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电弧炉炼钢安全需实现与炉龄同步

点击次数:10 发布时间:2019/11/22 11:17:56

 随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高,电力工业的发展,电弧炉炼钢的成本不断下降,现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢,而且大量用来生产普通碳素钢,其产量在主要工业国家钢总产量中的比重,不断上升。

  电弧炉是什么样式的一种炉子,通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。

  国内制造业对特殊钢质量要求的日益提高,完善我国电弧炉炼钢流程工艺及装备水平成为目前提升电炉钢产品质量的关键。与国外电弧炉炼钢相比,我国电弧炉一直是特殊钢的生产主力。

  电弧炉炼钢以废钢为主要原料,石灰、增碳剂等为辅助原料。一方面,随着汽车、家电等报废数量的增加,社会废钢成分更加混杂;废钢中Cu、Zn、Pb、Sn等有害杂质元素,随废钢循环次数的增加不断富集。另一方面,辅料的使用同样会带来有害元素,影响钢液洁净度。为尽量降低原材料的影响,需根据钢种对原材料使用制订不同的标准,分钢种分级别进行原辅料的定制化选择。如冶炼优质合金棒材时,采用铁水加废钢、优质废钢或优质废钢加直接还原铁为原料;冶炼低硫钢时,尽量使用低硫石灰;冶炼低碳钢时,选择低碳辅助原料。

  传统电弧炉炼钢熔池搅拌强度弱,抑制了炉内物质和能量的传递;通常采用超高功率供电、高强度化学能输入等技术,但没有从根本上解决熔池搅拌强度不足和物质能量传递速度慢等问题。现代电弧炉炼钢广泛采用吹氧工艺以加快冶炼节奏、降低生产成本,相继开发出诸如炉壁供氧、炉门供氧、集束射流等强化供氧技术。为了解决熔池搅拌强度不足和物质能量传递速度慢等问题,业内开发了如底吹搅拌、电弧炉炼钢复合吹炼等关键技术。

  电弧炉炼钢熔池冶金反应动力学条件差,熔池钢液成分、温度不均匀,终点氧含量和渣中氧化铁含量偏高,Z终影响冶炼指标和钢液质量。该团队开发的电弧炉炼钢安全长寿底吹技术,强化了电弧炉熔池搅拌,吨钢氧耗、钢铁料消耗和终渣氧化铁含量明显降低,脱磷效率进一步提高,冶炼终点钢液质量明显改善。开发的具有定向多微孔型结构的长寿命底吹元件,具备优良的透气、耐高温、抗热震、抗冲击等性能。该技术采用基于电弧炉冶炼“熔化—脱磷—脱碳—升温—终点控制”的分段动态底吹工艺模型,既提高了气体搅拌效率,又减少了气液混合脉动流体对底吹元件的机械冲刷和化学侵蚀。具有冗余功能的电弧炉底吹全程安全预警技术,通过监控底吹流量、压力及温度,实现了多点、阶梯、分段的全程报警;采用弓形防渗透结构设计,保证了电弧炉炉底结构安全。工业实践显示,电弧炉底吹寿命超800炉次,实现了与炉龄同步。

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