一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝，包括使用噴粉罐、噴粉罐輸送管道向電弧爐內(nèi)噴吹造泡沫渣用含碳粉狀材料，控制爐渣堿度、FeO含量和熔池溫度，造泡沫渣用含碳粉狀材料是類石墨，固定碳含量≥80％，水分≤0.5％，粒度小于3mm，在電弧爐熔池溫度達(dá)到1550～1600℃時(shí)，向電爐渣面連續(xù)均勻的噴吹所述類石墨造泡沫渣，類石墨噴吹時(shí)的載氣壓力為0.3～0.5MPa；類石墨噴吹強(qiáng)度為15～25kg/min，類石墨噴吹量為6～7kg/t。本發(fā)明專利技術(shù)采用類石墨粉狀材料可避免噴粉罐輸送管道磨損，在30-75％鐵水比例條件下，實(shí)現(xiàn)全程泡沫渣操作，類石墨用量比碳粉減少20％以上。比使用焦炭更安全，延長(zhǎng)輸送管道使用時(shí)間。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝，包括使用噴粉罐、噴粉罐輸送管道向電弧爐內(nèi)噴吹造泡沫渣用含碳粉狀材料，控制爐渣堿度、FeO含量和熔池溫度，造泡沫渣用含碳粉狀材料是類石墨，固定碳含量≥80％，水分≤0.5％，粒度小于3mm，在電弧爐熔池溫度達(dá)到1550～1600℃時(shí)，向電爐渣面連續(xù)均勻的噴吹所述類石墨造泡沫渣，類石墨噴吹時(shí)的載氣壓力為0.3～0.5MPa；類石墨噴吹強(qiáng)度為15～25kg/min，類石墨噴吹量為6～7kg/t。本專利技術(shù)采用類石墨粉狀材料可避免噴粉罐輸送管道磨損，在30-75％鐵水比例條件下，實(shí)現(xiàn)全程泡沫渣操作，類石墨用量比碳粉減少20％以上。比使用焦炭更安全，延長(zhǎng)輸送管道使用時(shí)間。【專利說(shuō)明】一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沬渣的工藝
本專利技術(shù)涉及一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣工藝，屬于電弧爐冶煉
。
技術(shù)介紹
UHP電弧爐冶煉過(guò)程中，在熔池內(nèi)造良好的泡沫渣是最重要工藝技術(shù)之一。泡沫渣技術(shù)是在電弧爐冶煉過(guò)程中，在吹氧的同時(shí)向熔池內(nèi)噴碳粉，形成強(qiáng)烈的碳氧反應(yīng)，在渣層內(nèi)形成大量的CO氣體泡沫。泡沫渣可以有效地屏蔽和吸收電弧輻射能，并傳遞給熔池，提高傳熱效率，減少了輻射到爐襯、爐蓋的熱損失，鋼液升溫速度快，降低耐火材料消耗和冶煉電耗，提高冶金反應(yīng)速度，縮短冶煉周期。泡沫渣的效果與合理的碳氧噴吹強(qiáng)度，碳粉質(zhì)量，爐渣成分，堿度，F(xiàn)eO含量等因素有關(guān)。目前，電弧爐造泡沫渣主要是通過(guò)向熔池渣面噴吹焦炭粉，發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)(FeO)+C = Fe+{CO}、(FeO)+ {CO} = + {C02}，同時(shí)鋼中碳與鋼中氧和渣中氧化鐵發(fā)生以下反應(yīng): + = {CO}、(FeO)+ =Fe+{CO}，也是發(fā)泡氣源。冶煉過(guò)程根據(jù)爐中泡沫渣的高度，連續(xù)或間斷向熔池渣面噴吹焦炭粉，實(shí)現(xiàn)全程泡沫渣操作。另外，泡沫渣還與爐渣堿度、粘度、(FeO)含氧量、熔池溫度有密切關(guān)系。控制爐渣堿度在1.8~2.2左右，使渣中含有適量的2Ca0.S12固態(tài)顆粒，可起到氣泡形核和降低表面張力增大黏度的作用，有利于爐渣發(fā)泡。保持FeO含量20%左右，有利于爐渣發(fā)泡，F(xiàn)eO過(guò)高爐渣黏度下降不利于發(fā)泡。保持適當(dāng)?shù)臏囟龋瑴囟冗^(guò)高爐渣變稀，泡沫渣保持時(shí)間短，一般溫度升高100°C，泡沫渣壽命下降70%。 目前，造泡沫渣的最重要的工藝條件之一是利用噴粉罐向爐內(nèi)噴吹焦炭粉，經(jīng)噴粉罐流化的焦炭粉，由輸送管道和噴槍直接射入爐中熔池渣面與渣中(FeO)反應(yīng)產(chǎn)生CO氣泡形成泡沫渣。目前存在的問(wèn)題一是流化后的焦炭粉對(duì)輸送管道產(chǎn)生巨大的沖擊力和摩擦力，焦炭粉硬度大，從而造成輸送管道磨損嚴(yán)重，以至于經(jīng)常更換輸送管道備件。二是焦炭粉粒度不均勻，經(jīng)常有大顆粒焦炭堵塞輸送管道，影響正常造泡沫渣。三是焦炭粉粒度和成分不均勻，發(fā)泡速度慢，效果不穩(wěn)定，煙塵大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下: 一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝，包括使用噴粉罐、噴粉罐輸送管道向電弧爐內(nèi)噴吹造泡沫渣用含碳粉狀材料，控制爐渣堿度、FeO含量和熔池溫度，其特征在于，造泡沫渣用含碳粉狀材料是類石墨，固定碳含量> 80%，水分< 0.5%，粒度小于3_ ； 步驟如下: (I)電弧爐金屬料采用熱裝鐵水比率30-75%，電弧爐采用留鋼留渣操作，加廢鋼時(shí)，提前在料罐底部或中部加入活性石灰30~40kg/t鋼和輕燒鎂塊5~6kg/t鋼。 (2)噴吹類石墨造泡沫渣 在電弧爐熔池溫度達(dá)到1550~1600°C時(shí)，向電爐渣面連續(xù)均勻的噴吹類石墨造泡沫渣，類石墨噴吹時(shí)的載氣壓力為0.3~0.5MPa ;類石墨噴吹強(qiáng)度為15~25kg/min，類石墨噴吹量為6~7kg/t ； 同時(shí)，控制爐渣堿度R= 1.5~3.0，F(xiàn)eO含量10~25% ； (3)在造泡沫渣過(guò)程中，全程供氧，供氧方式為:冶煉前期采用爐壁集束氧槍、爐門(mén)水冷氧槍、凸腔區(qū)(EBT)氧槍同時(shí)供氧助熔。冶煉前期爐壁集束氧槍氧氣壓力控制在 0.9MPa~1.2MPa，爐壁集束氧槍氧氣流量800~1000m3/h，爐門(mén)氧槍氧氣壓力0.8MPa~ 1.0MPa，流量1000~1200m3/h，凸腔區(qū)(EBT)氧槍氧氣壓力控制在0.6MPa~0.8MPa，氧氣總流量800~1000m3/h。熔清后，主要用爐壁集束氧槍供氧脫碳，同時(shí)用爐門(mén)氧槍向渣鋼界面吹氧快速脫磷。熔清至冶煉后期爐壁集束氧槍氧氣壓力控制在1.2MPa~1.6MPa，爐壁集束氧槍氧氣流量1000~1500m3/h，爐門(mén)氧槍、凸腔區(qū)(EBT)氧槍氧氣壓力及流量范圍與冶煉前期相同。 根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的，所述類石墨的粒度為I~3mm。 根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的，步驟(2)噴吹類石墨造泡沫渣的噴口距鋼液面30~40mm，噴管與鋼液面的夾角為15~30° ;采取爐門(mén)口噴吹類石墨造泡沫渣的方式；另一種優(yōu)選方案是，采取爐門(mén)口和電爐后側(cè)爐壁兩點(diǎn)噴吹類石墨造泡沫渣。 根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的，步驟(2)中，熔化前期類石墨噴吹強(qiáng)度15~18kg/min，熔淸后類石墨噴吹強(qiáng)度20~ 25kg/min，維持泡沫渣厚度在500mm左右，保證埋弧冶煉。 根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的，步驟(2)中，造泡沫渣的最佳工藝條件是:熔池溫度1560~1580°C，爐渣堿度R = 1.8~2.3，F(xiàn)eO含量15~25wt%。發(fā)泡高度不低于500mm，可使冶煉周期縮短2~4min。 根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的，步驟(3)中，爐壁集束氧槍安裝角度與熔池鋼液面成42~45°，氧槍噴口距鋼液面400~450mm。如圖1所示。 根據(jù)不同鐵水配比，通過(guò)流量控制和開(kāi)啟時(shí)間控制供氧強(qiáng)度，保證渣中(FeO)在泡沫洛工藝要求范圍內(nèi)。爐壁集束氧槍具有主氧和環(huán)氧兩種燃燒模式，主氧分為低氧、中氧、高氧三個(gè)檔位，根據(jù)熔化不同階段，合理調(diào)整選擇供氧檔位和時(shí)間，始終保持最佳供氧量，爐壁集束氧槍系統(tǒng)具有二次燃燒功能，將熔池內(nèi)的燃燒與熔池上方CO的燃燒有機(jī)結(jié)合起來(lái),大大提高了熱效率。爐壁集束氧槍為現(xiàn)有技術(shù)，市購(gòu)產(chǎn)品。 根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的，步驟(3)中，吹氧助熔:冶煉前期爐壁集束氧槍氧氣壓力控制在0.9~1.2MPa，流量800~100m3A,爐門(mén)水冷氧槍流量1000~1200m3/h，氧氣壓力 0.8~L OMPa，凸腔區(qū)(EBT)氧槍流量800~1000m3/h，氧氣壓力0.6~0.8MPa。熔清至冶煉后期爐壁集束氧槍氧氣壓力控制在1.2~1.6MPa，流量1000~1500m3/h。 本專利技術(shù)的電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝，利用類石墨粉作為電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣材料，可避免電弧爐噴射冶金用噴粉罐輸送管道磨損；在30-75%鐵水比例條件下，可實(shí)現(xiàn)全程泡沫渣操作，用量可比碳粉減少20%以上。50噸電弧爐在冶煉中全程使用5級(jí)恒功率(35MVA)供電，二次電壓513V，二次電流39.39KA，可保持最高的有功輸入功率。 工藝原理: 本專利技術(shù)的工藝在冶煉過(guò)程中，向電弧爐熔池渣面噴入類石墨還原渣中氧化鐵產(chǎn)生CO，在熔池高溫條件下(1550-160(TC)進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理是:1.類石墨噴入電爐渣子表面受高溫逸出揮發(fā)分；2.類石墨中的固定碳向碳不飽和的鋼渣中溶解本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電弧爐熔池內(nèi)造泡沫渣的工藝，包括使用噴粉罐、噴粉罐輸送管道向電弧爐內(nèi)噴吹造泡沫渣用含碳粉狀材料，控制爐渣堿度、FeO含量和熔池溫度，其特征在于，造泡沫渣用含碳粉狀材料是類石墨，固定碳含量≥80％，水分≤0.5％，粒度小于3mm；步驟如下：(1)電弧爐金屬料采用熱裝鐵水比率30?75％，電弧爐采用留鋼留渣操作，加廢鋼時(shí)，提前在料罐底部或中部加入活性石灰30～40kg/t鋼和輕燒鎂塊5～6kg/t鋼；(2)噴吹類石墨造泡沫渣在電弧爐熔池溫度達(dá)到1550～1600℃時(shí)，向電爐渣面連續(xù)均勻的噴吹類石墨造泡沫渣，類石墨噴吹時(shí)的載氣壓力為0.3～0.5MPa；類石墨噴吹強(qiáng)度為15～25kg/min，類石墨噴吹量為6～7kg/t；同時(shí)，控制爐渣堿度R＝1.5～3.0，F(xiàn)eO含量10～25％；(3)在造泡沫渣過(guò)程中，全程供氧，供氧方式為：冶煉前期采用爐壁集束氧槍、爐門(mén)水冷氧槍、凸腔區(qū)(EBT)氧槍同時(shí)供氧助熔；冶煉前期，爐壁集束氧槍氧氣壓力控制在0.9MPa～1.2MPa、氧氣流量800～1000m3/h，爐門(mén)水冷氧槍氧氣壓力0.8MPa～1.0MPa、流量1000～1200m3/h，凸腔區(qū)氧槍氧氣壓力控制在0.6MPa～0.8MPa、氧氣總流量800～1000m3/h；熔清后，主要用爐壁集束氧槍供氧脫碳，同時(shí)用爐門(mén)水冷氧槍向渣鋼界面吹氧快速脫磷；熔清后爐壁集束氧槍氧氣壓力控制在1.2MPa～1.6MPa，氧氣流量1000～1500m3/h，爐門(mén)水冷氧槍、凸腔區(qū)氧槍氧氣壓力及流量范圍與冶煉前期相同。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周艷麗，吳兵，倪友來(lái)，武文健，孟憲華，石軍強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37