[发明专利]电炉冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种通过控制供氧工艺和喷吹炭粉工艺来改善电炉冶炼的方法。

背景技术

随着国内外冶金行业竞争的加剧，提高电炉短流程工艺的竞争力成为日益紧迫的问题，最为关键的就是采用电炉高效强化冶炼技术，进一步缩短电炉的冶炼时间，降低消耗，从而降低成本。

实现超高功率电弧炉的高效强化冶炼在很大程度上依赖于高效地使用氧气。集束氧枪可将氧气高效地输入到炉内的冷点区域，以加速能量的转换和冶金反应。然而，超高功率电弧炉采用集束氧枪供氧后，供氧强度过大，热负荷高，氧气射流碰撞固体金属炉料形成的反弹射流对氧枪的安全运行构成极大的威胁。反弹射流使氧枪受损，烧坏漏水，氧枪寿命低，且易造成重大的安全事故。

此外，电炉采用炉内喷吹炭粉技术，有利于维持泡沫渣的稳定，活跃炉内反应气氛，加速能量的转换，特别是超高功率电弧炉采用长弧操作，尤其要求泡沫渣埋弧操作。喷吹炭粉也有利于还原渣中的氧化铁，提高金属的收得率。然而喷吹炭粉工艺不当时，易造成泡沫渣不稳定，维持时间短，电弧炉的电效率低，冶炼周期长，炭粉消耗过大。

目前，为了提高产品的质量，超高功率电弧炉的生产原料中采用一部分铁水或生铁代替废钢进行熔炼，而生铁、铁水中磷含量较高，这样导致电弧炉脱磷的负担加重，常规炼钢工艺难以实现快速脱磷的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服超高功率电炉炼钢过程中由于集束氧枪常规的吹氧方法导致的氧枪寿命低、热停工时间长、喷吹炭粉造泡沫渣稳定性差、脱磷效率低的缺点，提供一种电炉集束氧枪的供氧工艺、喷吹炭粉造泡沫渣、高效地脱磷工艺的冶炼方法，从而达到提高氧枪的使用寿命、高效地使用氧气、长时间维持泡沫渣、经济地生产低磷钢水、大幅度降低消耗的目的。

本发明提供了一种电炉冶炼方法，所述电炉冶炼方法包括以下步骤：向电炉内加入第一批废钢铁料，并且按加入的废钢铁料的总重量计，每吨废钢铁料加入石灰40～45kg；采用燃烧嘴提供氧气和天然气燃烧助熔；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，并且燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流；当供电能量达到140～160kWh/t_钢时，开始喷吹炭粉；当供电能量达到185～215kWh/t_钢时，停止吹氧，停止喷吹炭粉，向电炉内加入第二批废钢铁料，采用燃烧嘴提供氧气和天然气燃烧助熔；当氧枪附近的废钢铁料熔化或者与熔化的废钢铁料邻近的废钢铁料被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，并且燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流；当供电能量达到165～185kWh/t_钢时，开始喷吹炭粉；当所有炉料熔化后，氧枪继续供氧，并且使用燃烧嘴继续提供氧气和天然气燃烧以形成保护气流，并且喷吹炭粉；当熔池温度达1565℃以上时，氧枪的供氧量保持在1.0～1.1m³/min·t_钢，喷碳枪喷吹炭粉0.47～0.58Kg/分钟·t_钢造泡沫渣，并执行流渣操作；当钢水温度达到1620～1660℃时，结束供氧和喷吹炭粉，从而得到冶炼后的低磷钢水。

优选地，在加入第一批废钢铁料之后采用燃烧嘴提供氧气和天然气的过程中，每支燃烧嘴天然气的用量为150～300m³/h的范围内逐渐增加，当供电能量每增加25kWh/t_钢时，天然气用量增加50m³/h，直至达到300m³/h，燃烧嘴氧气的用量与天然气用量的流量之比为1.9～2.1。

优选地，在加入第一批废钢铁料之后，当氧枪附近的废钢熔化或者与熔化的废钢邻近的废钢被加热到红热状态时，氧枪开始吹氧，氧枪的供氧量为0.9～1.0m³/min·t_钢，氧枪的供氧压力为1.2～1.4Mpa，并且每支燃烧嘴的天然气用量为100～150m³/h，燃烧嘴的氧气的用量与天然气用量的流量之比为1～1.5。

优选地，在加入第一批废钢铁料之后当供电能量达到140～160kWh/t_钢时，喷碳枪开始喷吹炭粉0.35～0.47Kg/分钟·t_钢。