本发明涉及钢铁冶炼,具体涉及一种降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法。
背景技术:
1、电弧炉炼钢相比于转炉工艺来说,生产成本偏高;仅就碳氧积而言,电弧炉碳氧积的平均值在0.0032-0.0045之间,转炉碳氧积的平均值在0.0020以下,两者相比差距巨大,出钢时钢水中的氧含量高势必造成金属收得率低,因而有必要解决电弧炉碳氧积偏高的技术难题。
2、现有技术,如专利申请cn111635978a公开的降低电弧炉终点碳氧积的方法,包括以下步骤:1)上一炉冶炼留钢10t,向炉内加入石灰和废钢物料,使废钢物料熔化,熔化过程中加入碳粉和化渣剂,同时向炉内吹氧气,待废钢物料完全熔化后加入硅铁;2)冶炼过程中底吹气体,熔化期采用n2,氧化期采用co2;3)造渣过程中钢渣碱度控制在2.8~3.2,冶炼终点温度控制为1650~1680℃。通过上述步骤,该方法确实实现电弧炉冶炼终点碳氧积降低的效果,但是其出钢温度偏高,达到1650-1680℃,这会增加电弧炉冶炼电耗,造成电耗成本上升;另外,在废钢物料完全熔化后加入硅铁,虽然降低了碳氧积,但因为使用了硅铁,额外增加了合金成本;并且,在冶炼过程中底吹气体,目前电弧炉底吹砖寿命短,底吹技术仍不成熟,存在一定的安全隐患。
3、因此,现有技术缺乏一种成本可控、工艺成熟且安全隐患低的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供一种降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,在电弧炉炉内不使用硅铁等脱氧合金的情况下,优化冶炼过程的供电、供氧制度达到电氧平衡以实现泡沫渣最大化冶炼;电弧炉炉底使用炉底电磁搅拌技术,控制出钢温度,实现电弧炉炼钢碳氧积的降低。
2、为达成上述目的,本发明提出如下技术方案:一种降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,包括如下步骤:
3、1)根据留钢制度确定电弧炉内留钢量,向电弧炉内加入的原料废钢并在通电熔化后经炉后溜槽向电弧炉内兑入原料铁水,使电弧炉内原料的配碳量控制为1.6-2.5%;
4、2)按预设供电制度和供氧制度进行冶炼吹氧,冶炼过程中采取炉底电磁搅拌,电弧炉内原料在冶炼吹氧过程依次经历熔化期、氧化期,且温度达到预设目标后按预设造渣制度造渣,造渣过程中钢渣碱度控制为2.0-2.5;
5、3)对电弧炉内钢水进行取样后测温、定氧,冶炼终点温度控制为1590-1610℃,满足出钢条件后进行ebt出钢。
6、进一步的,所述供电制度为电弧炉供电档位选择,包括:冶炼起弧档位控制在8档,穿井过程用10-13档,冶炼阶段使用15档,熔清后使用10-12档,冶炼末期电弧暴露,向下调整档位至4-5档;
7、所述供氧制度为设定炉壁氧枪和炉门氧枪的供氧模式;
8、所述炉壁氧枪的供氧模式包括烧嘴模式、低氧模式、中氧模式、高氧模式和保持模式;所述炉壁氧枪在冶炼开始时,采用烧嘴模式运行2-3min后,切换至低氧模式运行1-2min后,再切换至高氧模式至钢水温度达到1550-1570℃后,采用中氧模式至钢水温度达到1600℃后,切换至保持模式;
9、所述炉门氧枪的供氧模式包括低氧模式和高氧模式;所述炉门氧枪在冶炼开始前5-10min采用低氧模式,直至与所述炉壁氧枪同步切换为高氧模式,并在钢水温度达到1600℃后,所述炉门氧枪关闭,喷吹碳粉;
10、所述造渣制度为采用活性石灰和轻烧白云石按照质量比1.5:1造渣,以炉顶料仓分批加入的方式,每批次加入量为300-600kg。
11、进一步的,所述留钢制度为通过炉内残留钢水和高氧化性炉渣为下一炉冶炼初期熔化提供条件,留钢量控制为冶炼完成后炉内钢水质量的10%。
12、进一步的,所述步骤1)向电弧炉加入的原料废钢的尺寸不超过1m;
13、按重量百分比计,所述原料铁水中c含量≥4.0%、si含量≤0.7%、p含量≤0.12%、s含量≤0.005%。
14、进一步的,所述步骤1)向电弧炉兑入原料铁水的速度为8-12t/min。
15、进一步的,所述步骤2) 冶炼过程中炉底电磁搅拌的电流强度为100-1000a,电磁搅拌频率为2-30hz。
16、进一步的,所述步骤2)冶炼过程中电弧炉内钢水的平均运动速度不低于0.5m/s。
17、进一步的,所述步骤3) 冶炼终点钢水的碳氧积低于0.0028。
18、进一步的,按重量百分比计,所述留钢制度中残留钢水的c含量为0.05-0.20%、p含量≤0.015%。
19、进一步的,按重量百分比计,所述高氧化性炉渣中t.fe含量为20-30%,mgo含量为8-10%。
20、由以上技术方案可知,本发明的技术方案获得了如下有益效果:
21、本发明公开的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,包括:1)根据留钢制度确定电弧炉内留钢量,向电弧炉内加入的原料废钢并在通电熔化后经炉后溜槽向电弧炉内兑入原料铁水,使电弧炉内原料的配碳量控制为1.6-2.5%;2)按预设供电制度和供氧制度进行冶炼吹氧,冶炼过程中采取炉底电磁搅拌,电弧炉内原料在冶炼吹氧过程依次经历熔化期、氧化期,且温度达到预设目标后按预设造渣制度造渣,造渣过程中钢渣碱度控制为2.0-2.5;3)对电弧炉内钢水进行取样后测温、定氧,冶炼终点温度控制为1590-1610℃,ebt出钢;本发明通过优化留钢制度、供电制度、供氧制度、造渣制度,以及设计配碳量和动力搅拌,可有效降低钢水的碳氧积数值;在同等出钢碳含量条件下,通过降低钢水中氧含量,减少脱氧合金消耗,提高金属料收得率。
22、相较于现有技术,本发明通过优化冶炼过程中的热力学和动力学条件,达到降低电弧炉冶炼终点碳氧积的目的;方法中,取上一炉钢水质量的10%留存在炉内,以加速下一炉钢水尽快成渣,加快冶炼速度;入炉原料配碳量1.6-2.5%,目的在于保证炉内维持泡沫渣的基本条件;冶炼过程中采取炉底电磁搅拌,是为了增强钢水流动性,保证流场温度均匀性;优化供电、供氧制度,是为了加快冶炼进程,并保障终点成分;造渣过程中钢渣碱度控制在2.0-2.5,是为了脱磷和控制钢水粘度;冶炼终点温度控制在1590-1610℃,是因为碳氧积随温度增加会有升高趋势,采取低温出钢有利于降低碳氧积。本发明公开的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,可在降低电弧炉电耗、不增加额外脱氧合金成本的基础上,将电弧炉冶炼终点碳氧积降低到0.0028以下,经济效益十分显著。
23、应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
24、从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
1.一种降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述供电制度为电弧炉供电档位选择,包括:冶炼起弧档位控制在8档,穿井过程用10-13档,冶炼阶段使用15档,熔清后使用10-12档,冶炼末期电弧暴露,向下调整档位至4-5档;
3.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述留钢制度为通过炉内残留钢水和高氧化性炉渣为下一炉冶炼初期熔化提供条件,留钢量控制为冶炼完成后炉内钢水质量的10%。
4.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述步骤1)向电弧炉加入的原料废钢的尺寸不超过1m;
5.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述步骤1)向电弧炉兑入原料铁水的速度为8-12t/min。
6.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述步骤2)冶炼过程中炉底电磁搅拌的电流强度为100-1000a,电磁搅拌频率为2-30hz。
7.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述步骤2)冶炼过程中电弧炉内钢水的平均运动速度不低于0.5m/s。
8.根据权利要求1所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,所述步骤3)冶炼终点钢水的碳氧积低于0.0028。
9.根据权利要求3所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,按重量百分比计,所述留钢制度中残留钢水的c含量为0.05-0.20%、p含量≤0.015%。
10.根据权利要求3所述的降低电弧炉炼钢碳氧积的控制方法,其特征在于,按重量百分比计,所述高氧化性炉渣中t.fe含量为20-30%,mgo含量为8-10%。
