一种全废钢电炉熔炼方法与流程

1.本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种全废钢电炉熔炼方法。


背景技术：

2.主流的炼钢方式为高炉-转炉的长流程和电炉短流程工艺，但由于粗钢生产工艺不同，吨 钢碳排放量有显着差异，转炉吨钢碳排放量要远大于电炉。目前转炉炼钢的比例占90％，而 电炉炼钢的短流程占比仅10％，因此电炉短流程炼钢是钢铁行业绿色化发展的方向。电弧炉 短流程炼钢工艺是以废钢为主要原料，采用石墨电极对废钢进行加热，并结合天然气烧嘴辅 助熔化废钢。当废钢逐步熔化后，开始喷碳粉造泡沫渣，具体涉及到供电供天然气、供碳、 供氧、造渣等操作工序。
3.专利cn113515354 a公开了一种电炉全废钢冶炼工艺，该工艺碳粉喷吹量为4kg/t，氧 气供应量35～40nm3/t，可实现吨钢电耗350～360kwh。但从能源结构来看，该专利较难实现 如此低的能源消耗。专利cn108676963a公开了一种全轻薄料废钢电炉冶炼方法，该工艺所 对应的电炉公称容量为200～450t，且仅提供碳粉、氧气等供应总量，未详细说明具体喷入节 点和流量，对现场指导作用欠缺。
4.为进一步改善电炉的冶炼效率，降低冶炼过程中耐材和电极的消耗，本发明在传统电弧 炉冶炼工艺的基础上，通过优化供电、供氧、供碳、加渣等操作，加快废钢熔化速率，改善 炉渣泡沫化效果，提高能源利用效率，从而将顶装料电炉的电耗控制在380～400kwh/t，通电 时间控制在35～40min。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种全废钢电炉熔 炼方法，提高炉衬耐火砖的使用寿命，有助于提高能源效率，可以降低电炉冶炼的电能和电 极消耗，降低吨钢冶炼成本。
6.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.一种全废钢电炉熔炼方法，包括以下步骤：
8.步骤1)向电炉中加入废钢；
9.步骤2)对电炉采用较低功率起弧给废钢供电，并采用炉壁烧嘴来预热废钢；
10.步骤3)当吨钢电能消耗达到指定，在电炉冶炼进入熔化期，对电炉采用高功率给废钢 供电，并在电炉进入熔化末期采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束；
11.步骤4)对电炉采用较高功率给废钢供电升温，当电耗达到要求后，冶炼结束，执行出 钢操作。
12.按照上述技术方案，废钢料中重废钢料比例在60％～70％，轻薄废钢料比例在30％～40％。
13.按照上述技术方案，在所述的步骤2)中，采用40～60mw的功率起弧给废钢供电，并向 电炉中加入第一包熔剂料，同时炉壁烧嘴开始供氧和天然气进行预热废钢。
14.按照上述技术方案，在所述的步骤2)中，起弧后当吨钢电能消耗达到10～20kwh/t后， 开始电极穿井，电炉进入熔化期。
15.按照上述技术方案，在所述的步骤3)中，当吨钢电能消耗在220～250kwh/t后，停止炉 壁烧嘴操作，电炉进入熔化末期，一部分的废钢熔化后，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔 化期结束。
16.按照上述技术方案，75％～85％的废钢熔化后，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结 束。
17.按照上述技术方案，在所述的步骤3)中，熔化末期喷碳造渣的时间控制在2～4min，喷 粉喷吹流量为120～140kg/min，当吨钢电耗达到280～310kwh/t后，废钢熔化期结束。
18.按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，在熔化期结束后，加入石灰和白云石溶剂的 混合渣料，并采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣，喷粉喷吹流量为140～160kg/min，喷吹碳粉时 间在10～12min，当电耗达到380～400kwh/t后，执行出钢操作。
19.按照上述技术方案，重废钢料和轻薄废钢料在料篮中的分布方式应为，重废钢料布置于 料篮中间，轻薄废钢料布置于料篮底部和顶部。
20.按照上述技术方案，电炉整个冶炼过程中，喷吹碳粉的总量为17～20kg/t钢水。
21.本发明具有以下有益效果：
22.本发明的一种全废钢电炉熔炼方法，可以快速熔化炉渣，有利于泡沫渣的形成，提高炉 衬耐火砖的使用寿命，通过控制合理的供碳制度和供电制度，有助于提高能源效率，可以降 低电炉冶炼的电能和电极消耗，降低吨钢冶炼成本。
具体实施方式
23.下面结合实施例对本发明进行详细说明。
24.本发明提供的一个实施例中的全废钢电炉熔炼方法，包括以下步骤：
25.步骤1)在供电之前，向电炉中加入废钢；
26.步骤2)在电炉冶炼进入起弧期，对电炉采用较低功率起弧给废钢供电，并采用炉壁烧 嘴来预热废钢；
27.步骤3)当吨钢电能消耗达到指定，在电炉冶炼进入熔化期，对电炉采用高功率给废钢 供电，并在电炉进入熔化末期采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束；
28.步骤4)在电炉冶炼进入氧化升温期，对电炉采用较高功率给废钢供电升温，当电耗达 到要求后，冶炼结束，执行出钢操作。
29.进一步地，步骤3)和步骤4)中给废钢的供电功率比步骤2)中给废钢的供电功率高。
30.进一步地，供电之前，在电炉中加入废钢，并采用超高功率电弧炉进行废钢熔炼；在废 钢熔化阶段，按三阶段进行冶炼操作，在第一的起弧期采用较低功率给废钢供电。第二熔化 期，采用高功率给废钢供电，并采用炉壁烧嘴来预热废钢。当供电至80％左右废钢已经熔化 后，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束。第三氧化升温期，采用较高功率供电升温， 当电耗达到要求后，冶炼结束，执行出钢操作。
31.进一步地，废钢料中重废钢料比例在60％～70％，轻薄废钢料比例在30％～40％。
32.进一步地，在所述的步骤2)中，采用40～60mw的功率起弧给废钢供电，并向电弧炉中 加入第一包熔剂料，同时炉壁烧嘴开始供氧和天然气进行预热废钢。
33.进一步地，在所述的步骤2)中，起弧后当吨钢电能消耗(本炉供电达到的电能消耗除 以本炉实际出钢量和该时刻废钢占总加入量的比例)达到10～20kwh/t后，开始电极穿井， 电炉进入熔化期。
34.进一步地，在所述的步骤3)中，当吨钢电能消耗在220～250kwh/t后，停止炉壁烧嘴操 作，电炉进入熔化末期，一部分的废钢熔化后，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束。
35.进一步地，75％～85％的废钢熔化后，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束。
36.进一步地，在所述的步骤3)中，熔化末期喷碳造渣的时间控制在2～4min，喷粉喷吹流 量为120～140kg/min，当吨钢电耗达到280～310kwh/t后，第一炉废钢熔化期结束，准备加 入第二炉废钢；
37.第二炉废钢的熔化过程按照步骤2、3、4、5、6进行，当吨钢电耗达到280～310kwh/t， 熔化期结束。
38.进一步地，在所述的步骤4)中，在熔化期结束后，加入石灰和白云石等溶剂的混合渣 料，并采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣，喷粉喷吹流量为140～160kg/min，喷吹碳粉时间在10～12 min，当电耗达到380～400kwh/t后，执行出钢操作。
39.进一步地，重废钢料和轻薄废钢料在料篮中的分布方式应为，重废钢料布置于料篮中间， 轻薄废钢料布置于料篮底部和顶部，利于电极起弧及减少对下炉壳的冲击。
40.进一步地，电炉整个冶炼过程中，喷吹碳粉的总量为17～20kg/t钢水。
41.本发明的一个实施例中，电炉配料：本案例使用出钢量为100t的普通顶装料超高功率电 炉，冶炼钢种为普通碳素结构钢，具体的，本发明提供了一种全废钢电弧炉熔炼方法，包括 以下步骤为；
[0042][0043]
最终实现的主要技术经济指标：
[0044][0045]
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依 本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。