[发明专利]一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法

摘要

一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法，属于电弧炉炼钢领域。该方法使两个工位的电弧炉串联，一工位的电弧炉为脱磷电弧炉，二工位的电弧炉为脱碳电弧炉。脱磷电弧炉内可使废钢熔化后脱磷和增碳，脱碳电弧炉可使钢水深脱磷、脱碳、脱气、去杂质。脱磷电弧炉内加入废钢的同时向熔池内部加入碳材，降低废钢熔点及熔池温度，提高钢液碳含量，脱磷期结束后采用偏心炉底出钢并采用留钢操作，保证脱磷过程结束后实现渣钢分离。钢液经钢包倒入脱碳电弧炉，脱碳电弧炉内继续造渣深度脱磷，脱碳电弧炉炉渣还可返回脱磷电弧炉继续使用。脱碳期利用脱磷电弧炉的增碳量，向钢液内部喷射氧气，进行脱碳沸腾操作，产生的CO气泡可深度去除[N]、[H]及钢液中杂质，使钢液具有高的洁净度。

主权项

一种全废钢电弧炉双联冶炼洁净钢的生产方法，其特征在于，1座脱碳电弧炉搭配1～3座脱磷电弧炉进行冶炼；具体工艺如下：(1)脱磷电弧炉加料期：将冶炼用废钢、石灰、脱碳电弧炉炉渣、辅料及碳粉或块加入脱磷电弧炉；其中，废钢入炉采取连续加料、竖井加料及料篮加料的任意一种或几种方式；将石灰、脱碳电弧炉炉渣、辅料同废钢一并加入到脱磷电弧炉中；吨钢石灰加入量为0‑50kg，吨钢脱碳电弧炉炉渣加入量为0‑50kg；碳粉或块通过加料仓加入到熔池中，吨钢碳块加入或吨钢碳粉喷入量为0‑200kg；(2)废钢熔化期：通电熔化废钢，炉壁集束氧枪切换至烧嘴模式，使熔池内温度升高熔化废钢，同时通过埋入式喷枪向钢液内部喷射载气‑碳粉高速粉气流，降低废钢熔点，废钢熔化期时间控制在10‑150min，废钢熔清后即进入脱磷期；其中，炉壁集束氧枪在烧嘴模式下主氧流量100‑2000Nm3/h，燃气流量50‑1000Nm3/h，环氧流量50‑1000Nm3/h；埋入式喷枪载气、环缝保护气为氮气、燃气、二氧化碳的任意一种或两者的混合气体，载气流量50‑1000Nm3/h，碳粉喷吹速率0‑200kg/min，喷吹保护气流量10‑1000Nm3/h，碳粉颗粒直径为15μm‑3.0mm；(3)脱磷期：根据工艺要求利用冶炼前期熔池温度低的特点快速造渣脱磷，炉壁集束氧枪切换至供氧模式造泡沫渣，埋入式喷枪继续喷碳粉操作，炉内温度控制在1530‑1580℃，采用炉门自动流渣操作，同时在脱磷冶炼中期向炉内加入石灰，炉渣碱度控制在2.5‑3.5；其中，炉壁集束氧枪在供氧模式下主氧流量50‑2000Nm3/h，燃气流量50‑1000Nm3/h，环氧流量50‑1000Nm3/h；埋入式喷枪碳粉喷吹速率0‑200kg/min，吨钢石灰加入量为5‑50kg；(4)脱磷电弧炉终点出钢至半钢钢包内：脱磷电弧炉冶炼后期取样测取钢液中磷含量和碳含量，达预定出钢标准后采用偏心炉底出钢并采用留钢操作，防止脱磷氧化渣进入脱碳电弧炉；其中，脱磷电弧炉冶炼时间控制在60‑120min；脱磷过程结束后钢液碳含量控制在0.4％‑2wt％之间，钢液磷含量控制在0.010％以下，出钢温度大于1540℃，炉内留钢量为钢水总量的10％‑30％；(5)脱碳电弧炉加料期：将半钢钢包中的钢水加入脱碳电弧炉，同时将石灰及辅料加入脱碳电弧炉；其中，钢水入炉通过炉门或炉壁加料槽或旋开炉盖加料的方式；若在入炉过程中发生特殊情况导致钢水无法入炉，则将钢水直接铸成钢块留用；炉内吨钢石灰加入量2‑50kg；(6)脱碳去气期：钢水入炉后检测钢液温度，通过计算模块结合钢液预定出钢温度及碳含量计算脱碳过程中氧耗及电耗；脱碳电弧炉内继续造渣，炉渣碱度2‑3.5；根据计算结果及工艺要求通过炉壁集束氧枪及埋入式喷枪向钢液内部喷吹氧气，同时底吹氩气或二氧化碳搅拌，通过碳氧反应、氩气或二氧化碳搅拌生成的气泡在上浮过程中深度去除钢液中[N]、[H]及杂质；其中，炉壁集束氧枪供氧流量50‑3000Nm3/h，埋入式喷枪供氧流量50‑2000Nm3/h，燃气流量50‑1000Nm3/h，底吹氩气或二氧化碳流量1‑100NL/min，电极通电时间0‑100min，吹炼时间10‑100min；(7)脱碳电弧炉终点控制：冶炼后期取样测取钢液中磷含量、碳含量及钢液温度，达到工艺要求后即可出钢，同时采用留钢操作，防止炉渣进入钢水中，钢液出钢温度控制在1550‑1700℃；其中，脱碳过程结束后钢液碳含量控制在0.1wt％以上、超低碳钢除外；钢液磷含量控制在0.003％以下；脱碳电弧炉排出炉渣后返回脱磷电弧炉继续使用。