[发明专利]一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于电弧炉炼钢领域，特别涉及一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法。

背景技术

电弧炉冶炼采用全废钢为原料。全废钢电弧炉冶炼的过程中，脱磷操作是非常重要的工序之一。在全废钢电弧炉脱磷过程中，由于废钢熔点较高，为保证炉内废钢彻底熔化就要使熔池保持较高温度，造成钢液内部脱磷反应难以进行。为解决此问题，传统全废钢电弧炉冶炼主要采用多次造渣的方式，并采用炉门自动流渣操作。然而，每次在造新脱磷渣之前都无法将前一批炉渣彻底排净，使得炉渣脱磷效率明显降低，钢液深度脱磷尤为困难，在冶炼后期随着钢液温度升高钢水“回磷”现象较为严重，同时在多次造渣的过程中造成钢液内铁损较大，资源浪费严重，生产成本明显提高。

在全废钢电弧炉冶炼的过程中，去气除杂过程同样不可忽视。由于全废钢电弧炉废钢熔清后钢液中碳含量较低，造成在脱碳期间钢液内气泡数量明显不足，无法深度去除钢液内[N]、[H]及杂质，导致全废钢电弧炉钢液内[N]、[H]及杂质含量偏高。为弥补钢液中碳含量的不足，传统全废钢电弧炉冶炼主要采用在废钢中添加一定比例含碳铁块的方式试图提高钢液内碳含量，但由于铁块中含碳量不高，仍无法彻底解决钢液内碳含量偏低的问题，造成全废钢电弧炉难以生产洁净钢。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法，可以解决电弧炉冶炼过程中无法深度脱磷的问题，同时在冶炼前期向钢液内部加入碳粉使钢液增碳，再通过冶炼后期碳氧反应使钢液内部产生大量气泡，可深度去除钢液中[N]、[H]及杂质，使钢液具有高的洁净度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法，该方法使两个工位的电弧炉串联，第一个工位的电弧炉为脱磷电弧炉，第二个工位的电弧炉为脱碳电弧炉。脱磷电弧炉内可使废钢熔化后脱磷和增碳，脱碳电弧炉可使钢水深脱磷、脱碳、脱气、去杂质。脱磷电弧炉内加入废钢的同时向熔池内部加入碳材，降低废钢熔点及熔池温度，提高钢液碳含量，脱磷期结束后采用偏心炉底出钢并采用留钢操作，保证脱磷过程结束后实现渣钢分离。钢液经钢包倒入脱碳电弧炉，脱碳电弧炉内继续造渣深度脱磷，脱碳电弧炉炉渣还可返回脱磷电弧炉继续使用。脱碳期利用脱磷电弧炉的增碳量，向钢液内部喷射氧气，进行脱碳沸腾操作，产生的CO气泡可深度去除[N]、[H]及钢液中杂质，使钢液具有高的洁净度。

1座脱碳电弧炉可搭配1～3座脱磷电弧炉进行冶炼。具体工艺如下：：

(1)脱磷电弧炉加料期：将冶炼用废钢、石灰、脱碳电弧炉炉渣、辅料及碳粉(或块)加入脱磷电弧炉；

其中，废钢入炉可采取连续加料、竖井加料及料篮加料等方式的任意一种或几种方式；将石灰、脱碳电弧炉炉渣、辅料同废钢一并加入到脱磷电弧炉中；吨钢石灰加入量为0-50kg，吨钢脱碳电弧炉炉渣加入量为0-50kg；碳粉(或块)通过加料仓加入到熔池中，吨钢碳材加入(或吨钢碳粉喷入)量为0-200kg。

(2)废钢熔化期：通电熔化废钢，炉壁集束氧枪切换至烧嘴模式，使熔池内温度升高熔化废钢，同时通过埋入式喷枪向钢液内部喷射载气-碳粉高速粉气流，降低废钢熔点，废钢熔化期时间控制在10-150min，废钢熔清后即可进入脱磷期。

其中，炉壁集束氧枪在烧嘴模式下主氧流量100-2000Nm³/h，燃气流量50-1000Nm³/h，环氧流量50-1000Nm³/h；埋入式喷枪载气、环缝保护气为氮气、燃气、二氧化碳的任意一种或两者的混合气体，载气流量50-1000Nm³/h，碳粉喷吹速率0-200kg/min，喷吹保护气流量10-1000Nm³/h，碳粉颗粒直径为15μm-3.0mm。

(3)脱磷期：根据工艺要求利用冶炼前期熔池温度低的特点快速造渣脱磷，炉壁集束氧枪切换至供氧模式造泡沫渣，埋入式喷枪继续喷碳粉操作，炉内温度控制在1530-1580℃，采用炉门自动流渣操作，同时在脱磷冶炼中期向炉内加入石灰，炉渣碱度控制在2.5-3.5；

其中，炉壁集束氧枪在供氧模式下主氧流量50-2000Nm³/h，燃气流量50-1000Nm³/h，环氧流量50-1000Nm³/h；埋入式喷枪碳粉喷吹速率0-200kg/min，吨钢石灰加入量为5-50kg。