢液温度较低,主要是造渣脱磷,炉内的脱磷反应为: 5FeO+2Fe3P=P205+11Fe+Q P205+CaO=CaO?P205+Q 由以上反应可看出,要提高脱磷效果,必须造成强氧化性(WFeO 为 12%~20%)、强碱性(CaO 浓 度要高,R=2~3)的炉渣,炉渣流动性要好。适当偏低的温度,加强钢渣的搅拌,以利于脱磷反应 的进行。 当钢液温度达到 1550℃后,氧化期进入第二阶段。氧化第二阶段主要是进行氧化脱碳沸腾精炼, 以去除钢液中的气体和夹杂物。我公司在实际生产中氧化脱碳采用炉门氧枪+炉壁氧枪吹氧气结合 脱碳法,炼钢过程中碳的氧化反应是一个非常重要的反应,其有利于整个熔池的迅速加热,也有 利于钢液成分的均匀化。具体化学反应如下: 0+C=CO↑,FeO+C=Fe+CO↑。 在氧化的第二段段,石灰加入应多批、小量配合氧枪吹氧使熔池沸腾活跃并使炉渣保持良好的流动性,做 到炉渣自动流出 3、氧化期操作要点:①可分批加石灰,每批加石灰量控制在 500-800kg,每批间隔时间需>8min。②为确 保熔池沸腾良好,应将氧化脱碳速率控制在每分钟 0.01%~0.03%。③调整渣况。当氧化沸腾开始,采用 自动流渣,要求炉渣 R=2~3,炉内渣量控制在 5%~7%。④温度控制。氧化期总的来讲是一个升温阶段, 升温速度的快慢根据钢液中磷的情况而定。氧化末期必须使钢液温度升高到大于该钢种出钢温度的 10~ 2O℃。⑤净沸腾。当温度、化学成分合适,调整好炉渣,让熔池进入自然沸腾(5~10min),使钢液中的残 余含氧量降低,并使气体及夹杂物充分上浮,以利于还原期的顺利进行。⑥电炉放钢,注意控制好倾炉速 度 ;过快钢水容易侵蚀到电炉水冷设备,过慢容易下渣。⑦增碳及加合金对钢水预脱氧。根据终点化验 成份在钢包内钢水量达到 1/3 时向钢包内加入合金和增碳剂。 6、取第二只还原样,待成份合格,温度合适时,调整氩气压力,对钢水进行软吹,时间保证大于 5 分钟 以上。 LF 炉生产流程 转炉、 出钢,出钢过程加合金、加渣料(石灰 石灰、 转炉、电炉 EBT 出钢,出钢过程加合金、加渣料 石灰、萤石等 2%),底吹氩、通电升温、化渣, ,底吹氩、通电升温、化渣, 10 分钟取样分析,加渣料 %),测温取样,加合金看脱氧,准备出钢。 分钟取样分析,加渣料(1% ,测温取样,加合金看脱氧,准备出钢。 一般 30-50 分钟,电耗 50-80kwh/t; - 分钟, - ; 现代转炉、电炉与连铸联系的纽带。 现代转炉、电炉与连铸联系的纽带。 钢包炉精炼法的优点 ①可对钢液进行加热和电磁感应搅拌(夹杂物易于上浮去除),钢液的脱气时间可以不受限制,操作 灵活,可以进行脱硫、脱氧、脱碳、调整成分和温度,钢液的质量大大提高; ②提高了初炼炉(转炉、电炉)的生产能力,即在转炉内,只进行钢液的脱碳、脱磷和调整温度; 在电弧炉内,只进行炉料的熔化、脱碳、脱磷和升温;所有的钢液精炼任务都在炉外精炼过程中 完成,缩短了初炼炉的冶炼时间; ③扩大了冶炼品种。由于精炼过程中可以加入大量铁合金,可生产由碳素钢到合金钢等品种(解决 解决 了转炉冶炼优钢问题) 了转炉冶炼优钢问题

④降低成本,初炼炉的冶炼时间大大缩短,降低了冶炼消耗(电耗、耐火材料等),提高了铁合金的 收得率; ⑤改善了钢锭(坯)的表面质量; ⑥对于大断面钢坯可以减少氢扩散退火时间,节约能源。 衔接作用 钢包炉精炼法采用氩气搅拌、大气压力下石墨电极埋弧加热和有渣精炼,为了脱气,也可采用真 空系统。它是一种集电弧加热、气体搅拌、真空脱气于一体的钢液精炼方法,通过强化热力学和 动力学条件,使钢液在短时间内得到高度净化和均匀,从而实现各种冶金目的。LF 炉具有加热功 能,可以为连铸提供温度合格的钢液,保证连铸生产的顺行,是连接初炼炉与连铸工序之间的韧 性环节 LF 精炼炉工艺参数 钢液加热升温速度 2~5℃/min; 氩气搅拌时钢液温度下降速度 1℃/min; 因脱气造成的温降速度为 3.5℃/min; 埋弧加热钢液,电弧稳定、热效率高而噪音小。 七、出钢 出钢必须做到以下几点: 1、成分合格,各主要元素达到内控规范要求。 2、脱氧良好,出钢前 7-8 分钟不允许加入任何原辅材料。 3、软吹时间要保证,温度适中。



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