[发明专利]一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法

说明书

一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，属于钢铁冶金领域。在采用电弧炉炼钢时，以氢气代替氮气或氩气作为底吹气体，在熔化期和氧化期，底吹氢气为熔池输送热量，加快废钢融化，搅拌钢液，促进熔池传热和传质；采用3‑20块透气砖分散分布于电炉底部，促进氢气在钢中的溶解，促进钢中溶解氢与溶解氧反应，生成弥散气泡，促进电炉熔池全体积搅拌；在电炉出钢前，底吹氢气降低终点钢液氧含量，提高后续精炼效率。利用氢气底吹技术，在搅拌熔池的基础上，充分利用氢气这一清洁能源，在为电炉强化供能的同时，实现环保减排的目标。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体是一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法。

背景技术

电炉炼钢过程中常需向炼钢熔池中喷入碳粉、重油、天然气等燃料补充能量，促进废钢的熔化和熔池温度的提升，但这些燃料在燃烧过程中均有一氧化碳或二氧化碳生成，造成电炉炼钢过程碳排放仍然较高。

本发明所公布的一种方法是在电炉冶炼过程中，通过电炉底吹氢气进行底搅拌，促进熔池的传热和传质；同时，氢气还与熔池中氧发生反应，发出热量，促进熔池温度提升，缩短电炉冶炼时间，并降低炼钢过程碳排放；另外，吹入的氢气与熔池中氧反应，同时降低钢液和炉渣的氧含量，抑制钢液的过氧化，降低炼钢过程铁损及其他金属元素的损耗。

发明内容

本发明目的是提供一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，在通电冶炼时，采用H₂替代N₂或Ar作为底吹气体，实现加快炉料熔化、缩短冶炼周期、减少炉料烧损、灵活补偿热量和环保减排的目标。对于少量溶解于钢液的氢，可通过后期真空精炼轻易去除，不影响冶炼钢水最终质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供了一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法，其特征在于，用氢气完全替代N₂或Ar作为底吹气体，在不同冶炼阶段采用不同的底吹强度，利用氢氧反应产生的热量，加强化学能输入，辅助调控熔池温度，减少电炉冶炼时间。

进一步地，采用3-20块透气砖分散分布于电炉底部，促进氢气在钢中的溶解，促进钢中溶解氢与溶解氧反应，生成弥散气泡，促进电炉熔池全体积搅拌，并提高氢在钢液内部的氧化的比例，提高加热效率；

进一步地，底吹氢气通过底吹喷嘴进入电炉，底吹氢气强度为0.001-1.5Nm³/(min·t)，吹气时间为20～100min。

进一步地，吹炼过程不同阶段，底吹氢气强度可根据实际生产需求自由变动，通过调节底吹氢气强度，可实现灵活控制氢氧反应提供的热量。其中，熔化期是主要耗电环节，需要尽快将炉料熔化升温，形成熔池后可底吹大气量氢气强化化学能输入，并减少炉料烧损，底吹氢气强度为0.001-1.5Nm³/(min·t)；氧化期主要任务是除磷、脱碳，对能量输入要求较低，可底吹氢气辅助提升钢液温度，控制出钢温度及终点氧含量，底吹氢气强度为0.001-1.2Nm³/(min·t)；吹氧结束后吹入氢气，对熔池进一步搅拌，促进成分与温度的均匀性，并还原降低钢液及炉渣中的氧，底吹氢气强度为0.001-1.0Nm³/(min·t)，吹炼时间1-3min。

采用上述技术方案，底吹氢气的主要去向包括：溶解于钢液、与钢液中的[O]反应、与渣中(FeO)反应、与熔池上方的O₂反应以及进入炉气。

相比传统电炉炼钢工序，本发明采用底吹H₂替代N₂或Ar，在底吹气体搅拌熔池功能的基础上，充分利用氢氧反应放热，缩短电炉冶炼周期，降低电耗，减少炉料烧损，提高钢水质量，并实现绿色减排的目的。

具体实施方式

实例1: