专利名称：电炉铁水烘炉方法
技术领域：
本发明涉及一种电炉烘炉工艺，尤其涉及一种电炉铁水烘炉方法，属于钢铁冶金技术领域。
背景技术：
电炉内部在砌筑好后，为保证其使用寿命，防止耐火砖急速升温而导致炸裂，新砌筑好的电炉必须有一个缓慢的加热升温过程，即烘新炉的过程。最初的操作是采用木质材料、焦炭加热进行烘炉，烘炉时间长达10个小时以上。目前普遍采用“废钢+生铁”直接冶炼的烘炉操作，习惯采用二步烘炉法，包含如下步骤向炉体内加入生铁和废钢，装料时将生铁铺设在废钢的中上部，通电冶炼，同时开启炉壁氧枪吹炼，直至炉料完全熔清，加入石灰造渣料，进行流渣脱P冶炼操作，采用在线热电偶测量钢水温度达到1600 1650°C，则停止通电和吹炼，进行第一次烘炉操作，时间为20 30分钟，在此烘炉过程中钢水温降为 100 200°C，再次通电和吹氧加热钢水，使得钢水温度再次达到1600 1650°C，进行第二次烘炉操作，时间为10 20分钟。烘炉结束后，继续冶炼操作，直至钢水成分和温度达到出钢要求，则出钢。用“废钢+生铁”进行烘炉具有以下缺点采用两次烘炉的工艺流程，操作较为繁琐，第一次钢水温度达到1600 1650°C，烘炉20 30分钟，然后再通电加热，进行第二次烘炉10 20分钟；耗费时间长，整个烘炉时间需要2 2.证；电能消耗大，由于没有其他物理热源，而直接采用电极发出的高热使废钢和生铁熔化烘炉，因此电能消耗极大，吨钢平均电耗为450 500度；电极消耗快，由于通电时间长且采用电极功率大，因此电极的消耗较快，平均电极消耗4kg/t ；原辅材料贵，一炉钢加入的生铁比例为30% 40%，而生铁的价格较贵，折算下来，烘炉所花费的成本很高；生产节奏缓慢，作为烘炉的第一炉钢，冶炼周期很长，影响了后续的精炼和连铸操作，使得整个的生产节奏缓慢而不协调；污染严重，长时间操作增加了噪音、辐射和粉尘污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足提供一种电炉铁水烘炉方法，以降低烘炉过程中的能源消耗，缩短烘炉时间，提高烘炉效率。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案一种电炉铁水烘炉方法，包括如下步骤(1)在新砌的炉底上沿由下向上的次序依次预铺设层厚为3 IOmm的MgO质捣打料及层厚为10 25cm的轻薄料；(2A)a.向炉内加入占炉容20 % 35 %的废钢，在炉底形成将轻薄料完全覆盖的半球状覆盖层，所述废钢包含10 20衬％的小料、30 40衬％的大料和40 50wt%的中型料，其中，5% 10%的小料被置于料罐(亦即，电炉)底部形成致密层，大料置于炉下部中心区域，中型料在置于大料的上方及周围，剩余的小料放置在中型料上方；b.电极通电点弧穿井进行冶炼，使废钢缓慢升温直至完全熔化；c.打开炉壁氧枪，并向炉内加入占炉容量30% 60%的铁水，所述铁水温度 > 1200°C，且其所含组分满足如下要求C > 2. 8wt%, Si < 1. Owt Mn < 0. 6wt %, P
<0. Hwt %以及S < 0. 07wt%，氧枪吹炼时氧气流量在0 1850Nm7h的范围内逐步上升；d.向炉内再次加入占炉容量20% 35%的废钢，并继续通电吹氧，至废钢全部熔化；或者，QB)i.向炉内加入占炉容量40% 70%的废钢，在炉底形成将轻薄料完全覆盖的半球状覆盖层，所述废钢包含10 20衬％的小料、30 40衬％的大料和40 50wt%的中型料，其中，5 10wt%的小料被置于料罐(亦即，电炉)底部形成致密层，大料置于炉下部中心区域，中型料在置于大料的上方及周围，剩余的小料放置在中型料上方；ii.电极通电点弧穿井进行冶炼，使废钢缓慢升温直至完全熔化；iii.待炉料熔清后，打开炉壁氧枪，并向炉内加入占炉容量30% 60%的铁水， 所述铁水温度> 1200°C，且其所含组分满足如下要求C > 2. 8wt%, Si < 1.0wt%,Mn
<0. 6wt%,P < 0. 14wt%以及S < 0. 07wt%，氧枪吹炼时氧气流量在0 1850Nm7h的范围内逐步上升；(3)按0. 03 0. 05t石灰造渣料/吨钢的比例加入石灰造渣料，按常规钢种冶炼工艺继续进行冶炼操作；(4)监测钢水温度，当钢水温度达到1600 1650°C时，停止电极通电和氧枪供氧， 进行烘炉操作，时间为15 30分钟；(5)烘炉结束后，检测钢水的温度和成分，若达到设定钢种要求，即出钢。所述轻薄料优选采用薄钢板或层叠设置的木质材料和铁皮。优选的，在电极通电点弧穿井进行冶炼的过程中，电极功率是由30 40MW缓慢调升至60 70MW。氧枪吹炼时，氧气流量优选从0 200Nm7h逐步上升至1500 1850Nm7h。其中，重量2 40kg为小料，重量70kg 150kg为大料，重量40 70kg为中型料。本发明的原理大致如下炉底预铺设的MgO质捣打料在钢水高温下烧结，从而使得炉底表面多一层耐侵蚀层，延长炉体的使用寿命；当然，轻薄料除了木质材料和铁皮外， 也可以采用轻薄钢板，在装入废钢时，可以起到缓冲作用，减轻对新砌炉底的冲击，关于轻薄料铺设的具体厚度，根据炉子的大小以及装入的废钢量来确定。由于该工艺将烘炉处理与具体钢种冶炼结合为一体，因此废钢和铁水的加入量更为灵活，不限于本发明所列举的范围。本发明必须在废钢熔化完后加入铁水，在废钢熔化的过程中，炉内温度升高，对炉底的近表层起到了一定的烧结作用，以防止铁水的装入对新砌炉底的冲刷。本发明中采用热装铁水的温度较高，能带来大量的物理热，同时C-O反应产生的化学热量也很大，缩短了钢水升温的时间。关于废钢的分批装入问题，根据具体炉体情况，可以两包料分别装入，即本发明中的装入顺序，但不局限于此顺序，比如，废钢可以两包料一起装入，待炉料熔清后，再装入铁水。与现有技术相比，本发明的有益效果在于由于铁水的温度较高(1200°C以上)， 因此从装入铁水开始，已经在进行烘炉作用，即所谓的提前烘炉，潜在的烘炉时间得到延长，烘炉效果得到加强；节省电能消耗，与采用生铁烘炉相比，平均每烘一炉约节省电耗 2. 5万度，一般车间每年打炉12 18次，因此一年可节省电耗30 45万度，有效节约了能源；节省时间，烘炉时间从原来约2小时减少到现在的1个小时，平均每烘一次炉可以节省冶炼一炉钢的时间，一年可增加产量1200 1800吨；电极消耗的节省，由于通电时间的减少，电极的消耗也随之降低，在一定程度上节约了成本；节省原料费用，生铁价格要高于铁水价格，采用本发明后，一年可节约原料成本36 M万元；冶炼环境的改善，噪音污染、辐射污染、粉尘污染明显减少。
具体实施例方式以下结合一优选实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。本实施例涉及对炉容量为110吨的C0NCAST超高功率电弧炉进行烘炉操作，且通过与钢种C70DA相结合，进行烘炉冶炼为一体的操作，具体包括下述步骤(1)在新砌的炉底底面上预铺设一层MgO质捣打料，层厚约为8mm ；(2)在捣打料上再铺设一层轻薄料，为木质材料和铁皮，层厚约为20cm ；(3)向炉内加入35t废钢，在炉底形成覆盖层，将木材和铁皮全部覆盖住；装废钢时，将小料放置料罐的底部，约3t，形成致密的一层，然后在料罐的下部中心区域装入大料等难熔炉料约13t，中型料16t装在大料的上面及周围，在料的最上面放入剩余小料约3t， 即一些轻质废钢，最后废钢在炉体内呈半球状。(4)电极通电点弧穿井进行冶炼，电极起始功率为8档(40MW)进行点弧，此时功率波动较大，之后缓慢调升至12档(60MW)进行穿井，随后平稳在10档(50MW)直至将废钢熔化；(5)打开炉壁氧枪，向炉内加入40t铁水，要求铁水温度大于1200°C，其成分要求为 C > 2. 8%，Si < 1. 0%，Μη < 0. 6%，P < 0. 14%, S < 0. 07%，缩短钢水熔化以及升温的时间；吹炼时，氧枪由0档，其流量为200Nm3/h，3分钟后调至2档，其流量为320Nm3/h，2 分钟再调至3档，其流量为1000Nm3/h，3分钟后调至为4档，其流量为18500Nm3/h。(6)向炉内再次加入35t废钢，装料原则按照步骤3)所述，继续通电吹氧，电极调为自动档，自动适应炉料进行功率调整，氧枪依旧保持4档，流量为18500Nm3/h进行吹炼， 使得钢水全部熔化；(7)待炉料全部熔清后，分三批加入5t石灰，不加萤石，避免炉衬侵蚀，进行正常的C70DA钢种冶炼过程，大量流渣脱P等。(8)采用在线热电偶测量钢水温度，当钢水温度达到1630°C时，停止电极通电和氧枪供氧，进行烘炉操作，时间为15分钟。(9)再次用热电偶测量钢水温度为1560°C，通电和吹氧进行升温，当测量钢水温度为1625°C时，进行偏心底出钢操作。
权利要求
1. 一种电炉铁水烘炉方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 (1)在新砌的炉底上沿由下向上的次序依次预铺设层厚为3 IOmm的MgO质捣打料及层厚为10 25cm的轻薄料； (2A)a.向炉内加入占炉容量20% 35 %的废钢，在炉底形成将轻薄料完全覆盖的半球状覆盖层，所述废钢包含10 20衬％的小料、30 40衬％的大料和40 50wt%的中型料， 其中，5 10wt%的小料被置于电炉底部形成致密层，大料置于炉下部中心区域，中型料在置于大料的上方及周围，剩余的小料放置在中型料上方；b.电极通电点弧穿井进行冶炼，使废钢缓慢升温直至完全熔化；c.打开炉壁氧枪，并向炉内加入占炉容量30% 60%的铁水，所述铁水温度> 1200 °C,且其所含组分满足如下要求C > 2. 8wt Si < 1. Owt Mn < 0. 6wt P<0. Hwt %以及S < 0. 07wt%，氧枪吹炼时氧气流量在0 1850Nm7h的范围内逐步上升；d.向炉内再次加入占炉容量20% 35%的废钢，并继续通电吹氧，至废钢全部熔化； 或者，(2B)1.向炉内加入占炉容量40% 70 %的废钢，在炉底形成将轻薄料完全覆盖的半球状覆盖层，所述废钢包含10 20衬％的小料、30 40衬％的大料和40 50wt%的中型料， 其中，5 10wt%的小料被置于电炉底部形成致密层，大料置于炉下部中心区域，中型料在置于大料的上方及周围，剩余的小料放置在中型料上方； .电极通电点弧穿井进行冶炼，使废钢缓慢升温直至完全熔化； iii.待炉料熔清后，打开炉壁氧枪，并向炉内加入占炉容量30% 60%的铁水， 所述铁水温度> 1200°C，且其所含组分满足如下要求C > 2. 8wt%, Si < 1.0wt%,Mn<0. 6wt%,P < 0. 14wt%以及S < 0. 07wt%，氧枪吹炼时氧气流量在0 1850Nm7h的范围内逐步上升；(3)按0.03 0. 05t石灰造渣料/吨钢的比例加入石灰造渣料，按常规钢种冶炼工艺继续进行冶炼操作；(4)监测钢水温度，当钢水温度达到1600 1650°C时，停止电极通电和氧枪供氧，进行烘炉操作，时间为15 30分钟；(5)烘炉结束后，检测钢水的温度和成分，若达到设定钢种要求，即出钢。
2.根据权利要求1所述的电炉铁水烘炉方法，其特征在于，所述轻薄料选用薄钢板或层叠设置的木质材料和铁皮。
3.根据权利要求1所述的电炉铁水烘炉方法，其特征在于，在电极通电点弧穿井进行冶炼的过程中，电极功率是由30 40丽缓慢调升至60 70丽。
4.根据权利要求1所述的电炉铁水烘炉方法，其特征在于，氧枪吹炼时，氧气流量优选从0 200Nm7h逐步上升至1500 1850Nm7h。
全文摘要
本发明公开了一种电炉铁水烘炉方法，其按以下步骤进行在新砌炉底上预铺设一层捣打料；在捣打料上再铺设一层轻薄料，为木质材料和铁皮；向炉内加入废钢，为炉容量的20％～35％；电极通电点弧，功率从30～40MW缓慢调升至60～70MW，熔化废钢；炉壁氧枪开，向炉内加入铁水，为炉容量的30％～60％；向炉内再加入废钢，为炉容量的20％～35％，继续通电吹氧，使得废钢全部熔化；吨钢加入0.03～0.05t石灰造渣料，进行正常的钢种冶炼过程；采用热电偶测量钢水温度，当钢水温度达到1600～1650℃时，停止通电和供氧，进行烘炉操作，时间为15～30分钟；烘炉结束后，若钢水的温度和成分达到要求范围，即出钢。本发明具有耗能少、时间短、成本低的优点。
文档编号C21C5/52GK102559994SQ20121007396
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者巫金洋, 曹斌, 沈奎, 贺莹莹, 陈少慧, 麻晗 申请人:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司