本发明涉及电弧炉冶炼工艺，具体涉及电弧炉冶炼渣在线预处理工艺。
背景技术：
电弧炉冶炼采用全废钢冶炼和废钢外配30-80％铁水或部分生铁块冶炼。电炉吃全废钢冶炼，没有脱磷脱硫任务，一般废钢熔清后便进入还原期。而电弧炉吃废钢外配部分铁水或生铁块即电炉热装工艺，冶炼过程还有很重的脱磷或脱硫的任务。原有的电弧炉冶炼工艺冶炼过程分为熔化期、氧化期和还原期；现代电炉炼钢工艺，为了追求产量、降低消耗，热装较大比例的铁水，只有熔化期和氧化期，统称熔氧期，还原期的任务放在炉外钢包内进行。原有电炉冶炼熔化期结束有熔清渣，氧化期结束有氧化渣，还原期结束有还原渣。电炉冶炼为了达到脱磷的目的，熔化期一般在炉内配入2-2.5％的石灰(r2-2.5)，随废钢等炉料一起熔化，炉渣(feo)15-20％，总渣量3-5％，炉料化清后，先自动流渣，流渣量有的接近40-50％，而后又扒去大部分炉渣重新造渣进入氧化期，熔化期脱磷率50-70％。氧化期的任务是进一步降低钢液中磷含量、去除钢液中气体和非金属夹杂物、加热和均匀钢水温度并控制钢水含碳量。为了达到进一步脱磷的目的，熔清毕扒去大部分炉渣重新造渣。氧化期重新加入石灰和矿石，氧化沸腾期间一般有二次流渣，加强搅拌或控制较低的反应温度，最后扒除全部氧化渣才可以顺利的脱磷进入还原期造还原渣，还原期结束再混渣出钢。现代电炉炼钢冶炼工艺在熔氧期流渣作业，氧化期结束就出钢，之后扒除氧化渣，也有留钢留渣与下一炉作业，还原期任务在炉外内进行。但这种氧化期结束立刻出钢，钢水氧化性较高，后续脱氧剂耗量较大合金利用率低，留在炉内的这种氧化渣含磷量一般较高，不利于下一炉脱磷冶炼；还原期在炉内进行的，有的还原渣中硫含量较高，含硫高的还原渣不宜返回电炉利用。
技术实现要素：
针对目前电弧炉炼钢工艺存在的上述问题，本发明旨在开发一种在线预处理电弧炉渣的工艺，使炉渣在线气化脱磷或脱硫，达到减少石灰用量、减少铁耗、少渣炼钢的目的。本发明的技术方案是这样的，在熔氧期结束时进行炉渣气化脱磷预处理，在还原期期间对炉渣进行气化脱磷脱硫处理。其特征在于，依据吹炼过程中的流渣量吹炼结束即氧化期结束倒出或不倒出部分炉渣后向氧化渣中加入电石cac2，于此同时埋枪用氮气充分搅拌炉渣1-2分钟，接着出钢。电石加入量0.5-3公斤/吨钢。然后留渣于下一炉炼钢作业；电石加入量依据电石含cac2量、渣量及渣的氧化性等因素增减。若在氧化期结束后继续在电弧炉内进行深度还原作业，扒或不扒除部分氧化渣，直接带渣进行还原作业，还原剂加入后随即用氮气充分搅拌炉渣3-5分钟，还原剂加入量3-7公斤/吨钢。还原剂加入量依据留渣量多少增减。还原期结束后可混渣出钢或直接出钢，炉渣留在或返回下一炉炼钢作业。还原期所用还原剂包括电石、碳质还原剂、fesi、锰铁、铝之一种或多种。搅拌用氮气也可以用煤气取代。气体搅拌可以采用顶部搅拌也可以采用底部搅拌。所述煤气可以采用转炉煤气或电炉煤气搅拌或天然气。采用煤气作搅拌气体时，还原剂用量相应减少，甚至取消。
有益效果
本发明一种电弧炉冶炼渣在线预处理工艺，工艺简单、成本低廉，使熔融炉渣在线气化脱磷脱硫，达到全留渣少渣作业的目的。提高前期熔化渣脱磷容量、减少石灰用量、金属消耗，成渣快，有利于早形成泡沫渣防电极弧散热、减少钢液吸气污染、减少电极损耗及加速冶炼脱磷；有利于单渣操作；有利缩短还原期及冶炼周期；减少钢水氧化性及随后的脱氧剂消耗以及提高mn、si等元素残留量。倒出的炉渣铁回收率高。
具体实施方式
超高功率电弧炉公称容量110吨。变压器容量mva60。电极直径600mm；铁水比70％；最大出钢量125吨；冶炼-出钢时间：48分钟；拥有3炉壁集束氧枪和1支炉门式氧枪；吹氧量45m3/t钢。
表1电石主要成分
原冶炼工序：装料(先铺垫石灰-废钢-铁水)--大功率送电穿井小流量吹氧并打开集束氧枪、pyrox燃氧烧嘴枪和炉门氧枪熔化炉料-补加废钢-熔池形成补加渣料-小功率送电并加大吹氧流量-泡沫渣形成-大功率送电并打开炉门氧枪和pyrejet超音速氧气喷嘴加速脱碳脱磷和升温，同时流渣-测温取样-送电吹氧调整成分和温度-出钢-出渣-吹洗出钢口-堵出钢口。
每支集束氧枪最大氧流量2400m3/h，两支炉门氧枪，每支最大氧流量60nm3/分钟。炉门氧枪可移动并改变方向、操作比较灵活。
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步详细的说明：按照上述工序进行正常冶炼。在电炉吹炼过程中流出部分脱磷渣或在冶炼结束倒出部分炉渣，流出或终点倒出的炉渣的量可将本炉炉料带入的硅量倒出即可。然后向炉内渣中加入电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌1-3分钟。
实施例1：利用110电炉冶炼钢种弹簧钢60si2mna。铁水比70％。出钢量118吨。按照上述工序进行正常冶炼。在冶炼过程中流渣约4吨，吹炼结束向炉内加入180公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌1.2分钟。之后出钢，留渣于下一炉。
实施例2：利用110电炉冶炼钢种弹簧钢60si2mna。铁水比60％。出钢量119吨。按照上述工序进行正常冶炼。在冶炼过程中流渣约4.2吨，吹炼结束向炉内加入200公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌1.3分钟。之后出钢，留渣于下一炉。
实施例3：利用110电炉冶炼钢种弹簧钢60si2mna。铁水比70％。出钢量115吨。按照上述工序进行正常冶炼。在冶炼过程中流渣约3.5吨，吹炼结束后倒出约1.6吨渣，再向炉内加入210公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌1.5分钟，之后出钢，留渣于下一炉。
实施例4：利用110电炉冶炼钢种弹簧钢60si2mna。铁水比60％。出钢量117吨。按照上述工序进行正常冶炼。吹炼结束倒出约4.8吨渣，再向炉内加入180公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌1.2分钟。之后出钢，留渣于下一炉。
实施例5：利用110电炉冶炼钢种弹簧钢60si2mna。铁水比70％。出钢量120吨。按照上述工序进行正常冶炼。在冶炼过程中流渣5.6吨，吹炼结束向炉内加入200公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌1.5分钟。之后出钢，留渣于下一炉。
实施例6：利用110电炉冶炼钢种70crnimo。铁水比70％。出钢量120吨。按照上述工序进行正常冶炼。在冶炼过程中流渣约5吨，吹炼结束直接向炉内加入300公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌2.5分钟。之后出钢，留渣于下一炉。
实施例7：利用110电炉冶炼钢种70crnimo。铁水比70％。出钢量119吨。按照上述工序进行正常冶炼。吹炼结束倒出约6吨渣，再向炉内加入210公斤电石，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌2分钟，之后出钢。留渣于下一炉。
实施例8：利用110电炉冶炼钢种70crnimo。铁水比70％。出钢量116吨。按照上述工序进行正常冶炼。在冶炼过程中流渣约5吨，吹炼结束倒出2吨渣后直接加入还原期：向炉内加入电石230公斤、fesi310公斤，与此同时两支炉门氧枪埋入渣中与集束氧枪同时切换至氮气向渣中吹入氮气搅拌4分钟后出钢，留渣下一炉。
本发明电弧炉渣在线预处理工艺处理108炉次的数据表明，炉渣气化脱磷率平均达到70％，硫的气化率平均达到50％，石灰消耗吨钢平均降低10公斤/吨钢，渣量平均减少25公斤/吨钢。吨钢金属消耗平均降低5公斤，冶炼周期平均缩短3分钟。吨钢脱氧剂消耗平均降低1公斤，电极消耗平均降低0.2公斤/吨钢。
以上用实施例对本发明技术方案和实施效果作了进一步详细说明，而非限制本发明的保护范围，任何熟知本技术领域的人员基于本发明技术原理做出的任何修饰或改进都应属于本发明权利要求的保护范围。
1.一种电弧炉渣在线预处理工艺，其特征在于，依据吹炼过程中的流渣量，吹炼结束即氧化期结束倒出或不倒出部分炉渣后向氧化渣中加入电石cac2，于此同时用氮气充分搅拌炉渣1-3分钟。电石加入量0.5-3公斤/吨钢。
2.如权利要求1所述的一种电弧炉渣在线预处理工艺，在氧化期结束后若继续在电弧炉内进行深度还原作业，扒或不扒除部分氧化渣，其特征在于直接带渣进行还原作业，还原剂加入后随即用氮气充分搅拌炉渣3-5分钟。还原剂加入量3-7公斤/吨钢。
3.如权利要求1所述的一种电弧炉渣在线预处理工艺，其特征在于搅拌用氮气也可以采用转炉煤气或电炉煤气搅拌或天然气。采用煤气作搅拌气体时，还原剂用量相应减少，甚至取消。
4.如权利要求1所述的一种电弧炉渣在线预处理工艺，其特征在于气体搅拌可以采用顶部搅拌也可以采用底部搅拌。
5.如权利要求2所述还原剂包括电石、碳质还原剂、fesi、锰铁、铝之一种或多种。
技术总结