专利名称：电炉冶炼喷碳工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电炉冶炼过程中增碳技术，更具体地说涉及一种电炉冶炼喷碳工艺。
背景技术：
据国家工信部2011年5月份发布的资料表明，今年一季度我国粗钢产量已达1. 7 亿吨，预计全年将突破7亿吨大关。而目前我国采用电弧炉炼钢的比例约为20%，即有1. 5 亿吨钢为电弧炉冶炼，据预测到“十二五”末，这一比例将超过30%，即2亿吨以上。电弧炉炼钢的主要能量来源是电能和化学能。电能由外部供给，化学能主要由废钢原料带入的元素氧化产生。在冶炼过程总能耗不变的条件下，提高化学能的利用率，就意味着减少电能消耗。因此，优化冶炼过程中的元素配比，充分利用化学能，就成为冶炼过程中节能降耗的主攻方向之一。在以废钢为原料的电炉冶炼中，一般情况下废钢中碳元素含量均不足。因此， 各冶炼厂普遍采用加入生铁的办法，以增加钢水中的碳含量。但由于生铁价格较高，且不断上涨，已由三年前的每吨2000余元，上涨到今年的每吨3500元，导致加入生铁的费用超过了节约电能的费用，最终结果是得不偿失。于是，人们用相对便宜的碳粉代替生铁，但依然效果不佳。如目前大多数冶炼厂采用的“炉底加焦丁”、“炉门和炉壁碳氧枪”等技术就是这样。由于炉内钢渣阻碍，采用上述技术增碳时，碳粉大部分喷在钢渣上，不能均勻地分布于钢水中而被浪费掉，致使增碳效果差，浪费大，成本高，且难以准确有效地控制增碳量而事倍功半。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电炉冶炼喷碳工艺，将自耗式喷碳枪直接插入钢水中，将碳粉喷吹溶解于钢水中，克服了炉渣层阻隔，加速了氧碳反应，增加了化学能量的产生，达到快速增碳缩短冶炼时间，增加废钢回收率的目的。本发明包括下述步骤 a、填装碳粉
首先筛选碳粉粒度Φ ( 3mm，含水量< 3%，含硫量< 2. 5%，然后将筛选后的碳粉装入喷补机(1)罐内。b、调整压缩空气压力
将喷补机(1)罐内压力与自耗式喷碳枪(3)压力均调整为0.2 MI^a 0.3 MPa。c、打开喷补机碳粉下料阀。d、将自耗式喷碳枪(3)穿过炉渣层(5)插入电弧炉熔池(4)钢水中。e、电弧炉冶炼
⑴第一次给电炉加废钢料，送电、吹氧熔化，当炉料熔清形成熔池，在含碳量<0. 30% 时，即可喷碳，喷碳量为^(g/Τ，喷碳时间为3分钟；
⑵第二次给电炉加废钢料，送电、吹氧熔化，当炉料熔清形成熔池，在含碳量<0. 30%时，即可喷碳，喷碳量为^(g/Τ，喷碳时间为3分钟；
⑶第三次给电炉加废钢料，送电、吹氧熔化，当熔池温度升高，废钢全部熔清，温度 >1550°C时取样，要求磷<0. 015%，然后再次测温T=1560°C时，打开喷补机喷吹碳粉，喷碳量 *a(g/T，喷碳时间为3分钟。通过三分钟的喷吹，电弧炉炉顶火焰渐小时，停止喷吹。测温T=1610°C时取样分析是否达到所冶炼钢种Q235的化学成份要求，具备出钢条件，即可出钢。喷碳采用多次喷吹法或一次喷吹法，碳粉为焦炭粉。本发明的优点是一是节约电能。众所周知，电弧炉冶炼过程中大量用氧，使钢水中含氧量很高，采用喷碳工艺后，炉内发生急剧的碳氧反应，产生大量的化学能，化学能的充分利用缩短了冶炼时间，降低了电能的消耗。二是提高了废钢回收率。采用本发明的这项喷碳工艺后的预脱氧，钢水到精炼炉后更容易冶炼，渣中部分氧化铁被还原，从而提高了废钢回收率。三是操作简便、设备简单，具有很强的可行性。采用喷碳工艺后，吨钢可节电 30度，废钢回收率可提高1%以上，吨钢综合经济效益达50元以上，如果全国电炉冶炼都采用这项技术，每年可节能降耗100亿元。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1为本发明电炉冶炼喷碳工艺中使用喷补机1通过软管2连接自耗式喷碳枪3， 穿过炉渣层5插入电弧炉熔池4的示意图。
具体实施例方式在图1中购置的喷补机1，提供0.4Mpa压缩空气为气源，通过Φ 25mm软管2连接自耗式喷碳枪3，以空气作为载体将碳粉喷入电弧炉熔池4钢水中，在公称容量30T电弧炉5中实施冶炼，电弧炉型号为EBT，冶炼钢种Q235。在整个熔化期当碳小于所冶炼钢种的下限，采用多次喷吹法。当碳大于所冶炼钢种的下限，采用一次喷吹法。实施例1 (采用多次喷吹法) 本发明包括下述步骤
a、填装焦炭粉
首先筛选焦炭粉粒度Φ ( 3mm，含水量< 3%，含硫量< 2. 5%，然后将筛选后的0. 8吨焦炭粉装入喷补机1。喷补机1为外购件，型号为PB-Y1. 2。b、调整压缩空气压力
将喷补机ι压力与自耗式喷碳枪3压力均调整为0. 2 MPa 0. 3 MPa ；
c、打开喷补机碳粉下料阀；
d、将自耗式喷碳枪3穿过炉渣层5插入电弧炉熔池4钢水中；
e、电弧炉冶炼
⑴第一次给电炉加废钢料12吨，送电、吹氧熔化，当炉料熔清后形成熔池，在含碳量低于0. 30%时，即可喷焦炭粉，焦炭粉量为24Kg，喷碳时间为3分钟。通过喷碳①发生碳氧反应产生热量，②适当增碳以利于后步吹氧助熔，此时可不考虑磷含量。
⑵第二次给电炉加废钢料12吨，送电、吹氧熔化，当炉料熔清形成熔池，在含碳量 <0. 30%时，即可喷吹焦炭粉，喷吹焦炭粉的量为2Ig，喷碳时间为3分钟。⑶第三次给电炉加废钢料10. 5吨，送电、吹氧熔化，当熔池温度升高，废钢全部熔清，温度>1550°C时取样①(见表1)通过光谱分析仪分析炉内钢水化学成份碳、磷含量， 要求碳含量<0. 12%，磷含量<0. 015%，然后再次测温T=1560°C时，打开补炉机喷吹焦炭粉， 喷吹焦炭粉的量为20kg，通过三分钟的喷吹，电弧炉炉顶火焰渐小时，停止喷吹。测温 T=1610°C，取样②(见表1)分析是否达到所冶炼钢种Q235的化学成份要求，如达到所冶炼钢种Q235的化学成份要求，具备出钢条件，即可出钢。本炉冶炼时间为82分钟，较平均冶炼90分钟缩短8分钟，钢水重30. 95T，回收率为89. 7%，较平均回收率提高1. 2%,电耗408KWh，故平均电耗34KWh。
冶炼过程中化学成份检测结果(表1)
权利要求
1.1、一种电炉冶炼喷碳工艺，该工艺包括下述步骤a、填装碳粉首先筛选碳粉粒度Φ ( 3mm，含水量< 3%，含硫量< 2. 5%，然后将筛选后的碳粉装入喷补机(1)罐内；b、调整压缩空气压力将喷补机(1)罐内压力与自耗式喷碳枪(3)压力均调整为0.2 MPa 0.3 MPa ；c、打开喷补机碳粉下料阀；d、将自耗式喷碳枪(3)穿过炉渣层(5)插入电弧炉熔池(4)钢水中；e、电弧炉冶炼⑴第一次给电炉加废钢料，送电、吹氧熔化，当炉料熔清形成熔池，在含碳量<0. 30% 时，即可喷碳，喷碳量为^(g/Τ，喷碳时间为3分钟；⑵第二次给电炉加废钢料，送电、吹氧熔化，当炉料熔清形成熔池，在含碳量<0. 30% 时，即可喷碳，喷碳量为^(g/Τ，喷碳时间为3分钟；⑶第三次给电炉加废钢料，送电、吹氧熔化，当熔池温度升高，废钢全部熔清，温度 >1550°C时取样，要求磷<0. 015%，然后再次测温T=1560°C时，打开喷补机喷吹碳粉，喷碳量为^(g/Τ，喷碳时间为3分钟；通过三分钟的喷吹，电弧炉炉顶火焰渐小时，停止喷吹；测温 T=1610°C时取样分析是否达到所冶炼钢种的化学成份要求，具备出钢条件，即可出钢。
2.根据权利要求1所述的电炉冶炼喷碳工艺，其中所述的喷碳，采用多次喷吹法或一次喷吹法。
3.根据权利要求1所述的电炉冶炼喷碳工艺，其中所述的碳粉为焦炭粉。
全文摘要
本发明涉及一种电炉冶炼喷碳工艺。本发明包括下述步骤a、填装碳粉，先筛选碳粉粒度φ≤3mm，含水量≤3%，含硫量≤2.5%，再将经筛选后的碳粉装入喷补机(1)内；b、调整压缩空气压力，将喷补机(1)压力与自耗式喷碳枪(3)压力均调整为0.2MPa～0.3MPa；c、打开喷补机碳粉下料阀；d、将自耗式喷碳枪(3)穿过炉渣层(5)插入电弧炉熔池(4)钢水中；e、电弧炉冶炼，分3次加料，当熔池温度升高，废钢熔清，打开喷补机喷入碳粉，每次三分钟的喷吹，达到冶炼钢种Q235的化学成份要求，具备出钢条件，即可出钢。本发明的优点是可以节约电能，提高废钢回收率，操作简便、设备简单，具有很强的可行性。采用喷碳工艺后，吨钢可节电30度，废钢回收率可提高1%以上，吨钢综合经济效益达50元以上，如果全国电炉冶炼都采用这项技术，每年可节能降耗100亿元。
文档编号C21C5/52GK102212646SQ20111013993
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者缪元良, 郭亚飞 申请人:兰州兴元钢铁有限公司, 郭亚飞