北方重工50tEBT超高功率电弧炉无富氧泡沫渣工艺

北方重工50t EBT超高功率电弧炉无富氧泡沫渣工艺

李登仁

(北方重工业集团,包头014033)

摘　要　北方重工业集团50t偏心炉底出钢超高功率电弧炉冶炼周期为2h,采用氧化铁皮作为氧化剂,炉料中配入20%以上生铁,控制炉渣碱度2～315,渣中FeO含量为15%～25%,渣量310t。使用泡沫渣埋弧操作后,钢液的升温速度由原来的315℃/min提高到715℃/min,45钢出钢[S]为01012%～01020%,[P] 01005%～01007%,电弧炉的炉龄由原来的50炉提高到150炉。

关键词　超高功率电弧炉　无富氧　泡沫渣工艺

N o2Rich2Oxygen Foam Slag Operating Procedure for a50t EBT UHP Arc Furnace at N orth H eavy I ndustry G roup

Li Dengren

(N orth Heavy Industry G roup C o Ltd,Baotou014033)

Abstract　With tap to tap time2h of steelmaking for a50t E BT UHP arc furnace at N orth Heavy Industry G roup, using scale as oxidizing agent,pig iron in charging over20%,controlling slag basicity2～315,FeO content in slag15%～25%and total slag am ount～3t,by using foam slag immersed arc operation the heating speed of liquid steel increased to715℃/min from original315℃/min,the[S]of0145C steel in tapping was01012%～01020%,the[P]was 01005%～01007%and the arc furnace life increased to150heats from original50heats.

Material I ndex　UHP Arc Furnace,N o2Rich2Oxygen,F oam S lag T echnology

北方重工业集团于1996年从德马克公司引进1台50t超高功率电弧炉。该电弧炉采用管式水冷炉盖、炉壁、偏心炉底出钢等先进技术。电弧炉配有富位料仓自动加料系统、除尘系统以及先进的过程实时监控P LC系统。该炉于1999年5月进行了热调试,在热调试和试生产之初,由于冶炼工艺不当,造不成泡沫渣,以及电弧炉间断性生产,导致该炉炉龄极低,只有50余炉。为提高炉龄,技术人员在实践中摸索出了一套在无富氧条件下采用氧化铁皮作氧化剂造泡沫渣的工艺操作方法,基本满足了生产要求。

1　50t超高功率电弧炉的主要参数

北方重工50t超高功率电弧炉的主要参数列于表1。

泡沫渣工艺是超高功率电弧炉的配套技术,它对超高功率电弧炉能否投入正常生产及降低成本起着决定性作用。目前国内外的泡沫渣工艺均依赖富氧条件下进行操作。而北方重工50t超高功率电弧炉暂未上供氧系统,所以,为保证该炉能

表1　北方重工50t EBT UHP电弧炉主要参数

T able1　Main p arameters of a50t EBT UHP arc furnace at N orth H eavy I ndustry G roup

变压器额定功率/M VA30

电极直径/mm508

炉壳内径/mm5200

炉壁形式管式水冷

出钢方式E BT

平均出钢量/t55

留钢量/t8

出钢倾斜角度(max)/°15

放渣倾斜角度(max)/°10

冶炼周期/h2

够投入正常使用,必须探索出一套超高功率电弧

炉在无富氧条件下的泡沫渣工艺操作方法。

2　50t超高功率电弧炉无富氧泡沫渣操作特点

(1)公司的冶炼废钢分为本厂的返回废钢(主要为锻造切头、机械加工料头及钢屑)和外购废钢(以中、轻型废钢为主)。在装入返回废钢时,将其装在炉底部,其上再装生铁,最上层布有钢屑。根据冶炼钢种的不同,每炉钢生铁装入量控制在10～18t。

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第25卷第1期特殊钢　V ol.25.N o.1 2004年1月SPECI A L STEE L January　2004

(2)氧化剂采用氧化铁皮,将其从高位料仓分批次向炉内加入。在熔化期,每批的加入量可适当大些,为200kg左右。在氧化期,则应分批少量向炉内加入氧化铁皮,以持续供氧。

(3)石灰从高位料仓分批次向炉内加入。在熔化期,每批的加入量可适当大些,为300kg左右。在氧化期,则分批少量向炉内加入石灰,以控制炉渣碱度,同时增大熔渣粘度以利于埋弧。

(4)碱度控制为2～3.5。在氧化初期,由于钢中[C]含量较高,泡沫渣易于形成,且为便于放渣去磷,故碱度可适当低些。随着氧化进行,钢中

[C]含量逐步降低,则加大碱度。

(5)渣中FeO含量控制为15%～25%。随着氧化的进行,氧化铁皮加入量也应逐步减少,以控制降碳速度。

(6)在熔化的后期和熔化的初期,必须进行流渣操作以降低钢液中的S、P。在流渣的过程中,须适当小批量补加渣料,炉内渣量控制在215 t左右。

(7)在造渣过程中,电力制度使用7～11级(22142～25M VA)。

3　50t超高功率电弧炉无富氧泡沫渣工艺操作的效果

3.1　泡沫渣工艺操作对钢液升温速度的影响

下面是冶炼条件相同情况下,两组钢在氧化中后期的升温速度对比。表2　在泡沫渣埋弧状态下与非埋弧状态下的钢液升温速度对比

T able2　Comp arison of heating speed of liquid steel with foam slag immersed arc operation and without immersed arc operation

电弧编号钢液的升温速度/℃・min-1平均值/℃・min-1

埋弧

17.2

2 6.3

39.1

7.5

非埋弧

1 4.2

2 3.1

3 3.3

3.5

从表2可见,在泡沫渣埋弧状态下的钢液升温速度比在非埋弧状态下的钢液升温速度快得多。

3.2　泡沫渣工艺操作状态下脱P、S情况

表3是一组45钢在泡沫渣埋弧状态下的脱P、S数据。

从表3看出,在泡沫渣埋弧状态下,脱S、P的效果还是比较好的。从数据上反映脱S率和脱P 率偏低的主要原因是熔清后钢中S、P含量低。

3.3　泡沫渣工艺操作对炉衬寿命的影响

在采用泡沫渣工艺操作后,炉龄大幅提高,50 t超高功率电弧炉炉龄由生产之初的50余炉提高至150炉以上。

此外采用泡沫渣工艺操作可以减轻电弧噪音的影响,从而改善现场环境。在实践中,对于冶炼低碳钢,由于在氧化的中、后期,钢液中[C]含量较低,所以造泡沫渣是困难的。

表3　45钢在泡沫渣埋弧状态下的脱磷和脱硫

T able3　Desulphurization and dephosphorization of0.45C steel with foam slag immersed operation

编号通电冶炼时间/

min

总渣量/

t

熔渣[S]/

%

出钢[S]/

%

脱S率/

%

熔渣[P]/

%

出钢[P]/

%

脱P率/

%

1110 3.50.0150.012200.0090.00722 2121 3.30.0200.015250.0110.00645 3105 3.30.0170.015110.0080.00537 4135 4.10.0280.020270.0120.00558

4　小结

通过采用合理的造渣工艺,北方重工50t超高功率电弧炉在无富氧条件下,在冶炼高、中碳钢及冶炼低碳钢的氧化初期,均可以实现泡沫渣埋弧操作,且能够满足钢水的质量要求,具有较好的冶炼效果:钢液升温速度由原来的315℃/min提高到715℃/min,冶炼45钢时在泡沫渣埋弧状态下脱硫率为11%～27%,出钢[S]为01012%～0102%,脱磷率达22%～58%,出钢[P]为01005%～01007%,炉龄由50炉提高到150炉。

李登仁,男,34岁,工程师。1991年毕业于重庆大学钢铁冶金专业,从事钢铁冶炼工艺研究。

收稿日期:2003207214

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・特殊钢第25卷