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