电炉双兑铁水工艺实践

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１４卷第１期　宽厚板　Ｖｏ１．１４．Ｎｏ．１　２００８年２月　ＷＩＤＥ　ＡＮＤ　ＨＥＡＶＹ　ＰＬＡＴＥ　Ｆｅｂｎｌａｒｙ　２００８‘７・　・生产实践・　电炉双兑铁水工艺实践　马富昌　李惠勇　周再新　华惠平　（舞阳钢铁有限责任公司）　摘要现代电弧炉采用热装铁水技术加强化供氧技术，利用铁水的物理热和吹氧产生的化学热冶炼，大　幅度降低成本，是冶炼史上一大技术进步。　关键词　双兑铁水　富氧冶炼　转炉化　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　Ｔｗｏ　Ｔｉｍｅｓ　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　０ｆ　Ｍｏｌｔｅｎ　Ｉｒｏｎ　ｉｎｔｏ　ＥＡＦ　Ｍａ　Ｆｕｃｈａｎｇ，Ｌｉ　Ｈｕｉｙｏｎｇ，Ｚｈｏｕ　Ｚａｉｘｉｎ　ａｎｄ　Ｈｕａ　Ｈｕｉｐｉｎｇ　（Ｗｕｙａｎｇ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．Ｌｔｄ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｈｏｔ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｍｏｌｔｅｎ　ｉｒｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｎｓｉｉｆｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇ　ａｒｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｏｎ　ｍｏｄｅｍ　ＥＡＦ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｂｅｓｔ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｈｅａｔ　ｏｆ　ｍｏｌｔｅｎ　ｉｒｏｎ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｈｅａｔ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｂｌｏｗｉｎｇ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｏｒ　ｍｅｌｔｉｎｇ．Ｐｒｄｏｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　Ｈｏｔ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｍｏｌｔｅｎ　ｉｒｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａ　ｇｒｅａｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉ—　ｃａｌ　ａｄｖａｎｃｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｔｗｏ　ｔｉｍｅｓ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｏｆ　ｍｏｌｔｅｎ　ｉｒｏｎ，Ｅｎｒｉｃｈｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ，Ｍｅｌｔｉｎｇ　１前言　２．３为减少炉门口跑钢，炉门口氧枪使用固定流　自２００３年４月起，舞钢炼钢厂使用当地炼铁　量的供氧制度，１＃、３＃集束氧枪采用分档控制使　厂（８０　ＩＴＩ　高炉）的铁水作为人炉料，进行电炉铁　用。　水热装试验，经过一年多的生产运行，铁水热装工　２．４为防止偏心区部位的水冷块烧漏。采取了　艺逐步成熟，取得了巨大效益。２００５年底至２００６　以下五项措施：１）制定碳粉喷吹的使用制度；２）　年初，炼钢厂面临着吨钢冶炼成本高的不利局面。　调整了ｌ＃、３＃集束氧枪的喷吹人角度；３）增加了　一是ｌ｝≠炉因受变压器容量的限制，冶炼速度慢、　炉盖烟囱及增大了除尘风机的抽力；４）制定了炉　冶炼周期长，吨钢综合成本远高于２＃炉，二是国　门氧枪的使用细则；５）制定了明确的配料制度。　内市场钢铁料价格较高，原料成本上升，钢板销售　３冶金反应　价格压力较大。为此，炼钢厂做出了进行ｌ｝≠炉不　送电双兑铁水富氧冶炼新工艺探索的决定。　利用热装铁水（铁水温度＞ｌ　２００℃）的物理　热，加上吹氧操作ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ等元素氧化反应产生　２工艺控制　的化学热实现转炉化操作。在双兑铁水生产中，　２．１　为保证电炉转炉化操作能量平衡，要求初炼　吹人的氧气与兑人铁水中的碳反应形成气泡，通　炉人炉铁水比控制在７０％～８０％。最终形成旋　过调整炉渣碱度、粘度等达到稳定气泡的目的，实　开炉盖一次料加上双兑铁水，单炉装人量控制在　现全程泡沫渣冶炼。　１２５　ｔ左右的装料制度。　３．１泡沫渣机理　２．２采用不送电双兑铁水富氧冶炼。　泡沫渣是气、液相混和物，气泡停留在液相　维普资讯 http://www.cqvip.com

・８・　宽厚板　第ｌ４卷　中，无法合并及溢出，从而扩大气相体积使之成为　５（ＦｅＯ）＝５［Ｏ］＋５［Ｆｅ］　蜂窝状结构，密集的气泡之间以液膜隔开，此时形　２［Ｐ］＋５［Ｏ］＝（Ｐ２Ｏ５）　成的混合相称之为泡沫渣。在双兑铁水生产中，　（Ｐ　Ｏ５）＋４（ＣａＯ）＝（ＣａＯ・Ｐ２Ｏ　）　通过吹氧形成的泡沫渣主要是碳氧反应产生大量　２［Ｐ］＋５（ＦｅＯ）＋４（ＣａＯ）＝（４　ＣａＯ－　的ＣＯ所致，提高供氧强度即增加了熔池中氧气　Ｐ２Ｏ５）＋５［Ｆｅ］　含量，提高了搅拌强度，促使碳氧反应激烈进行　由于Ｓｉ和Ｐ均在较低温度下氧化，所以要求　（２［Ｃ］＋｛Ｏ：｝＝２｛ＣＯ｝＋热量），大量ＣＯ气体通　铁水硅含量低，以利于低温脱磷。一般双兑铁水　过渣层使气体——渣——金属三相乳化，排出ＣＯ　成分如表ｌ。　气体产生沸腾现象，使熔池受到激烈的搅拌，起到　表１铁水成分／％　均匀熔池温度和成分的作用，并能加速成渣过程，　成分　Ｃ　Ｓｉ　Ｍｎ　Ｐ　Ｓ　Ｃｕ　上浮的ＣＯ气体有利于去除钢中的气体和夹杂，　范围　６．７８　１．５９　０．３７　０．０５４　０．０７５　０．０３　提高钢的质量。　３．５　Ｏ．３２　０．２２　０．０２８　０．０１２　０．Ｏ１　３．２氧化反应　平均４．６８　０．６７　０．２６　０．０３４　０．０４５　０．０１０２　３．２．１碳的氧化　氧气直接氧化：２［Ｃ］＋｛Ｏ　｝＝２｛ＣＯ｝；溶解　由于硅的大量氧化，炉渣较稀，流动性增强，　氧间接氧化：［Ｃ］＋［Ｏ］：ＣＯ；溶渣的（ＦｅＯ）氧　从炉门口大量流渣，大大减轻了氧化期脱磷的任　务。　化碳：［Ｃ］＋（ＦｅＯ）＝｛ＣＯ｝＋［Ｆｅ］。碳的直接　氧化和间接氧化是放热的，但直接氧化的热效应　４冶金效果　比间接氧化热效应高５倍多，碳的间接氧化热效　２００６年４月１日起，炼钢厂１：Ｉ｝炉正式进行类　应不高，所以［Ｃ］（Ｏ］积随温度的改变不大。当　转炉化冶炼，各项工艺指标均有较大提高，设备改　碳含量不高（Ｃ＜０．５％）、温度为ｌ　６００℃左右　造取得圆满成功。　时，［Ｃ］［Ｏ］＝０．００２　５％。［Ｃ］＝０．０３５％是　４．１初炼炉炉渣成分对比　通过调整供氧强度，炉渣中铁含量逐步降低　［Ｆｅ］出现大量选择性氧化的临界值。　如表２。　３．２．２硅的氧化　４．２生产效率　钢液中的硅主要在钢液界面上反应。反应由　各月产量及炉数如表３。　以下两阶段组成：　从表３可以看出，随着设备的不断完善和操　２（ＦｅＯ）＝２［Ｏ］＋２［Ｆｅ］　作工艺的成熟，１撑炉的生产效率越来越高。　［ｓｉ］＋２［Ｏ］＝（ＳｉＯ２）　４．３生产成本　［ｓｉ］＋２（ＦｅＯ）：（ＳｉＯ２）＋２［Ｆｅ］　各项消耗分别见表４、表５。　３．２．３磷的氧化　表２调整后炉渣中铁含量／％　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１期　马富昌等：电炉双兑铁水工艺实践　表３各月产量及炉数　・９・　憾　２　孤　．　４　．表４电极和电耗节支／万元　表５石灰、钢铁料、氧气消￣，／ｋｇ／ｔ　４．４效益预测：取１＃炉某月份稳定生产情况下　５质量控制　的各班指标与ｌ＃炉相应计划指标进行比较，做出　经济效益预测：以原１＃炉计划指标相比，每吨节　支１９４．０４元，按单炉全年产钢７０万ｔ计算，可实　现挖潜创效：７００　０００×１９４．０４＝１３　５８０万元，见　表６。　表６某月份节支的各项指标与ｌ群炉计划指标比较　项目　钢铁料成本　石灰消耗　电极消耗　电耗　辅料消耗　补炉料　氧耗　碳粉消耗　合计　５．１　由于初炼炉人炉铁水比达到７８．５％，为脱Ｐ　反应提供了优越的条件，能够轻松将钢液中的Ｐ　脱到较低的水平，使冶炼超低Ｐ钢成为可能。　５．２较为纯净的铁水的兑入，使钢液中的残余成　分稳定在较低的水平，满足了公司新品种钢开发　的需要。主要残余成分如表７。　表７钢液主要残余成分／％　以原ｌ＃炉吨计划指标相比　６结论　１＃炉不送电冶炼，目前冶炼周期稳定在５２　ｍｉｎ左右，吨钢综合成本比同期１＃电炉降低　１９４．０４元。同时，为新品种的开发奠定了良好的　基础，降低了钢铁料采购难度，为我公司发展低成　本之路进行了大胆的尝试。　马富昌，男，１９８７年毕业于舞钢职工大学钢铁冶金专业，　工程师。　注：一为超支；＋为节支　以上几组数据表明，通过无电极冶炼以后，各　项成本指标随着时间的推移，除氧耗、辅料消耗以　外，都控制在计划指标以内，并有较大程度的降　低。　收稿日期：２００７—０９—２８