电弧炉冶炼工艺技术规程

天津钢管有限责任公司炼钢厂工艺技术规程编号：YU101—01—3版本：3更改：0标题:电弧炉冶炼工艺技术规程页次:1/7目录1.工艺流程框图2.电弧炉技术性能及工艺参数3.操作控制原则4．相关技术规定32徐德红姜桂连严泽生2002.6.12002.6.101姜桂连于平邹文正1996.8.71996.9.10邹建国张文禄姚如松1992.3.81992.6.27版本号编写审核批准批准日期实施日期版本：3更改：0电弧炉冶炼工艺技术规程编号：YU101—01—3页次：2/71工艺流程框图1.1炼钢厂工艺流程钢铁料→电弧炉→LF炉→VD炉→弧形圆坯连铸→连铸圆坯1.2电弧炉工艺流程装料→送电→兑铁水→吹氧→加入渣料→取样→升温→出钢（合金化）2电弧炉技术性能及工艺参数2.1设备及技术性能介绍天津钢管有限责任公司炼钢厂电弧炉设备系从德国全套引进。它使用和装备了国际上一系列先进工艺技术和设备。如大容量变压器有载调压，水冷炉壁，水冷炉盖，炉盖第四孔除尘，高位料仓连续加料，大型机械自耗式碳、氧枪机械手，偏心炉底出钢。并配备有炉壁氧燃烧嘴，气雾冷却KT超音速氧枪和KT碳粉喷枪等。电弧炉的主要任务是控制钢水的碳、磷含量，满足出钢温度要求，出钢过程粗调成分，按工序质量控制要求向炉外精炼工序提供合格钢水。2.2150t超高功率电弧炉主要技术参数公称容量150t出钢量150~170t留钢量15~20t炉壳直径7000mm变压器容量90/100MVA二次电压300~892V抽头级数35级电极直径φ610mm电极行程4400mm炉体倾角-10~+15°炉盖行程400mm出钢口直径180mm版本：3更改：0电弧炉冶炼工艺技术规程编号：YU101—01—3页次：3/7炉门氧枪氧气流量2×2000Nm3/h炉门碳枪粉剂流量最大：80kg/min氧燃烧嘴功率4×3.2MWKT氧枪氧气流量最大3×1500Nm3/hKT碳枪粉剂流量最大2×60kg/min3操作控制原则3.1冶炼配料操作原则3.1.1根据钢铁料（包括铁水）资源情况以及钢种的质量要求，由生产技术科下达配料方案，配料部门执行配料方案。3.1.2配料的基本原则是：（1）满足各钢种对残余元素及微量元素的技术要求，并保证熔清成份C、P在一个合理的水平；（2）入炉料位不高；（3）选择经济的钢铁料种类，努力降低制造成本。3.2炉体检查与维护操作原则3.2.1出钢口检查与准备出钢后应检查出钢口是否通畅。如不通畅，用氧气清理。然后插上出钢口插板，装入填充料。填充料应填满出钢口。当出钢持续时间≤2min，则说明出钢口过大，应进行热修补或更换。3.2.2炉衬检查与修补电炉炉衬修补方式有热喷补和检修挖补两种。热喷补要掌握“高温、快补、薄补”的原则。热喷补顺序是“先炉门、出钢口，再侵蚀严重部位”。如炉衬大面积掉砖或某一区域整体较薄时可采用停炉检修挖补。3.2.3炉底检查与修补炉底应定期出尽钢水检查。当炉底测温点温度显示＞450℃时，要出尽炉底观察，当局部出现深度＞100mm凹坑时，则要进行热补。热补时先用氧气将坑内的钢渣吹净，再用炉底热修补料铺垫，然后推平。版本：3更改：0电弧炉冶炼工艺技术规程编号：YU101—01—3页次：4/73.3装料3.3.1装料前要核对料篮号，确认料篮号和计算机传递号一致时方可装料。3.3.2当冶炼电耗大于200kwh/t时，方可装入下一篮料，以免过早装入造成料高；也可凭经验观察和判断，当炉内废钢熔化较好时，可装入下一篮料。3.3.3装料后炉沿上散落的废钢要清理干净，避免炉盖不平损坏提升机构或折断电极。3.3.4如遇料高，必须用料篮压料后，方可旋入炉盖。严禁用炉盖推料！压料时要有专人指挥，防止天车脱钩。3.4兑铁水3.4.1兑铁水前要用炉门氧枪将炉门周围废钢吹扫干净。3.4.2将兑铁水小车就位后开始进行兑铁水操作。3.4.3兑铁水要有专人指挥，吊运铁水包通过铁水溜槽向电炉兑铁水时要“稳、快、安全”。开始兑铁水时，冶炼电耗应低于10000kwh；如无法保证，则要停电等候。当铁水溜槽无法使用时，可在电极“穿井”后，抬起炉盖兑入铁水。3.5供电操作供电的基本原则是：起弧时选择中等电压，以保持相对稳定的电弧燃烧，对废钢快速“穿井”，防止强烈电弧对炉盖的辐射。通电1~2min后电弧被屏蔽，可改用最大电压、最高功率供电，加速熔化。待废钢熔化70%左右时，炉内剩余的废钢不足以屏蔽电弧，为保护炉衬，减少能量损失，应适当降低电压和功率水平。当供电操作选用计算机方式时，可选择机内固化的供电曲线。如果电极穿井回升后频繁出现水冷块温度高报警，应改用手动方式干预配电，并适当降低电压和功率水平。3.6喷吹系统操作原则3.6.1KT喷吹系统操作原则3.6.1.1熔化初期，KT氧枪自动作为烧嘴工作，快速加热氧枪前面的废钢。3.6.1.2当送电时间增加到某一预设值时，氧枪的氧气、天然气流量提高了，这就改善了氧枪火焰切割废钢的能力。3.6.1.3当送电时间继续增加到另一预设值时，KT氧枪开始以超音速方式喷吹氧气。同版本：3更改：0电弧炉冶炼工艺技术规程编号：YU101—01—3页次：5/7时，KT碳枪也开始喷碳，喷入的碳粉与氧枪多余的氧气进行反应。当氧气射流在废钢中吹开一定空间后，开始加石灰，提前造渣脱磷。3.6.1.4废钢全部熔清后，KT氧枪继续以超音速方式吹氧，以完成钢液脱碳及搅拌任务。在熔清全过程中应持续喷吹碳粉。也可以根据泡沫渣情况，手动干预采取间歇方式喷吹碳粉。3.6.2石灰粉喷吹系统操作原则石灰粉的喷吹应该在废钢全部溶清后进行。根据预先设定的喷吹程序，炉料全部熔清后开始持续喷吹石灰粉。石灰粉实际喷吹流量不要超过170kg/min。3.6.3烧嘴操作原则烧嘴的作用是助熔废钢，因此，仅在熔化废钢时使用。根据预先设定的程序，在废钢熔化初期，烧嘴开始就以短火焰加热冷区的废钢，并逐渐增加火焰长度。当氧枪开始超音速供氧后，烧嘴自动停止工作。根据炉内情况，采用手动方式干预。3.6.4喷吹系统操作在正常条件下，应采用计算机方式控制（喷吹曲线固化在计算机中）。在冶炼开炉或冶炼中出现异常、喷吹系统出现故障时，可进行手动模拟喷吹曲线操作。3.6.5炉门氧枪操作原则装料送电后可开始吹氧，清理炉门周围废钢，为顺利兑铁水做准备。如进行补炉操作，炉料熔清前可不吹氧。主要采用单枪吹氧，熔清取样后根据成分可继续单枪或停止吹氧。3.7渣料的加入3.7.1每篮料熔化期间电极穿井回升后开始加入石灰，提前造渣。3.7.2石灰加入量约为50—60kg/t，每炉使用量取决于熔清P含量和钢种出钢P含量要求。3.7.3熔化期加入石灰占总量的70%以上，取样流渣后补加30%的石灰量。3.7.4如废钢磷含量较高，每篮料熔化期可分批加入，每批≤500kg铁矿石或铁鳞球。3.7.5如泡沫渣不好，可加碳球调整。如炉渣稀，可每批加入200~600kg镁砂调渣。3.8终点成分和温度的控制。3.8.1为保证测温取样有代表性，操作时可以停炉门氧枪。3.8.2取样温度应≥1540℃。3.8.3熔清碳高，特别是熔清硅＞0.10%时，吹氧加矿或铁鳞球应注意熔池温度；熔清磷高时，应及时放渣，补加石灰和矿石或铁鳞球，炉门氧枪应浅吹化渣，并注意控制熔池温度，必要时可停电处理。版本：3更改：0电弧炉冶炼工艺技术规程编号：YU101—01—3页次：6/73.8.4熔清碳高同时磷高，必须抓住低温有利时机先去鳞，然后进行脱碳操作。3.9出钢操作原则3.9.1出钢条件3.9.1.1出钢终点碳、磷符合《分钢种冶炼工艺标准卡》或《分钢种冶炼工艺联络卡》规定要求。3.9.1.2残余元素应满足标准要求3.9.1.3钢水温度符合工艺卡要求。新包、凉包出钢或冲包底的情况下，要适当提高出钢温度，并在原始记录中注明。3.9.1.4钢包就位出钢口的时间不得超过出钢前15min。3.9.1.5钢包水口填砂前必须确认无钢渣堵塞，引流沙应填满水口，并略有凸起。3.9.2出钢合金化及渣料加入3.9.2.1出钢前向钢包内加入300~1000kg脱硫剂。3.9.2.2出钢合金漏斗内备1000~1200kg预熔精炼渣，或石灰800kg、高铝熟料200kg。3.9.2.3按工艺卡规定的出钢后目标成分准备好铝块、硅铝铁、增碳剂、合金和渣料。铝块、硅铝铁加入量按如下数量加入：C≤0.10%铝块加入100~150kg硅铝铁加入200kgC≥0.10%铝块加入50~100kg硅铝铁加入200kg对有特殊要求的钢种，脱氧剂的加入量执行相关技术文件要求。3.9.2.4合金漏斗中物料准备顺序为脱氧剂、增碳剂、合金料、造渣材料。3.9.2.5合金元素在钢包中收得率按100%计算。3.9.3出钢操作3.9.3.1出钢时打开氩气，出钢量在20t时，开始加入合金及渣料，氩气开口100%，压力10bar。3.9.3.2出钢后确认氩气畅通，钢包开出后将氩气压力调节到3bar，维持弱搅拌。3.9.3.3保证无渣出钢，如出钢下渣必须倒渣。3.10新开炉第一炉冶炼操作原则3.10.1冶炼前炉底铺垫铁板。3.10.2不能冶炼技术条件严格的高钢级钢种。3.10.3严格按新开炉配料方案进行废钢配料，废钢中不得加入生铁、压块、海绵铁、不能进行兑铁水操作。3.10.4喷吹系统采用手动方式，KT氧枪在废钢加齐后方可使用。炉门氧枪在废钢基本熔清后方可使用。3.10.5加入第二篮料后应停电10~20分钟，然后继续冶炼。3.10.6冶炼过程禁止使用矿石或铁鳞球。防止强烈沸腾翻炉底。版本：3更改：0电弧炉冶炼工艺技术规程编号：YU101—01—3页次：7/73.11海绵铁（DRI）冶炼操作原则3.11.1加DRI时，要造好泡沫渣，采用大渣量操作，保证炉渣粘度和流动性良好。3.11.2需加碳球时，要以小速度加入。3.11.3注意DRI加入速度与供电功率以及熔池温度的关系，防止形成“冰山”。3.11.4废钢熔清后要保持熔池钢液温度相对稳定在1560~1580℃。3.11.5合理控制炉门氧枪吹氧强度，确保加入的DRI快速熔化。3.11.6根据电弧稳定情况加入DRI。初始加入速度可为60~120T/h,；当电弧稳定时可适当提高DRI加入速度。3.11.7进行取样操作时，应适当降低DRI加入速度或停止加入DRI；取样后，可根据熔池温度，逐渐提高DRI的加入速度。3.11.8熔池温度超过1580℃，DRI以最大速度加入，但应保证电弧稳定。3.11.9当DRI还剩约5t时，加入速度应根据熔池温度进行调整。3.11.10DRI加完后可适当降低石灰加入速度。3.11.11其它操作同正常冶炼。上述操作可根据实际冶炼情况，适当调整。4相关技术规定4.1《炼钢厂配料工艺卡》4.2《炼钢厂分钢种冶炼工艺标准卡》4.3《炼钢厂分钢种冶炼工艺联络卡》4.4相关技术文件编号：YU101—01—3电弧炉冶炼工艺技术规程天津钢管有限责任公司炼钢厂文件管理号文件持有者