一种添加DRI的全废钢电弧炉冶炼方法与流程

专利2026-08-30  4


本发明涉及一种电弧炉冶炼方法,尤其是一种添加dri的全废钢电弧炉冶炼方法。


背景技术:

1、电炉炼钢是当前世界上两大主流炼钢流程之一,相比高炉转炉长流程炼钢工艺,电炉炼钢流程具有流程短、能源消耗低、资源循环利用以及环境友好等特点。电弧炉短流程炼钢因可比较长流程炼钢少排放 co等废弃物1.5t以上,使得电弧炉短流程炼钢迎来了难得的发展机遇期。

2、全废钢电炉以重型废钢、中型废钢、小型废钢以及自产废钢为主,冶炼过程重由于缺少化学能,在熔池升温阶段碳氧反应缺失,导致炉内熔池搅拌功不足,影响炉内废钢的熔化以及冶金反应的动力学条件;并且由于受炉料结构的限制,采用全废钢冶炼模式,导致残余元素cu、ni、as、pb、sn等元素循环富集,造成冶炼终点的残余元素控制也成为限制冶炼高质量产品的瓶颈。

3、相比于废钢,直接还原铁(dri)中所含p、s、si等有害杂质较低,并且还含有较多的c、mn等有价元素,在冶炼过程中,使用直接还原铁代替部分重型废钢,不但可以带来大量的物理热,而且还可以稀释部分参与元素,降低冶炼终点残余元素的含量,为冶炼高质量产品提供合格的钢水。但是,电弧炉冶炼过程中加入高比例dri存在无法深度脱磷、冶炼终点炉渣氧化性较高的问题。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种钢水洁净度高的添加dri的全废钢电弧炉冶炼方法。

2、为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:其包括废钢布料和电炉冶炼工序;

3、所述废钢布料工序:所述废钢中含有总废钢量15~20%的dri,采用一次入炉方式加入废钢;

4、所述电炉冶炼工序:冶炼周期控制在55min及以内,其中通电时间<35min;炼钢底料中加入碳球、白灰和白云石,加入量为碳球2~3kg/t钢、白灰3~4kg/t钢、白云石7~8kg/t钢。

5、进一步的,所述废钢布料工序,部分废钢在入炉前进行预热,预热废钢合计占总废钢量的50%~60%,且dri全部为非预热废钢。

6、进一步的,所述电炉冶炼工序,在废钢熔化阶段,执行如下操作:熔化前期,氧枪开启烧嘴模式,氧枪环缝喷吹天然气、流量为140~160nm3/h,中心喷吹氧气、流量为280~320nm3/h;熔化中期,天然气流量为290~310nm3/h、氧气流量为580~620nm3/h,此阶段加入白灰19~22kg/t钢;熔化后期,天然气流量为490~510nm3/h、氧气流量为980~1020nm3/h。

7、进一步的,所述电炉冶炼工序,在熔池升温阶段,执行如下操作:升温前期,开启碳枪向炉内熔池喷吹碳粉,喷粉速率为30~40kg/min、载气流量200~300nm3/h,氧枪喷吹压缩空气和氧气,压缩空气的流量为40~50nm3/h,氧气的流量为1500~1800nm3/h,并向炉内添加白云石8~10kg/t钢;升温中期,碳枪喷粉速率为45~55kg/min、载气流量为300~400nm3/h,氧枪喷吹压缩空气和氧气,压缩空气的流量为40~50nm3/h,氧气的流量为2400~2700nm3/,并向炉内添加镁球4~6kg/t钢;升温末期,碳枪喷粉速率为55~60kg/min、载气流量为350~450nm3/h,氧枪喷吹压缩空气和氧气,压缩空气的流量为45~55nm3/h,氧气的流量为1800~2200nm3/h。

8、采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明电炉冶炼过程通过供电、供氧、喷碳多步骤耦合控制,多批次添加石灰和白云石,营造良好的泡沫渣状态,钢液升温过程尽可能多的脱除碳、磷以及其他杂质元素。本发明通过多批次加入足量造渣料以及分阶段供氧的方式解决了电弧炉冶炼过程中加入高比例dri无法深度脱磷的问题,进一步降低炉内终点的氧化性,提高钢水的洁净度,在冶炼终点实现冶炼终点钢液碳含量≥0.08%、磷含量≤0.008%、残余元素总量≤0.04%、渣中t.fe≤25%。



技术特征:

1.一种添加dri的全废钢电弧炉冶炼方法,其特征在于:其包括废钢布料和电炉冶炼工序;

2.根据权利要求1所述的一种添加dri的全废钢电弧炉冶炼方法,其特征在于:所述废钢布料工序,部分废钢在入炉前进行预热,预热废钢合计占总废钢量的50%~60%,且dri全部为非预热废钢。

3.根据权利要求1所述的一种添加dri的全废钢电弧炉冶炼方法,其特征在于,所述电炉冶炼工序,在废钢熔化阶段,执行如下操作:熔化前期,氧枪开启烧嘴模式,氧枪环缝喷吹天然气、流量为140~160nm3/h,中心喷吹氧气、流量为280~320nm3/h;熔化中期,天然气流量为290~310nm3/h、氧气流量为580~620nm3/h,此阶段加入白灰19~22kg/t钢;熔化后期,天然气流量为490~510nm3/h、氧气流量为980~1020nm3/h。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种添加dri的全废钢电弧炉冶炼方法,其特征在于,所述电炉冶炼工序,在熔池升温阶段,执行如下操作:升温前期,开启碳枪向炉内熔池喷吹碳粉,喷粉速率为30~40kg/min、载气流量200~300nm3/h,氧枪喷吹压缩空气和氧气,压缩空气的流量为40~50nm3/h,氧气的流量为1500~1800nm3/h,并向炉内添加白云石8~10kg/t钢;升温中期,碳枪喷粉速率为45~55kg/min、载气流量为300~400nm3/h,氧枪喷吹压缩空气和氧气,压缩空气的流量为40~50nm3/h,氧气的流量为2400~2700nm3/h,并向炉内添加镁球4~6kg/t钢;升温末期,碳枪喷粉速率为55~60kg/min、载气流量为350~450nm3/h,氧枪喷吹压缩空气和氧气,压缩空气的流量为45~55nm3/h,氧气的流量为1800~2200nm3/h。


技术总结
一种添加DRI的全废钢电弧炉冶炼方法,其包括废钢布料和电炉冶炼工序;所述废钢布料工序:所述废钢中含有总废钢量15~20%的DRI,采用一次入炉方式加入废钢;所述电炉冶炼工序:冶炼周期控制在55min及以内,其中通电时间<35min;炼钢底料中加入碳球、白灰和白云石,加入量为碳球2~3kg/t钢、白灰3~4kg/t钢、白云石7~8kg/t钢。本电炉冶炼过程通过供电、供氧、喷碳多步骤耦合控制,多批次添加石灰和白云石,营造良好的泡沫渣状态,钢液升温过程尽可能多的脱除碳、磷及其他杂质元素。本发明解决了电弧炉冶炼过程中加入高比例DRI无法深度脱磷的问题,进一步降低炉内终点的氧化性,提高钢水的洁净度。

技术研发人员:刘崇,王强,刘纲,毛文文,李杰,张彩东,张瑞忠,曹金帅,刘勇,年保国,邢力勇,韩贺祝
受保护的技术使用者:河北河钢材料技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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