[发明专利]一种冷装直接还原铁的电炉冶炼方法

说明书

本发明公开了一种冷装直接还原铁的电炉冶炼方法，包括以下步骤：在电弧炉中加入由废钢和直接还原铁组成的混合金属料，并采用电弧炉对金属料进行熔炼；混合金属料中的直接还原铁为冷装；采用电弧炉对混合金属料进行熔炼的具体过程为：进入起弧期，采用低档功率给电弧炉供电；当起弧期结束后，进入熔化期，采用高档功率继续给废钢供电，并采用炉壁烧嘴来预热废钢；当对电弧炉供电至75％～85％混合金属料已经熔化后，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束；熔化期结束后，采用高档功率继续给电弧炉供电升温，并采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣；直至电耗达到要求后，冶炼结束，执行出钢操作。提高能源效率，可以降低电炉冶炼的电能和电极消耗，降低冶炼成本。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种冷装直接还原铁的电炉冶炼方法。

背景技术

钢铁工业的碳排放量约占我国碳排放总量的15％，而其中以高炉-转炉的长流程炼钢工艺占比达到90％，且碳排放量为电炉短流程炼钢的3倍以上，因此发展短流程电炉工艺对未来钢铁工艺的绿色化发展有重要意义。但目前废钢的供应量不足，价格过高，不能有效支撑短流程的原材料供应。因此气基还原(包含氢冶金)竖炉生产直接还原铁+电炉的粗钢生产工艺，是解决废钢原料不足及降低吨钢碳排放的重要途径，并将在未来引领炼钢工艺流程发展。

目前国内绝大部分钢企仍很少有以直接还原铁为原料，采用电炉冶炼的手段生产粗钢的工艺，因此提供一种以直接还原铁为原料的电炉冶炼方法，对适应金属原材料的变化对电炉冶炼工艺的影响有重要意义。专利CN 10775460 A公开了一种以100％低品质隧道窑直接还原铁为原料的电炉炼钢方法，该发明以直接还原铁熔化率85％～95％为节点，合理添加炉料、溶剂等主辅料，虽然一定程度能指导电炉生产，但具体的供电、供碳、供氧等工序未见详细描述，因此需要一种更为详细的以直接还原铁为主要原料的电炉冶炼方法。

发明内容

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，提供了一种冷装直接还原铁的电炉冶炼方法，提高能源效率，可以降低电炉冶炼的电能和电极消耗，降低冶炼成本。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种冷装直接还原铁的电炉冶炼方法，包括以下步骤：供电之前，在电弧炉中加入由废钢和直接还原铁组成的混合金属料，并采用超高功率电弧炉对混合金属料进行熔炼；混合金属料中的直接还原铁为冷装，在混合金属料熔炼过程分为三个阶段，分别为起弧期、熔化期和氧化升温期；

采用电弧炉对混合金属料进行熔炼的具体过程为：

步骤1，进入起弧期，采用低档功率给电弧炉供电；

步骤2，当起弧期结束后，进入熔化期，采用高档功率继续给电弧炉供电，并采用炉壁烧嘴来预热废钢；

步骤3，当对电弧炉供电至75％～85％混合金属料已经熔化后(最优选择为80％混合金属料已经熔化)，采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣至熔化期结束；

步骤4，熔化期结束后，采用高档功率继续给电弧炉供电升温，并采用碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣；

步骤5，直至电弧炉电耗达到要求后，冶炼结束，执行出钢操作。

按照上述技术方案，加入的混合金属料中废钢的比例在40％～60％，直接还原铁的比例为 40％～60％，且直接还原铁为冷装。

按照上述技术方案，在所述的步骤3中，当电弧炉的吨钢电能消耗(吨钢电能消耗具体是指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)在 260～300kWh/t后，停止炉壁烧嘴操作，电弧炉进入熔化末期，开始碳氧枪供氧喷碳造泡沫渣。

按照上述技术方案，在所述的步骤3中，在熔化末期喷碳造渣的时间控制在4～6min，喷粉喷吹流量为30～50kg/min。