睾 ．Ｌ Ｚ 工业加热 第４Ｏ卷２０１１年第１期 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—１６３９．２０１１．Ｏ１．０１９ 电弧炉底吹系统的生产工艺及冶金效果 刘永刚 ，陈三芽 ，王 婧 ，董 凯２ （１．江西新余新良特钢公司，江西新余３３８０１３；２．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京１０００８３） 摘要：新良特钢公司与北京科技大学合作进行了电弧炉底吹技术的开发，设计开发了电弧炉底吹系统，其中对电弧炉底吹位置、底 吹气体流量，Ｎ、Ａｒ切换工艺，底吹与炉壁枪的配合等进行了研究，确定了电弧炉底吹工艺操作。经过现场实践证明，使用电弧炉 底吹技术，钢水温度均匀，钢水成分均匀，渣中ＦｅＯ含量降低，冶炼时间缩短；耐火材料寿命提高；电弧炉冶炼各项指标显著改 善。提高了钢水收得率；脱硫率提高。 关键词：电弧炉；底吹；冶金效果 中图分类号：ＴＦ７４１．５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—１６３９（２０１１）０１—００６３—０３ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＢｏＲｏｍ Ｓｔｉｒｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ＥＡＦ ＬＩＵ Ｙｏｎｇ—ｇａｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｓａｎ—ｙａ ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ ，ＤＯＮＧ Ｋａｉ （１．Ｘｉｎｌｉａｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｘｉｎｙｕ ３３８０１ ３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｎｔ ｏｆＸｉｎｌｉａｎｇ ｃｏｏｐｅｒａｔｅｓ ｗｉｔｈ ＵＳＴＢ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ＥＡＦ．Ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｔｉｒｉｎｇ ｐｏｓｉｔｏｎ，ｔｈｅ ｇａｓ ｆｌｏｗ，ｔｈｅ Ｎ／Ａｒ ｇａｓ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅａｍｗｏｒｋ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｔｉｒｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｕｐｐｌｙ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ， ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｐｒｃｅｓｓ ｉｓ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｂｏｔｔｏｍ ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｕｎｉｆｏｒｍ ｓｔｅｅｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｄｅｃｒｅａｓｅ ＦｅＯ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｌａｇ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｍｅｔａｌ ａｎｄ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＡＦ；ｂｏｔｔｏｍ ｓｔｉｒｒｉｎｇ；ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ ｅｆｆｅｃｔ 新良特钢电炉采用高铁水比例冶炼，在冶炼操作过 程中遇到许多操作问题，主要表现为： （１）钢铁料消耗高，钢水成分、温度不均匀，导致 低温放钢或者成分出格； （２）电炉兑铁水量在６０％以上时，脱碳速度控制不 当易造成大沸腾，脱碳时间长而影响冶炼节奏。 为了解决这些问题，新良特钢公司与北京科技大学 合作，进行了电弧炉底吹技术的开发。 ｌ 电弧炉底吹设备系统组成 电弧炉底吹设备由底吹阀组，底吹透气砖和控制系 图１底吹阀组 统组成。底吹阀组控制与调节透气砖不同冶炼阶段氮气 和氩气的流量，氮氩切换以及底吹透气砖的使用极限报 第６块 第５块 警，如图１所示。底吹透气砖采用多层结构，中部埋设 第４块 有多股微径输气管，如图２所示。 第３块 控制系统采用ＰＬＣ系统，ＰＩＤ动态调节，保证实际 第２块 流量的准确稳定。 第１块 第１块 １ 底吹 收稿日期：２０１０—１１－１６ （ａ）１ 结构 作者简介：刘永刚（１９８４一），男，陕西大荔人，助理工程师，主要 从事电炉炼钢工艺研究 图２底吹透气砖结构图 ６３ 带 ．Ｌ 乙 （工业加热》第４Ｏ卷２０１１年第１期 吹应用后脱硫效果明显。 ０７ Ｏ６ ０５ ０４ Ｏ３ ０２ ０１ Ｏ 图７ 脱硫效果对比 由于氧化末期底吹氩气搅拌，减少了炉壁集束氧枪 的使用，钢水过氧化现象也基本消除，终点Ｗ（Ｃ）＜０．０６％ 的炉次比例从底吹应用前的７．６９％减少到应用后的０．５％， 为方便精炼炉的操作起到了很大作用。 ３．３ 电弧炉底吹对金属料消耗的影响 由于加强了炉内搅拌，改善了渣钢界面反应，降低 了渣中Ｗ（ＦｅＯ），同时基本上消除了小沸腾造成前坑流钢 水的现象，从而提高了钢水收得率。以下是底吹系统应 用前后熔清与放钢前取样分析渣中Ｗ（ＦｅＯ）（见图８）及 钢铁料消耗（见图９）对比： ２０ 委 １０ 目无底吹 ａ有底吹 Ｏ 前期 后期 图８渣中Ｗ（ＦｅＯ）对比 娄 喜 图９钢铁料消耗对比 底吹搅拌作用促进了废钢的熔化，提高了电弧的传 热效率和氧气利用率，消除了非正常操作造成的热停工， 同时，在８０％铁水比冶炼时，装料方式由６０％以下铁水 比的两次进料兑一次铁水变成一次进料兑一次铁水，减 少了辅助时间。净通电时间从无底吹时的４２．０９ ｍｉｎ，降 低到４０．０８ ａｒｉｎ，减少了２．０１ ｍｉｎ，冶炼时间从６３．５ ｌ ｍｉｎ， 降低到５９．４６ ｍｉｎ，减少了４．０５ ａｒｉｎ。 ３．４ 电弧炉底吹对大沸腾的影响 底吹应用前在实行保碳操作，氧化末期对炉壁集束 氧枪使用较少，延长了冶炼时间，对炉内上下温差搅拌 能力减弱，共发生沸腾次数为２１次，其中有２次产生了 大的沸腾，另有４次沸腾过程中明显带有钢水流出。底 吹系统应用之后未再发生大沸腾事故，即使铁水比由５０％ 提高到８０％，在炉底底吹作用下，生产也得到了顺行，在 底吹应用之前，８０％的铁水比每冶炼一炉，大沸腾一炉。 ３．５ 电弧炉底吹对耐火材料寿命的影响 底吹技术应用以后，炉渣中Ｗ（ＦｅＯ）大幅下降，炉渣 碱度提高，钢渣，钢液温度均匀。从拆下来的炉子可以 看到炉内渣线侵蚀均匀，炉衬使用寿命从之前的２６０～ ２８０炉提高到３５０炉左右。 ４结论 （１）科学设计底吹点位置，控制底吹流量，制定合 理的Ｎ、Ａｒ切换方案，协调底吹与供氧配合，是电弧炉 底吹技术的关键，决定了底吹的使用效果。 （２）新良特钢５０ ｔ电弧炉的生产实践表明，使用 电弧炉底吹技术能均匀钢水温度，降低出钢过程温降； 降低渣中Ｗ（ＦｅＯ），提高金属收得率，金属料消耗降 低１７ｋｇ／ｔ。 （３）新良特钢５０ ｔ电弧炉的生产实践表明，电弧炉 底吹技术能均匀钢水成分，提高脱硫率；缩短冶炼时间； 提高耐火材料寿命。 （４）电弧炉底吹技术能够显著改善电弧炉的各项冶 炼指标，同样适用于其他容量的电弧炉。 参考文献： …１刘金砚，苟树森，武振廷，等．底吹电弧炉熔池流动状态的 解析【Ｊ】．东北大学学报：自然科学版，１９９５（１６）：２９８—３０１． ［２】李连福，姜茂发．底吹电弧炉熔池混合特．性的模拟研究【Ｊ】． 钢铁研究，１９９６，９０（３）：３－６． ［３】李宝宽，赫冀成．底吹电弧炉熔池混合过程的模拟研究［Ｊ］． 金属学报，１９９６，３２（５）：４９５－５００． ［４］刘金砚，苗树森，武振廷．底吹电弧炉均匀混合特性的实验 研究［Ｊ］．东北大学学报：自然科学版，１９９５（１６）：２４—２７． ｓ ： ： ： ： ： ＷＺ００３４２０微波加热的特点及其在工业加热中的应用——（（工 柴加熟势，２００９，ｖｏ１．４６，Ｎｏ，１８－２３（日） 微波是频率为３００ ＭＨｚ一３００ ＧＨｚ、波长为１ ｍｍ一１ ｍ 的一种电磁波。与其他加热方式不同，微波加热是通过被加热 介质内的分子运动、离子传导的方式产生热量对物体实施加热 的。进人２ｌ世纪以来，鉴于其节能与环保的优越性能，日趋受 到各国的重视。介绍了微波加热的特点、设备现状及其在食品 加工、医疗、橡胶加硫、木材干燥、金属粉末加热等工业加热 领域中的应用。指出，近年来随着电子回路技术以及传感器技 术的迅速发展、功率控制技术的显著提高，微波加热技术正在 向促进有机化学反应以及无害化处理等高端技术领域发展。图 ｌ２表３参７ ［陈留根摘］ ６５