康斯迪技术简介

Consteel电弧炉冶炼工艺是一种电炉冶炼新工艺,是20世纪90年代发展起来的一种新型电弧炉, 近几年在国内已有多条设备在运行.其主要设备有EBT超高功率电弧炉,Consteel废钢预热系统和除尘系统.其思想是将废钢有效预热,达到节能降耗以及缩短冶炼周期的作用. Consteel电弧炉通过特殊的输送设备将废钢及辅助原料连续输送至电炉炉内,在冶炼同时对炉料预热,它的烟尘排放量和噪音较小,改善环境.
特殊的输送设备连续把金属料送到炉内,进入预热段的炉料和电炉烟气相遇,烟气的显热和CO的二次燃烧共同连续预热了废钢,预热后的废钢加入炉内冶炼,可使废钢的入炉温度达到600℃左右.
连续加料工艺的特点为废钢被一直留在炉内的钢水直接熔化,电能用来加热钢液而不像传统的顶装料工艺用电弧直接熔化废钢.
由于这一独特的冶炼特点, Consteel电弧炉冶炼平稳,极大减少了顶装料工艺中存在的电压波动和闪烁.交流电炉配连续加料系统比交流电炉采用顶装料工艺的电压波动小,维护费用低得多.
1、C onsteel电弧炉
1）与采用传统技术和其他技术的电炉相比，Consteel电弧炉生产率高，冶炼周期在60min以内，易于和连铸机匹配。

2）电能消耗：与传统的电炉相比，连续加料节能来源于废钢预热.另外,电炉炉盖开启少,减少熔池暴露造成的热辐射损失.采用80%废钢,20%生铁或采用100%废钢炉料配比的连续加料交流电炉,能耗340～/380kW·h/t.。

另外，由于Consteel电弧炉连续操作,供电曲线平稳,至少可减少3%～5%的电费.
3）耐材消耗:由于Consteel电弧炉连续在熔融状态下工作,电弧一直被泡沫覆盖,电弧到熔池的热传导效率高,降低了电弧炉耐衬,炉盖和水冷壁的损失.
4）电极消耗:连续加料电极消耗的降低来自于: (1)由于炉内还原气氛,减少了电极表面的消耗. (2)无电极折断. (3)交流Consteel电弧炉的变压器功率低.
5）废钢一钢水收得率:连续加料冶炼操作降低了渣中的FeO含量以及扒渣的金属损失,一般提高金属收得率o.5%～1%.连续加料操作中,熔池连续处于熔融状态,熔池和渣之间强烈和连续的反应维持了低的FeO的含量,由于熔池中C的作用FeO接近平衡.常规电炉操作中,熔池的精炼期不超过10 min,没有足够的时间允许渣中的FeO 含量降到连续加料的水平.另外,烟气烟尘沉积在预热段的废钢中,所以提高了金属收得率.增加的收得率相当于减少了外购废钢.
6）烟尘处理量降低:如前所述,因为烟气在预热段流速低,烟尘沉积到废钢中,吨钢烟尘量少.
7）氧气和碳:连续加料操作中,氧和碳喷人熔池下产生所需要的足够CO量来维持一定的泡沫渣高度, 实现埋弧操作.同时,碳粉喷入熔池,得到好的收得率.
8）除尘室电耗低:因为加料不需打开炉盖,连续加料工艺的布袋除尘系统和传统的或其他方式加料的电炉相比显著降低.因此,风机功率小.
9）其他投资节省: (1) Consteel电弧炉变压器比超高功率交流电弧变压器小,变电所设备(变压器,断路器等)相应减小, 节省了投资. Consteel电弧炉一直处于平熔池冶炼状态, 避免了穿井时的电弧不稳定,对上级电网的闪变冲击较小,与顶装料相比,约可以减少60%～70%,对无功功率补偿的电气设备要求较低,根据上级电网的短路容量, 一般不需要动态补偿设施. (2)电炉连续精炼周期内,噪音限制在90 dB,因此电炉不需设大烟罩(狗窝).不仅意味着明显的投资节约,也避免了复杂的操作.
10）连续加料其他益处: (1)传送设备加料期间炉盖关闭,整套预热一冶炼系统保持负压,环境清洁. (2)电弧一直在平熔池冶炼工作并被泡沫渣覆盖,噪音低. (3)可得到低的磷,
硫含量.
11）造渣材料:造渣材料在预热段前加到连续加料系统上.设置专门的加料设施,熔剂加料系统配有石灰, 白云石,萤石等.这些材料连续送到连续加料传送带上. 要加的造渣材料数量的设定值由EAF/连续加料过程计算机确定,再传送到加料系统的PLC. 12）除尘系统的操作数据: (1)电炉内负压约一13Pa.(2)连续加料预热段烟气出口处的温度最大800℃. (3)烟气在二次燃烧室的停留时间为2 S.
13）电炉在整个冶炼周期内几乎一直由超音速氧枪吹入氧气,产生高度氧化气氛. 吹人炉内的氧气也和碳发生反应(碳氧枪/或来自炉料中生铁的含碳,产生两个作用: (1)形成泡沫渣. (2)进行放热反应C+O2——CO2为炉内提供能量。

连续加料工艺的二次燃烧CO+O2——CO2在电炉外进行,即在预热段进行,以便最大程度地预热废钢.另外,氧气还起搅拌作用,迫使炉内的钢水产生旋转运动.
14）连续加料工艺最佳成渣系统同时控制炉料和连续添加的造渣剂,稳定和精确的控制炉渣.保证熔化和精炼区域的石灰微过量,允许和改善了所有元素的化学反应,并达到平衡.保证炉渣良好的流动性,和钢水紧密接触.液态渣中石灰使得钢水和炉渣之间连续进行反应. 另外,要考虑到渣中MgO饱和,避免了炉渣对电炉耐衬的化学侵蚀.
15）在连续加料操作下电炉内的钢水平均温度为590℃.这意味着电极打弧区的温度要高于平均温度,而其他区域进行熔化,精炼连续加入炉内废钢。

2连续加料的操作
1)加料操作在冶炼过程中,加料的堆比重和碳含量应大致均匀.保证废钢堆比重均匀,
便于预热废气穿过废钢.因此,先加结构废钢,最后加碎废钢和机加废钢. 传送带加料量由两个因素决定: (1)熔化周期:开始时加大料,中间正常加料量,出钢时加小料. (2)小时产钢量:根据吊车操作员实际加入的废钢量,调整传送速度(增加或降低)以保持所需的每分钟加料吨数. 2)计算机实现下列功能: (1)控制废钢加料量以升高熔池温度,达到目标出钢温度. (2)通过调整喷入电炉内的氧气和碳含量,对最终碳含量进行微调(范围为0.05%). 3)最佳成渣和渣成分:最佳成渣是过程计算机的专门程序,用来优化渣的化学和物理性能.从炉内取渣样并进行化学分析,分析结果和钢水成分一起输入最佳成渣程序,输出数值作为设定值送到造渣剂加料系统. (1)优化下列各项指标: ①碱度指数CaO/Si02=2.7和泡沫渣工艺.②渣中MgO含量,以降低耐衬消耗,特别是渣线的耐衬消耗(渣中MgO饱和含量约10%).
钢水温度较低."冷区"测量的钢水温度非常接近于液相线温度,即约l 540℃. 氧枪喷人氧气的搅拌效果,对炉内温度有差异的钢水起初步均匀的作用. 所有连续加料传送带加到炉内的废钢,在炉内循环一周后,完全被熔化和预精炼成钢水,然后再接受新的废钢. 8)连续加料操作在整个冶炼周期内(最后几分钟的过热除外)都可脱磷和进行钢水精炼. 连续加料操作下脱磷产生的磷酸钙成为渣的组成部分, 扒渣除去.
采用Consteel电弧炉炉内钢水脱磷工艺如下: 电弧炉冶炼钢液的脱磷是通过化学反应来实现的, 化学反应是加入炉内的炉料中磷与随炉料连续进入炉内的石灰进行的,化学反应生成P:O,和(CaO),P:Os. 5FeO+2Fe3P—+P205+lIFe 3CaO+P205—+(CaO)3P205 (1)
2)
P:O,通过除尘系统后排人大气,磷酸钙通过扒渣除掉.如果使电炉内的P,O和CaO发生反应,必须具备下列条件: (1)氧化气氛; (2)炉渣碱度在2.8或更高CaO/Si02, (3)钢水温度低;(4)充分的反应时间; (5)扒渣. 如上所述,连续加料工艺的特点为脱磷和炉内钢水预精炼提供了充分的条件.
3）
SiO:,这些反应均属不可逆反应.在电炉的还原期,FeO 要降低到5%以下,必须具备下列条件: ①渣中有CaO炉渣碱度在2.5～3时脱硫能力最大.②增大渣量对脱硫有利.
③高温有利脱硫反应的进行.④还原期,脱氧也同时进行脱硫.最好在还原初期就能把脱氧元素加入钢液中,以利脱氧和脱硫,在还原初期加入锰铁,还可对钢水直接去硫. 2)利包脱硫. 第二步脱硫在钢包完成,脱硫渣(石灰和萤石)可以在出钢期间和铁合金,脱氧剂和碳一起加入. 出钢钢流的搅拌作用促进脱硫渣和钢水的反应,另外,在出钢期间和出钢后还需搅拌.
脱
硫
3、炉内脱硫
炉内脱硫主要取决于钢渣界面反应的改善,连续加料在整个冶炼期间内钢渣反应是最佳的,顶装料电炉的'
钢渣界面反应仅在废钢完全熔化后的精艨期进行,即在
冶炼末期最后10 rain. 脱硫的原则是将完全溶解于钢中的FeS和部分溶解于钢中的MnS转变为不溶于钢液而能溶于渣中的稳定
CaS,当CaS转入到炉渣中而得到去除.+4 分子理论认为,钢液中硫化物首先向钢一渣界面扩散而进入渣中: 渣中的FeS与游离的CaO相互作用:.
结语
综上所述, Consteel电弧炉具有连续加料,连续预热,连续熔化,连续冶炼的特点,它具有冶炼周期短,冶炼能耗低,冶炼噪声小,投资成本低等优点,其操作也有同传统电炉有较大不同的特点.。