電爐兌鐵水操作成為現(xiàn)代電爐煉鋼的一項(xiàng)新技術(shù)，實(shí)踐證明它不僅能降低電耗、縮短冶煉時(shí)間、降低鋼中氣體含量、稀釋廢鋼中的有害元素，而且有利于解決部分廢鋼短缺問題。對電爐的供電曲線、供氧制度、渣料加入制度、電爐耐材設(shè)計(jì)等工藝進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行了供氧系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的適當(dāng)改造，實(shí)現(xiàn)了65t電爐70%至88%高鐵水比例的工業(yè)生產(chǎn)，并達(dá)到較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
高鐵水比冶煉中存在的問題
鐵水比例提高后的操作問題
通過實(shí)踐，65t電弧爐鐵水比例已提升至70%-88%，當(dāng)鐵水比例增加后，造成脫碳時(shí)間延長，氧耗上升，造成整個(gè)冶煉時(shí)間也大大延長，嚴(yán)重影響了電弧爐的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
熱兌鐵水比例增大后，冶煉前期渣稀，爐門口易流渣帶鋼，而后期脫碳過程渣較粘，易出現(xiàn)大沸騰、爐渣返干現(xiàn)象，當(dāng)爐渣返干嚴(yán)重時(shí)，爐蓋及爐墻大量結(jié)冷鋼，影響下一爐鋼的操作，影響冶煉節(jié)奏。
熱裝鐵水影響耐火材料壽命
65t電弧爐用耐火材料主要包括鎂碳磚和鎂鈣鐵（MgO-CaO-Fe2O3）質(zhì)干式振搗料這兩大主體材料，它們屬于堿性材料，適合于堿性環(huán)境，兌鐵水之前該電弧爐爐齡基本穩(wěn)定在600爐左右，自電弧爐兌鐵水以來，爐襯的使用壽命發(fā)生了一系列變化，爐墻磚特別是渣線磚侵蝕速度非?？欤瑺t底侵蝕速度也加快，特別是爐坡下降速度非常快。爐齡表現(xiàn)非常不穩(wěn)定，平均爐齡約550爐，最低爐齡不足500爐。
供氧系統(tǒng)能力不足
鐵水比例提高后，爐內(nèi)的配碳量將大大提高，爐內(nèi)的硅含量、磷含量也相應(yīng)增加，脫碳和脫硅的任務(wù)量也相應(yīng)增大，碳、硅等的氧化反應(yīng)消耗的氧氣量也相應(yīng)增大。目前65t電弧爐最大的供氧能力為7500m3/h，已無法滿足高比例鐵水的供養(yǎng)需求，即目前電弧爐的供氧能力必須增強(qiáng)，供養(yǎng)系統(tǒng)的供氧強(qiáng)度必須增加。
操作工藝的優(yōu)化及設(shè)備改進(jìn)
鐵水兌入操作
65t電弧爐采取的是鐵水經(jīng)兌鐵車由爐門進(jìn)入電弧爐，當(dāng)兌入高比例鐵水時(shí)，廢鋼加入量相對變少，在鐵水兌入過程中要避免爐內(nèi)的余鋼、余渣與鐵水發(fā)生劇烈反應(yīng)。在兌鐵初期，鐵水量要少，待爐內(nèi)反應(yīng)穩(wěn)定后，可加大兌入量。鐵水起兌速度要控制在0.2t/s，穩(wěn)定后待入速度控制在0.4t/s，總兌入時(shí)間達(dá)到4min以上，隨著鐵水比例的增加，總兌入時(shí)間延長。
供電優(yōu)化
為避免送電起弧過程電弧的劇烈沖擊而造成的電極折斷現(xiàn)象，起弧仍需使用功率較低的檔位，由于鐵水兌入比例較高，廢鋼加入量相對減少，鐵水加入后爐內(nèi)熔池基本形成，故起弧后的電流、電壓應(yīng)比較低，其目的在于充分利用熱效率，減少電弧光對爐襯的侵蝕，同時(shí)避免爐內(nèi)升溫過快造成的磷高、脫碳脫磷不匹配問題。
供氧優(yōu)化
由于兌入的鐵水比的提高，原有的供氧系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高鐵水比冶煉所需要的供氧能力，因此新添加了爐門供氧設(shè)備，爐門氧槍最大供氧能力2800Nm3/h。
65t電弧爐1#、2#、3#爐壁氧槍改為大氧槍，供氧能力由原來的最大2000Nm3/h提高至2500Nm3/h。
由于60%以上的鐵水加入后，爐壁氧槍周圍仍為冷區(qū)，故送電起弧后仍考慮使用天然氣70Nm3/h，及低流量氧氣400Nm3/h，以避免氧氣反彈對氧槍的燒損。但因爐內(nèi)廢鋼量減少，在40%以下，故鐵水加入后爐內(nèi)熔池較多，故氧氣流量可提前改變（增大），以達(dá)到提前加石灰、脫硅提前化渣、脫磷的目的。
供氧總原則：在供氧過程，若出現(xiàn)鋼渣飛濺，應(yīng)立即停止強(qiáng)供氧，采取1000Nm3/h的低流量化渣操作，造泡沫渣，泡沫渣形成后再進(jìn)行強(qiáng)供氧。
造渣優(yōu)化
60%左右鐵水熔清（氧化前期）渣偏稀，氧化中期出現(xiàn)爐渣返干，但因渣中FeO含量下降不明顯，故爐渣返干時(shí)間較短，稍減少氧槍流量既可消除返干現(xiàn)象，至氧化末期，爐渣基本正常。隨著冶煉過程進(jìn)行脫碳階段，因脫碳任務(wù)加重，渣中FeO含量下降較多，平均為16.34%故冶煉中期爐渣返干現(xiàn)象較嚴(yán)重，爐渣返干時(shí)間較長。
耐火材料優(yōu)化
鎂鈣鐵砂與高檔鎂砂配合使用。
嚴(yán)格限制Al2O3和SiO2含量，要求Al2O3小于0.6%，SiO2小于1.3%。
在保證爐底燒結(jié)良好的情況下，降低搗打料中Fe2O3成分的含量，增加MgO成分的含量。
優(yōu)化前后冶煉效果分析
電弧爐熱兌鐵水后，加入熔池中的廢鋼量變少，廢鋼所帶入的有害元素也相應(yīng)減少。因此熔池中的殘余元素含量、氣體含量較全廢鋼冶煉時(shí)均大大降低，鋼水潔凈度大大提高，隨著兌入鐵水比例的增加鋼中的殘余元素含量、氣體含量均進(jìn)一步降低，大大提高了鋼水的質(zhì)量，有利于鋼鐵廠冶煉高質(zhì)量的鋼種。熱兌鐵水前后鋼水中的參與元素和氣體含量對比分析得出，隨著鐵水比例的增加，VD前后的氧含量及氮含量均呈下降趨勢，特別是氮含量，鐵水比例的增加后，氮含量大大下降，吊包氮達(dá)到了43ppm，基本接近轉(zhuǎn)爐煉鋼的鋼中氮含量水平。
--文章摘自冶金技術(shù)網(wǎng)
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