偏心底出钢(EBT)电弧炉冶炼工艺.docx

《偏心底出钢(EBT)电弧炉冶炼工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《偏心底出钢(EBT)电弧炉冶炼工艺.docx（6页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 前言偏心底出钢(EBT)电弧炉冶炼工艺传统电炉炼钢“老三期”工艺操作:装料熔化、氧化扒渣、造渣复原、带渣出钢， 带入钢包中的是复原性炉渣，带渣出钢对进一步脱硫、脱氧、吸附夹杂等是有益无害的。而当电炉功能分化后，超高功率电炉与炉外精炼相协作，电炉出钢时的炉渣是氧化性炉渣。理论与实践证明，这种氧化性炉渣带入钢包精炼过程将会给精炼带来极为不利的影响。于是，围绕避开氧化渣进入钢包精炼过程，消灭了一系列渣钢分别方法。其中，效果最好、应用最广泛的是EBT 法(Eccentric Bottom Tapping) ,即偏心底出钢法，简称“EBT” 。本文概述偏心底出钢电炉的构造特点及其优越性，重点介绍偏心

2、底出钢电炉的冶炼工艺，以及偏心底出钢电炉的出钢口填料及其操作。2 EBT 电弧炉的特点EBT 电炉构造是将传统电炉的出钢槽改成出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下。出钢口下部设有出钢口开闭机构，开闭出钢口，出钢箱顶部中心设有操作口，以便出钢口的填料操作与维护。EBT 电炉主要优越性在于，它实现了无渣出钢和增加了水冷炉壁使用面积。优点如下:(1) 出钢倾动角度的削减。简化电炉倾动构造:降低短网阻抗:增加水冷炉壁使用面积，提高炉体寿命。(2) 留钢留渣操作。无渣出钢，改善钢质量，有利于精炼操作:留钢留渣，有利电炉冶炼、节约能源。(3) 炉底部出钢。降低出钢温度，节约电耗:削减二次氧化，提高钢的质量:

3、提高钢包寿命。由于 EBT 电炉诸多优点，在世界范围快速得到普及。现在建设电炉，尤其与炉外精炼协作的电炉，肯定要求无渣出钢，而 EBT 是首选。EBT 电炉的出钢操作。出钢时，向出钢侧倾动约5后，开启出钢机构，出钢口填料在钢水静压力作用下自动下落，钢水流入钢包，实现自动开浇出钢。当钢水出至要求的约 95%时快速回倾以防止下渣，回倾过程还有约 5%的钢水和少许炉渣流入钢包中，炉摇正后(炉中留钢 10%15%,留渣95%)检杳维护出钢口， 关闭出钢口，加填料，装废钢，重起弧熔炼。3 EBT 电炉的冶炼工艺3.1 冶炼工艺操作EBT 电炉冶炼己从过去包括熔化、氧化、复原精炼、温度、成分掌握和质量掌握

4、的炼钢设备，变成仅保存熔化、升温顺必要精炼功能(脱磷、脱碳)的化钢设备。而把那些只需要较低功率的工艺操作转移到钢包精炼炉内进展。钢包精炼炉完全可以为初炼钢液供给各种最正确精炼条件，可对钢液进展成分、温度、夹杂物、气体含量等的严格掌握，以满足用户对钢材质量越来越严格的要求。尽可能把脱磷，甚至局部脱碳提前到熔化期进展，而熔化后的氧化精炼和升温期只进展碳的掌握和不适宜在加料期参加的较易氧化而参加量又较大的铁合金的熔化，对缩短冶炼周期，降低消耗，提高生产率特别有利。EBT 电炉承受留钢留渣操作，熔化一开头就有现成的熔池，辅之以强化吹氧和底吹搅拌，为提前进展冶金反响供给良好的条件。从提高生产率和降低消耗

5、方面考虑，要求电炉具有最短的熔化时间和最快的升温速度以及最少的关心时间 (如补炉、加料、更换电极、出钢等)，以期到达最正确经济效益。(1) 快速熔化与升温操作快速熔化和升温是当今电弧炉最重要的功能，将第一篮废钢参加炉内后，这一过程即开头进展。为了在尽可能短的时间内把废钢熔化并使钢液温度到达出钢温度，在EBT 电炉中一般承受以下操作来完成:以最大可能的功率供电，氧一燃烧嘴助熔，吹氧助熔和搅拌，底吹搅拌，泡沫渣以及其它强化冶炼和升温等技术。这些都是为了实现最终冶金目标，即为炉外精炼供给成分、温度都符合要求的初炼钢液为前提，因此还应有良好的冶金操作相协作。(2) 脱磷操作脱磷操作的三要素，即磷在渣一

6、钢间安排的关键因素有:炉渣的氧化性、石灰含量和温度。随着渣中 FeO,CaO 的上升和温度的降低，渣一钢间磷的安排系数明显提高。因此在电弧炉中脱磷主要就是通过掌握上面三个因素来进展的。所实行的主要工艺有：强化吹氧和氧一燃助熔，提高初渣的氧化性;提前造成氧化性强、碱度较高的泡沫渣，并充分利用熔化期温度较低的有利条件，提高炉渣脱磷的力量:准时放掉磷含量高的初渣，并补充渣，防止温度上升后和出钢时下渣回磷;承受喷吹操作强化脱磷，即用氧气将石灰与萤石粉直接吹入熔池，脱磷率一般可达 80%，并能同时进展脱硫，脱硫率接近 50%;承受无渣出钢技术，严格掌握下渣量，把出钢后磷降至最低。一般下渣量可掌握在 2

7、kg/t，对于(P2O5)=1%的炉渣，其回磷量0.001%。出钢磷含量掌握应依据产品规格、合金化等状况来综合考虑，一般应1550):为使炉后处理和浇注正常进展，依据所承受的工艺不同要求电炉初炼钢水有肯定的过热度，以补偿出钢过程、炉外精炼以及钢液的输送等过程中的温度损失。出钢温度应依据不同钢种，充分考虑以上各因素来确定。出钢温度过低，钢水流淌性差，浇注后造成短尺或包中凝钢:出钢温度过高，使钢清洁度变坏，铸坯(或锭)缺陷增加，消耗量增大。总之，出钢温度应在能顺当完成浇注的前提下尽量掌握低些。EBT 电炉的出钢温度低(出钢温降小)节约能源、削减回磷。3.2 泡沫渣操作(1) 泡沫渣及其优点承受水冷

8、炉壁、炉盖技术，能提高炉体寿命，可它对 400 mm 高的耐火材料渣线来说作用是有限的。当电炉泡沫渣技术的消灭，其炉渣发泡厚度可达300500 mm,是电弧长度的 2 倍以上，电炉可以实现埋弧操作。电炉埋弧操作， 可解决两个方面问题:一方面，埋弧操作真正发挥了水冷炉壁的作用，提高炉体寿命:另一重要方面，埋弧操作使长弧供电成为可能，即大电压、低电流。它的优越性在于弥补了早期“超高功率供电”的缺乏,带来了以下优点:提高炉衬寿命，降低耐火材料消耗;电损失功率降低，电耗削减:电极消耗削减:三相电弧功率平衡改善;功率因数提高。EBT 电炉因熔池形成的早，实行适当高配碳、提前吹氧使炉渣发泡。电炉泡沫渣操作

9、主要在熔末电弧暴露氧化末期间进展，它是利用向渣中喷碳粉和吹入氧气产生的一氧化碳气泡，通过渣层而使炉渣泡沫化。良好的泡沫渣要求长时间将电弧埋住，这即要求渣中要有气泡生成，还要求气泡要有肯定寿命。(2) 影响泡沫渣的因素吹氧量。泡沫渣主要是碳、氧反响生成大量的 CO 所致，因此提高供氧强度既增加了氧气含量又提高了搅拌强度，促进碳-氧反响剧烈进展，使单位时间内的 CO 气泡发生量增加，在通过渣层排出时，使渣面上涨、渣层加厚。熔池含碳量。含碳量是产生CO 气泡的必要条件，假设碳缺乏将使碳-氧反响乏力，影响泡沫渣生成，这时应准时补碳，以促进 CO 气泡的生成。炉渣的物理性质。增加炉渣的粘度、降低外表张力

10、和增加炉渣中悬浮质点数量，将提高炉渣的发泡性能和泡沫渣的稳定性。炉渣化学成分。在碱性炼钢炉渣中，FeO 含量和碱度对泡沫渣高度的影响很大。一般来说，随 FeO 含量上升，炉渣的发泡性能变差，这可能是 FeO 使炉渣中悬浮质点溶解，炉渣粘度降低所致。碱度在指数 2 四周有一峰值，此时泡沫值高度达最大。温度。在炼钢温度范围内，随温度上升，炉渣粘度下降，熔池温度越高， 生成泡沫渣的条件越差。(3) 泡沫渣的掌握良好的泡沫渣是通过掌握 CO 气体发生量、渣中 FeO 含量和炉渣碱度来实现的。足够的 CO 气体量是形成肯定高度泡沫渣的首要条件。形成泡沫渣的气体不仅可以在金属熔池中产生，也可以在炉渣中产生

11、。熔池中产生的气泡主要来自溶解碳和气体氧、溶解氧的反响，其前提是熔池中有足够的碳含量。渣中CO 主要是由碳和气体氧、氧化铁等一系列反响产生的，其中碳可以以颗粒形式参加，也可以粉状形式直接喷入。事实证明，喷入细粉可以更快更有效地形成泡沫渣，产生泡沫渣的气体 80%来自渣中，20%来自熔池。熔池产生的细小分散气泡既有利于熔池金属流淌，促进冶金反响，又有利于泡沫渣形成，而渣中产生的气体则不会造成熔池金属流淌。电炉炼钢过程中泡沫渣操作是在熔末电弧暴露-氧化末期进展，它是利用向渣中喷碳粉和吹入氧气产生的一氧化碳气泡，通过渣层而使炉渣泡沫化。良好的泡沫渣要求长时间将电弧埋住，这既要求渣中要有气泡生成，还要

12、求气泡要有肯定寿命。争论说明:增加炉渣的粘度，降低外表张力，使炉渣的碱度为 2.02.5, (FeO)=15%20%等均有利炉渣的泡沫化。美、德国等开发的水冷碳-氧枪，特地用于由电炉炉门操作造泡沫渣，效果特别好。国内现己大量承受。最近，德国、意大利开发的碳-氧-燃复合式炉壁喷枪， 可据炉内不同阶段，进展氧-燃助熔、碳-氧造渣、吹氧去碳及二次燃烧等强化用氧操作。这种复合式炉壁喷枪实现了关炉门操作，其效果是 :消退冷点、造渣埋弧、加速反响及回收能量。3.3 EBT 电炉的出钢过程及留钢留渣操作(1)EBT 电炉的出钢过程当钢水温度、成分到达出钢要求时，即可预备出钢。出钢过程为:先将钢包运到电炉出钢

13、箱下面，翻开出钢口之前，使炉子向出钢口侧倾斜约 35，形成足够的钢水静压力，防止炉渣从钢水产生的旋涡中流入钢包。翻开出钢口托板，开头出钢。出钢过程中，炉子渐渐地倾斜到约 12，保证出钢口上面的钢水深度根本不变。当钢水出至约 95%时，炉体以较快的速度(3/s)回倾至水平位置，以避开或削减炉渣从出钢口流进钢包，实现无渣出钢。出钢过程中要留意两个问题:炉子出钢倾动过程中，不要倾动过快，以防出钢箱中的钢水接触到其上部的水冷盖板，而造成烧损:要保证出钢箱中的钢水有足够的高度，防止炉渣因旋涡效应被带进钢包。(2)EBT 电炉留钢留渣操作EBT 电炉通过偏心炉底出钢实现留钢 10%15%,留渣 95%以上

14、。EBT 电炉通过留钢 10%15%，出钢倾炉过程保持出钢箱内有足够的钢水以及炉体快速回倾3/s来实现无渣出钢。这种留钢留渣操作对摆脱传统的“老三期”冶炼工艺，为实现超高功率电弧炉冶炼-炉外精炼-连铸的现代炼钢工艺流程供给良好的冶炼条件。由于实现留钢、留渣操作，冶炼熔化期电弧稳定，熔池形成提前 1015 min,可提前强化吹氧， 同时也改善了钢水脱磷条件。承受留钢留渣操作时应留意以下几点 :更换钢种时要考虑炉中钢水对所炼钢种的成分是否造成影响:装料前不加石灰，装料时料篮的高度要适当，以免烧坏料篮 .冶炼中留意提前吹氧助熔:定期出净炉渣与钢水观看炉底的侵蚀状况。3.4EBT 电炉的出钢口填料及其

15、操作(1) EBT 电炉的出钢口填料与自动开浇技术EBT 电炉是通过出钢口开闭机构来实现水口的开闭，而堵寨出钢口和自动开浇则是通过填料来实现，填料及其操作是自动开浇的关键。一般 EBT 电炉的自动开浇率(即出钢口翻开，钢水自动流出)可达 95%以上。在非正常状况下，如钢水不能自动流出，可用钢钎轻轻撞击或烧氧的方法出钢。烧氧时，用专用的吹氧弯管对准出钢口吹氧，一般烧氧仅需几秒钟就可烧开被烧结的出钢口填料，使钢水流出。对填料要求其熔点较高，热稳定性好，导热性差，流淌性好:在炼钢温度下， 接触钢水时外表稍微烧结，下部仍为散状:这种薄烧结层能保护下面填料不上浮， 又能防止钢液下渗，且烧结层强度小。当出

16、钢口开启时下部松散料下落，烧结层在钢水静压力作用下自动裂开，钢水流入钢包中，实现自动出钢。依据 EBT 电炉填料的使用特点，用作填料的材料有橄榄石(平炉用出钢口砂)、河砂及人工合成砂，主要以 MgO (40%50 % ), SiO 2 (40%45%)为主，并含有少量 Fe2O3(约 10%),要求粒度为 0.55.0 mm ,且不含水分。(2) EBT 电炉出钢口的维护出钢完毕后，钢水包移到下一工序，将出钢口维护平台移到出钢口下面，用铲状工具出钢口端部上的渣、钢结壳去除(留意必需在出钢后马上去除，否则温度过低造成清理工作困难)，严峻时可实行吹氧清理。清理工作完毕后，关闭出钢口托板，将加料漏斗

17、通过出钢箱操作口对准出钢口，将填充料参加出钢口内。出钢口的更换周期应当与定期停炉相匹配，因此最好使用与定期停炉周期相匹配的耐火材料，尤其出钢口座砖更应如此。当出钢口破损严峻或出钢口过大需要更换时，可承受以下操作:只换出钢口端砖。松开支撑出钢口端砖托环，拆下破损的端砖，去除协作面杂物，保证端砖与管砖的协作，安装端砖及支撑托环，关闭出钢口机构并用填料填充出钢口通道。更换整个出钢口管砖。此时的出钢口管砖与出钢口端砖需要一起更换。先松开支撑出钢口端砖托环，拆下破损的端砖、管砖，去除协作而杂物，保证管砖与出钢口座砖的协作:将支撑托环、端砖及管砖按挨次穿在一特制的安装托架上， 由出钢箱上操作孔穿过出钢口放

18、下一钢丝绳，将安装托架等一起吊起 :固定支撑托环，并填充可塑料:关闭出钢口机构，并用填料填充出钢口通道。4 结语(1) 以上工艺应依据现场条件，如设备形式、所炼钢种、工艺流程等进展调整， 并逐步完善。(2) 现代电炉炼钢，尤其超高功率电炉炼钢，肯定要承受熔氧合一、氧化性钢水出钢的快速炼钢工艺。承受快速炼钢工艺要求电炉的出钢方式，可以是槽出钢方式，也可以是偏心底出钢方式，最好是后者。但是，假设电炉承受偏心底出钢方式，肯定要求承受快速炼钢工艺，才能发挥偏心底出钢的优越性。(3) 传统槽出钢电炉改造成偏心底出钢电炉，其熔池钢水量增加约 10%15%:建偏心底出钢电炉，其熔池钢水量比槽出钢电炉钢水量增加同样为10% 15%。因此，设计电炉炉型熔池构造以及炉壳直径时预以考虑。