一种双联热兑的电炉炉衬烘烤工艺

摘要

本发明提供的一种双联热兑的电炉炉衬烘烤工艺，其步骤是向炉内投加第一蓝料时，仅投加占总装量的60-68%废钢铁料和20-25%铁水，在炉底熔池形成后，保持8-12min；在炉铁液凝固到60%以上时，兑加总装量的8-12%的液态钢渣，其投料送电档位不得超过4档，冬季送至18MWH，夏季送至16MWH，送电时55-60分钟；在投加第二篮料时，依据公式的计算补加其石灰量；在电炉通电起弧穿井后，停电18-22min，然后向电炉再兑加占总装量的20-30%的铁水，然后通电冶炼，待到70%的炉料熔清，即结束炉衬烘烤，进行正常的冶炼操作，其中新炉子出钢温度控制在1630-1650℃；采用该工艺，烘烤新炉衬的冶炼时间缩短到3小时以内，节约氧耗30-150m3，电耗下降到500Kwh/吨以内。

权利要求

1.一种双联热兑的电炉炉衬烘烤工艺，其特征在于：包括普通电炉和高功率的电炉、电阻炉的新炉开炉技术，针对炉底以捣打料为主的烘烤和炉墙镁碳砖的烘烤；

其步骤：向炉内投加第一篮料，投加占总装量的60-68%废钢铁料、20-25%铁水，在炉底熔池形成后，保持8-12min，使炉铁液凝固到60%以上，兑加总装量的8-12%的液态钢渣，此时投料送电档位不得超过4档，冬季送至18MWH，夏季送至16MWH，送电时间55-60分钟；在投加第二篮料时，依据公式的计算补加其石灰量；在电炉通电起弧穿井后，停电18-22min，然后向电炉再兑加占总装量的20-30%的铁水，然后通电冶炼，待到70%的炉料熔清，即结束炉衬烘烤，进行正常的冶炼操作，其中新炉子出钢温度控制在1630-1650℃；

其中补加石灰量的计算公式为：

G=[2W+M(2β-γ2)]÷（γ1-2σ）式中：G=石灰的添加量，单位为吨；

M为转炉液态钢渣的加入量，单位为吨;

β为转炉液态钢渣中间二氧化硅的质量百分数(%)；

σ为石灰中间二氧化硅的质量百分数(%)；

γ1、γ2、分别为石灰中间氧化钙的含量，转炉液态钢渣中氧化钙的含量；

W为电炉炉料中间带入的二氧化硅的量，计算公式为：W=0.47(x1α1+x2α2)

式中：x1、α1、x2、α2分别为铁水加入量，单位为吨，铁水中间硅的质量百分数（%），废钢加入量，单位为吨，废钢中间硅的质量百分数（%）。

2.根据权利要求1所述的烘烤工艺，其特征在于：该工艺使烘烤新炉衬的冶炼时间缩3

短到3小时以内，节约氧耗30-150m，电耗下降到500Kwh/吨以内。

说明书

一种双联热兑的电炉炉衬烘烤工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及电炉炼钢开新炉的炉衬烘烤技术，适用于直流电炉和交流电炉开新炉，或者炉衬大修以后的开炉操作，或具有转炉流程和电炉流程的钢厂。

背景技术

[0002] 目前国内的电炉，包括普通功率的电炉和高功率的电炉，电阻炉，超高功率电炉，在开新炉第一炉的时候，需要进行烘炉作业，即第一蓝料加入轧钢切头、中型废钢、或者其它优质废钢。新炉子的供电升温速度要缓慢，以确保炉衬能够得到良好的烧结；待一篮切头基本上熔化完之后，再加第二篮料，第二篮料送电穿井结束之后，应停电30分钟左右对炉底捣打料进行烧结；新炉子头两篮料冶炼时不使用碳氧枪，第三篮料使用碳氧枪；该工艺的缺点：烘炉作业的时间长达4小时，冶炼电耗高达吨钢650～950Kwh，同时钢铁料的消耗较高；吹氧操作对于炉衬的伤害，尤其是炉门区域的吹损较为严重，炉壁结渣严重。

[0003] 本发明依据烤捣打料的烧结机理，采用的双联热兑的电炉炉衬烘烤技术，利用了铁水和钢渣中间的物理热和化学热，替代了部分电能，减少了供电时间，相应的缩短了电炉炉衬烘时间；利用了转炉液态钢渣中氧化铁带入的氧，直接参与反应，相应的减少了新炉吹氧量；利用转炉液态钢渣中间富裕的氧化钙替代大部分的石灰，相应的节约了石灰的用量，为企业的降耗作出了示范，具有重要的实用价值。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于：所设计新的炉衬烘烤工艺，缩短了电炉炉衬烘时间，减少了新炉衬冶炼第一炉过程中的吹氧量，使得炉衬的烘烤效果更好，冶炼电耗降低了三分之一，冶炼成本每炉降低8000元以上。

[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种双联热兑的电炉炉衬烘烤工艺，包括普通电炉和高功率的电炉、电阻炉的新炉开炉技术，针对炉底以捣打料为主的烘烤和炉墙镁碳砖的烘烤；

[0006] 其步骤：向炉内投加第一蓝料，占投加总装量的60-68%废钢铁料、20-25%铁水，在炉底熔池形成后，保持8-12min；使炉铁液凝固到60%以上时，兑加总装量的8-12%的液态钢渣，其投料送电档位不得超过4档，冬季送至18MWH，夏季送至16MWH，送电时55-60分钟；在投加第二篮料时，依据公式的计算补加其石灰量；在电炉通电起弧穿井后，停电18-22min，然后向电炉再兑加占总装量的20-30%的铁水，然后通电冶炼，待到70%的炉料熔清，即结束炉衬烘烤，进行正常的冶炼操作，其中新炉子出钢温度控制在1630-1650℃；

[0007] 其中补加石灰量的计算公式为：

[0008] G=[2W+M(2β-γ2)]÷（γ1-2σ）

[0009] 式中：G = 石灰的添加量(吨)；

[0010] M为转炉液态钢渣的加入量(吨);

[0011] β为转炉液态渣中间二氧化硅的质量百分数(%)；

[0012] σ为石灰中间二氧化硅的质量百分数(%)；

[0013] γ1、γ2、分别为石灰中间氧化钙的含量，转炉液态渣中氧化钙的含量；

[0014] W为电炉炉料中间带入的二氧化硅的量，计算公式为：

[0015] W=0.47(x1α1+ x2α2)

[0016] 式中：分别为铁水加入量（吨）、铁水中间硅的质量百分数（%），废钢的加入量（吨）、废钢中间硅的质量百分数（%）

[0017] 所述的烘烤工艺，采用该工艺，烘烤新炉衬的冶炼时间缩短到3小时以内，节约氧3
耗30-150m，电耗下降到500Kwh/吨以内。

[0018] 本发明依据烤捣打料的烧结机理：在电炉生产送电后，当温度达到1250 ℃时，炉底材料的少量Fe2O3可以降低CaO的熔点从而出少量的液相熔于方镁石中，而方镁石也少量溶于铁酸钙液相中形成固溶体。形成有限的固溶体者可促进材料烧结，当废钢熔化后当温度进一步上升后，微液相继续分解固溶于MgO中形成RO相，CaO形成富钙液相或析出CaO晶体或同SiO2形成C2S，原始材料由MgO+C2F变成RO+SiO2，完成烧结过程，而炉底溶蚀损耗作用受时间和温度限制，是缓慢轻微的循环反应。而且，这一反应是，当下一炉次炼钢时，与钢水接触，则C2F重新分解，使炉底工作层表面＜1 mm厚的氧化层在不断地消失与新生循环往复；此外为了防止加料对于炉底的冲击，保证有足够的烧结层也是不容忽视的要点；当温度过高时液相的向钢液的迁移会导致捣打料的龟裂现象产生，这些在烘炉工艺中尤其要注意到，而重要的是保持合适的温度，使捣打料完成烧结相后保持炉底熔池的技术要求。

[0019] 本发明的技术特点：依据电炉炉衬镁碳砖的烘烤主要是按照缓慢升温的特点，促进镁碳砖中间的气体沿着镁碳砖中间的气孔缓慢排出，同时使得镁碳砖在烘烤的温度条件下，实现其耐火砖的强度由一般→较弱→增强转变，其炉墙的烘烤温度最优的变化为150℃(保持30min) →250～850℃（保持90min）→1000℃以上的正常冶炼。这一过程所需要的温度，传统的工艺主要是由电能来提供的；本发明设计的新工艺能够在降低冶炼电耗的同时，也消除了炉衬烘烤过程中的负面影响，彰显技术进步。

[0020] 本发明的技术效果：

[0021] 1、电耗的节约

[0022] 铁水热装目前是一项成熟的电炉新工艺，但是此工艺仅限于常规冶炼，铁水中间含有的物理热为285KWh/t，化学热为220 KWh/t，故兑加电炉装入量1%的铁水，冶炼电耗吨钢降低5 KWh/t，故兑加铁水烘烤新炉衬能够降低冶炼的电耗。

[0023] 转炉钢渣的碱度和电炉冶炼的钢渣的碱度各不相同，其中转炉钢渣的二元碱度在2.8～4.2之间，渣中氧化镁的含量维持在8%～14%之间。维持较高的碱度是为了保持炉渣有较强的向熔池传递氧的，在钢渣界面进行脱磷脱碳，以及满足溅渣护炉之需求。电炉钢渣的二元碱度最佳的范围为2.0～2.5之间，渣中的氧化镁含量在4%～8%之间，其主要冶金功能是满足电炉脱磷脱碳的需求以外，主要工艺目的是促使炉渣具有最佳的发泡高度，其中氧化镁起到调整炉渣流动性和增加炉渣中间发泡质点的作用。典型的转炉钢渣的成分（质量百分比W[]/%）见下表。

[0024]CaO SiO2 P2O5 FeOMgO MnO CaO/SiO2
40～43.5 10～140.9～1.2 20 4～141.8～2.4 2.8～4.2

[0025] 转炉的液态钢渣中间含有500KWh/t的物理热，转炉液态渣每加入装入量1%，电炉的冶炼电耗降低5.7 KWh/t，故兑加转炉液态的钢渣也能明显的降低电炉的冶炼电耗，相应的缩短了送电时间，节约了冶炼时间。

[0026] 本发明的双联热兑工艺节约的电耗为：

[0027] E=500×S+(285+220)×M

[0028] 式中：S：液态钢渣的加入量，吨

[0029] M:铁水的加入量，吨

[0030] 并且双联兑加工艺提供的热能和送电烘烤热能曲线能够很好的吻合，能够顺利完成烘烤任务。

[0031] 2、冶炼时间的缩短

[0032] 新炉衬的烘烤期间，送电的档位是最低档，每分钟送电相当于150KWh,兑加液态和铁水的双联工艺，带入大量的物理热和化学热，相当于节约了通电时间，也就缩短了冶炼周期。

[0033] 3、氧耗的节约

[0034] 转炉渣中平均含有20%的氧化铁，故能够为炼钢的氧化反应提供必须的氧化剂，3
故能够节约氧气的消耗，转炉渣每加入1吨，相当于节约氧耗31 m，计算方法如下：

[0035] L=(1000×20%×16×22.4)/(72×32)= 31 m3

[0036] 4、石灰的节约

[0037] 转炉的液态钢渣中间含有较高的氧化钙，碱度较高，故能够起到替代一部分石灰用量。转炉液态钢渣每加入一吨，相当于节约石灰550kg。

具体实施方式

[0038] 本发明结合实施例作进一步说明。实施例

[0039] 工艺实施流程：

[0040] 1）电炉一炉只配加2批料，依次添加占总装入量的65%废钢铁料和25%的铁水（也可开新炉装入量比正常装入量超装10%，以保证冶炼的延续性）；其投料送电档位不得超过4档，冬季送至18MWH，夏季送至16MWH，送电时60分钟；

[0041] 2）电炉第一批料基本熔清（炉底有熔池形成）以后，保持10min，待炉膛内的熔池铁液凝固60%以后，兑加总装入量12%的转炉液态钢渣，然后加入第二批料送电穿井，渣料石灰的加入量根据以下的计算方法确定。

[0042] 其中：G=需要添加的石灰量，按照以下的公式计算：

[0043] G=[2W+M(2β-γ2)]÷（γ1-2σ）

[0044] 式中：M为转炉液态钢渣加入量(吨)；

[0045] β为转炉液态渣中间二氧化硅的质量百分数（%）；

[0046] σ为石灰中间二氧化硅的质量百分数（%）；

[0047] γ1、γ2、分别为石灰中间氧化钙的含量，转炉液态渣中氧化钙的含量；

[0048] W为电炉炉料中间带入的二氧化硅的量的计算公式：

[0049] W=0.47(x1α1+ x2α2)