超高功率电弧炉冶炼基础知识

达力普100T超高功率电弧炉冶炼基本知识内容1、达力普100T超高功率电弧炉冶炼目的和任务2、达力普100T超高功率电弧炉设备构成3、达力普100T超高功率电弧炉冶炼使用的原材料4、达力普100T超高功率电弧炉冶炼操作规程5、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的两个重要操作6、达力普100T超高功率电弧炉冶炼过程中常见事故及预防措施7、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的能量平衡8、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的物料平衡一、达力普100T超高功率电弧炉冶炼目的和任务利用电能和化学能转化来的热能使钢铁料熔化、升温，对钢液进行高温精炼，获得成分合格、温度合适、气体含量低、夹杂含量少的适于LF精炼的钢液；且生产节奏稳定、出钢及时便于现场生产组织，能满足实现连铸10炉连浇的要求。二、达力普100T超高功率电弧炉设备构成达力普100T超高功率电弧炉由炉体本体、供电系统、液压系统、机械系统、水冷系统、上料系统、供氧系统、天然气供气及燃烧系统、出钢系统、除尘系统、铁水兑入系统等构成。三、达力普100T超高功率电弧炉冶炼使用的原材料1、钢铁料：废钢、生铁、铁水、海绵铁、钢铁料压块2、造渣材料：石灰、萤石、碳粉3、燃料：天然气4、氧化剂：氧气5、合金、脱氧剂6、电极：直径550mm的超高功率电极7、耐火材料：渣线和熔池的镁碳砖，炉底、炉坡的镁质打结料。四、达力普100T超高功率电弧炉冶炼操作规程1、冶炼前的准备工作：1）检查机械、电气、水冷、液压、上料等设备系统是否正常；否则应及时处理。检查水、电、天然气、氧气、压缩空气等能源和能源介质供应是否正常；否则，及时协调或处理。一切正常后，才开始冶炼生产。热试车前或停产检修三天以上重新开炉前，应先进行单体试车和联动试车，试车正常后才进行冶炼。严禁漏水冶炼。2）开炉前准备好各种工具和材料。3）检查炉体耐火材料的状况，炉体工作层小于150mm或熔池有明显的溶洞危及冶炼安全时必须更换炉体。4）更换和调整电极：●电极对接前，先将底部电极固定好，吹净电极丝扣内的灰尘。●电极对接时，设专人指挥行车，当电极接头距固定的底部电极200mm时，由2～3人扶住电极，对准电极丝扣，由专人指挥缓慢下落。●电极接头进入电极孔中后，由三人同时用力拧紧。●更换电极时由专人指挥，电极卡头距电极接缝300mm以上。●调整好的电极，够冶炼该炉钢冶炼，电极抬升至极限位置时，电极下缘距炉沿在300mm以上。2、堵填出钢口：先清净出钢口内外壁上粘的渣钢，合上出钢口托盘，确保托盘正好处于出钢口正下方，托盘上表面与尾砖之间间隙不超过10mm，否则将他们之间间隙调到10mm范围内再进行下步操作；合好托盘后锁定出钢口启闭机构，接着向出钢口中填入出钢口填料，要求出钢口填满后捣实。3、补炉：补炉要求快补、薄补、温降快的先补。4、装料：填堵好出钢口后，打好炉体后支撑，抬平炉体、提升电极、解除旋转大架锁定、提升炉帽、旋出炉帽到位，将准备好的钢铁料加入炉内。加料时设专人指挥行车其余人员远离炉前。加料时要求料篮底部距炉墙上沿在200mm以内。料篮位于炉体中部略偏变压器所在位置。5、压料：加完料后，当料超过炉体上沿时需压料。要求用重锤将炉料压到低于炉体上沿，且要求将支在炉体沿上的料清除净。6、盖严炉盖：压好料后，旋回炉盖，到位后、盖严炉盖，确保炉盖在堵头内且锁好旋转大架锁定销。7、送电：配电工接到送电指令鸣铃三遍且仔细观察炉上及炉体周围的情况，确认炉上无人时合闸送电。8、供电制度：熔化期采用第六档电压(760V),35～45KA电流送电，具体供电制度在掌握了设备性能及冶炼的条件决定。10、氧燃助熔：送电同时即开始进行氧燃助熔。严格按氧燃助熔设备要求的操作程序进行操作。11、吹氧助熔：送电后，当氧燃助熔到一定程度后切换到吹氧助熔。吹氧助熔时要求氧流量按从低氧到中氧到高氧逐步转换，严禁直接开到中氧和高氧的操作。吹氧助熔时根据当前炉配碳情况、冶炼钢种等情况决定吹氧助熔的吹氧助熔模式。以保证化清时钢液碳含量在0.60%以上，以保证氧化期有0.30%以上脱碳量。12、兑入铁水：电炉送电同时即可通过兑铁水装置往炉内兑入铁水。要求兑入铁水均匀稳定、速度适中。13、加二次料：当第一次料熔化85%左右，即可组织加第二次料。先停电，将炉壁氧枪气体切换到保护状态，打好水平支撑，抬升电极到极限位置，解除旋转大架锁定，提升炉帽，将炉帽旋出到最大位置，装入第二批料，炉料高于炉沿时，按要求进行压料。压好料盖严炉盖。14、第二批料的送电、氧燃助熔、吹氧助熔、供电制度等要求与第一批料同。15、提前造渣脱磷：当炉料熔化90%以上，往炉内加入石灰，石灰加入量按炉料总重的3%控制，分2～3次加入，以实现快速化料、快速化渣、快速升温及实现低温脱磷。16、喷碳粉：当炉渣不能有效埋弧时，往炉内喷入碳粉，往炉内喷入的碳粉量按15Kg/min左右控制，以炉渣稳定埋住电弧且炉渣流动性良好为准。17、氧化精炼：当温度大于1520℃时，取样分析，温度在1560～1580℃放掉大部分熔清渣，根据成分分析结果和目标控制成分确定加入渣料量、供氧强度及供氧量。加入渣料时暂停往炉内喷碳粉，以保证渣料快速熔化。渣化开后，恢复往炉内喷碳粉、且取样分析。18、出钢条件：1）化学成分：C:成品规格下限值－加入合金带入碳量－（0～0.05%）；P:≤0.010%；Cu、Mo、Ni、As均在规格范围以内。2）温度:出钢温度T≥1640℃。3）精炼、连铸具备接钢条件。4）钢包已准备好且已处于出钢工位，氩气已接通。5）炉帽落到炉盖的堵头内，且炉帽旋转大架锁定到位。6）出钢前将炉内钢渣放出大部分。19、出钢操作：1）打开炉后水平支撑，将倾炉操作按钮打到炉后操作位置。2）打开出钢口，出钢口填料不能自流时，立即烧氧引流。3）钢流下来后，根据出钢速度控制倾炉速度，严禁倾炉速度过快而造成偏心盖烧漏或更严重的事故。4)实现留钢留渣操作。保证每炉炉内留钢量控制在10～15t。5）出钢完毕后回炉时，开始慢、中间快、到不下渣时打到慢档，避免出钢后回炉过程中晃断电极和下渣。严禁出钢过程中大量下渣。6）出钢过程的搅拌：出钢前接通氩气，氩气压力为0.4～0.6Mpa，氩气压力大小根据钢液搅拌效果进行调整，确保钢液搅拌良好。20、钢包合金化：出钢过程中，出钢到三分之一时，加入配好的合金、脱氧剂及渣料。合金加入量按规格中该元素含量下限配入，渣料按吨钢10Kg加入。各合金加入量的计算方法：合金加入量：（规格下限值-钢液中该元素残量）×钢水量（Kg）÷合金中该元素含量÷该元素回收率21、出钢增碳的方法：出钢过程中碳含量的调整：出钢前钢液中的碳含量低于出钢条件中对碳含量的要求时，在出钢过程中用增碳剂增碳，增碳应在加入脱氧剂和合金之后，增碳剂要沿钢流加入，同时加大氩气压力和流量，出完钢后保持氩气强制搅拌2～3分钟。增碳剂加入量与合金加入量计算方法相同。五、达力普80T超高功率电弧炉冶炼的两个重要操作1、脱碳操作1）脱碳的作用将碳含量降到偏心炉出钢时对碳含量要求的范围内；脱碳过程的碳氧反应，加强了对钢液熔渣的搅拌，促进钢液中物质的传递，促进钢与渣的接触，促进热量的传递；从而促进钢液中气体、夹杂的上浮排除，促进脱磷、脱碳等冶金反应进行。脱碳的碳氧反应过程是一个放热过程，尤其是在炼钢条件下碳氧反应生成的一氧化碳二次燃烧会放出大量的热量，充分利用后能有效降低电耗。2）影响脱碳速度的因素▲钢液中易氧化元素含量▲钢液中碳含量▲钢液的温度▲供氧强度▲熔渣的透气性2、脱磷操作1）脱磷的目的将钢液中对钢有害的磷脱除，使钢液中磷含量达到规范的要求。2）影响脱磷反应的因素▲钢液中易氧化元素含量：▲熔池温度▲渣中氧化铁含量▲熔渣碱度▲渣量▲熔渣流动性▲熔池搅拌效果及传质条件六、达力普100T超高功率电弧炉冶炼过程中常见事故及预防措施1、大沸腾1）产生大沸腾的原因：▲熔化末期或氧化期塌料造成的剧烈碳氧反应。▲渣中氧化铁含量过高而钢液中碳含量在0.30%～0.60%之间，且温度在1580℃以上；这时形成的剧烈碳氧反应。▲钢中氧含量高，渣中碳含量高，且熔池温度在1580℃以上；这时形成的剧烈碳氧反应。▲漏水冶炼2）大沸腾的危害▲是安全的重大隐患，严重的烧坏设备、烧伤人员，造成重大的安全事故。▲金属回收率低3）预防大沸腾的措施▲每炉钢冶炼之前仔细检查各水冷件，凡有漏水进入炉内的，立即整改，直到不漏水为止。▲根据炉役期炉体熔池的大小确定合理的装入量，避免因水冷件烧漏而引起的大沸腾。▲根据配碳量及化清时取样分析结果，确定各时期供氧强度及往炉内喷吹碳粉速度，避免钢渣间剧烈碳氧反应。2、炉体漏钢1)危害烧坏设备，影响正常的生产节奏，金属收得率低。2）形成原因▲熔池炉衬侵蚀严重，没有发现。▲补炉不到位，对发现熔损的地方没补好。▲有水漏到炉衬上，造成该部位急剧损耗。3）预防措施▲每炉钢加料前，仔细观察炉衬，有侵蚀严重处，及时补好。▲每炉钢冶炼前，必须仔细观察水冷件，凡有漏水的必须处理到不漏水为止。3、出钢口漏钢1）危害严重危害到设备设施及人员的安全，严重影响生产的顺利进行，严重影响金属的回收率。2）形成原因出钢口托盘没到位、没锁住，出钢口托盘与尾砖之间间隙过大，出钢口填料没填满、没填实，造成在冶炼过程中，出钢口填料流出。3）预防措施严格按操作规程执行。先清净出钢口内外壁上粘的渣钢，合上出钢口托盘，确保托盘正好处于出钢口正下方，托盘上表面与尾砖之间间隙不超过10mm，否则将他们之间间隙调到10mm范围内再进行下步操作；合好托盘后锁定出钢口启闭机构，接着向出钢口中填入出钢口填料，要求出钢口填满后捣实。4、炉体倾翻1）危害损坏设备，严重影响生产的顺利进行，且是重大的安全隐患。2）原因旋开炉盖前，没有打好后支撑。3）预防措施每次旋开炉盖前，将后支撑打到位，并设专人检查确认。5、出钢时炉帽窜动下滑1)危害折断电极，增加电极消耗，影响正常生产节奏。2）原因旋转大架没有锁定到位，炉盖没落到堵头内，倾炉出钢或抬炉操作时，炉盖移动造成。3）预防措施压料时，炉沿上的料一定要压下，确保炉盖落到堵头内，盖严炉盖，且锁好锁定销，要求设专人检查确认6、出钢时，出钢口不自流。1）危害造成烧氧引流，延长冶炼周期，使生产协调困难，甚至使生产中断。2）原因出钢口填料受潮；冶炼温度过高且冶炼时间过长，造成出钢口填料烧结层过厚；填出钢口前出钢口内壁渣没有清干净，造成填料结块；冶炼过程中温度严重不均匀，出钢口的温度太低且仍有大量废钢没有熔化等。3）预防措施▲出钢口填料必须在干燥场地保存，如出钢口填料受潮，必须进行低温烘烤干燥后再投入使用。出钢口填料烘烤温度80～150℃。▲控制好冶炼温度和冶炼时间，尤其在试生产期间，氧化期要勤测温，控制好脱磷的温度，避免高温脱磷的现象。▲每次填堵出钢口前，出钢口内的渣及杂物必须清除干净后，再合严出钢口托盘并锁好出钢口启闭机构的锁定销。▲确保五支炉壁氧枪均正常工作，且要求五支炉壁氧枪严格按设计要求布置，促进钢渣的有序流动，保证熔池温度均匀而不出现冷区。七、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的能量平衡1、热量收入电弧转化来的热能＋天然气燃烧释放的热能＋吹氧助熔将化学能转化成的热能＋加入铁水而带入的物理热＋电极氧化热＋成渣热2、热量支出钢水的物理热＋烟气的物理热＋熔渣的物理热＋水冷系统带走的热量＋炉体及炉门、电极孔辐射散热3、根据能量守恒定律可得出：热量收入＝热量支出，则可得下等式电弧热＋天然气燃烧热＋吹氧热＋铁水物理热＋电极氧化热＋成渣热＝钢水物理热＋烟气物理热＋熔渣物理热＋水冷系统带走的热量＋辐射散热4、根据上面得出的等式来探讨节能降耗的方案。1）通过加快生产节奏、缩短冶炼时间，减少水冷系统带走的热量和减少辐射散热。2）加大较低温度下的供气量，加大较低温度下的排渣量，减少高温时的排渣量，减少烟气、炉渣带走的热量。3）加强营造埋弧渣，确保电弧热被熔渣和钢液充分吸收，提高电弧的利用率，减少电弧热的辐射损失。4）对变压器进行有功功率补偿，提高变压器的功率因素，提高电能利用率。八、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的物料平衡1