電弧爐煉鋼流程知識介紹
發(fā)布時間：
2018-07-18
電爐煉鋼在流程中的功能是:以一定的速率將原料加工成成分和溫度都合格的鋼液。就當前一般的工程技術(shù)水平而言, 電爐煉鋼工序在流程中的主要特征有兩點:
(1) 電爐煉鋼過程是間歇性操作, 冶煉周期約為60 min , 為保證連鑄工序?qū)崿F(xiàn)多爐連澆, 電能和化學能、物理能的輸入應與之匹配。進一步提高生產(chǎn)速率, 冶煉周期有低于50 min 甚至45 min 的趨勢。然而冶煉周期的縮短使通電時間相應縮短、非通電時間所占比例增大, 這對電源能力的利用是不合理的。按目前發(fā)展的趨勢, 可以看見將余熱充分利用和實現(xiàn)連續(xù)煉鋼的苗頭。在當前, 每座電爐每年出鋼次數(shù)應為7000 ～ 10 000 次, 即單位爐容的利用系數(shù)或年生產(chǎn)速率為(0. 7 ～ 1. 0)萬t /(t a);
(2) 電爐煉鋼提供的合格鋼水是保證下游各工序高效、流暢運行的物質(zhì)基礎(chǔ), 電爐煉鋼的生產(chǎn)率應與熱軋生產(chǎn)率相匹配。在60 ～ 70 年代, 長型材的熱連軋機組的生產(chǎn)率約為30 萬t /a , 若電爐煉鋼的年生產(chǎn)速率為0. 5 萬t /(t a), 相應的電爐容量為60t 。當前長型材熱連軋機組的生產(chǎn)率已提高至(70 ～80)萬t /a , 相應的電爐容量應為70 ～ 100 t 。單流的薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)率為(100 ～ 120)萬t /a ,煉鋼電爐的容量可取120 ～ 150 t 。
熱連軋生產(chǎn)率達到200 萬t /a 以上, 煉鋼電爐容量將超過200 t , 由于電爐變壓器、石墨電極等技術(shù)條件所限, 已不合理, 故熱軋寬帶企業(yè)不宜配用電爐煉鋼(此外還應考慮廢鋼原料中金屬殘余元素對板帶材質(zhì)量的不利影響)。
電爐煉鋼與流程上游工序的匹配
(1) 如前所述, 傳統(tǒng)的電爐煉鋼使用廢鋼為主要原料, 配入10 %～ 15 %的生鐵塊以保證一定的配碳量。一般說來, 常溫(25 ℃)的廢鋼原料所具有的物理熱很少。在吹氧助熔的條件下, 冷爐料產(chǎn)生的化學熱量也不多, 冶煉過程需要外界大量的熱能。
根據(jù)我國近年來各種統(tǒng)計數(shù)據(jù), 電爐煉鋼工序(包括精煉、連鑄及車間輔助項目)能耗為250 ～ 300kg , 略高于國際鋼鐵協(xié)會IISI 的結(jié)果。
(2) 使用不同比例的熱鐵水作為原料, 電爐煉鋼工序取得了明顯的效益, 其主要原因是熱鐵水是具有很高的物理熱和化學熱的載能體, 且成本較低。將電爐煉鋼置于流程之中, 不難看出熱鐵水所攜帶的物理熱和化學熱來自于前道高爐煉鐵工序。根據(jù)一些企業(yè)300 ～ 380 m3 高爐的實際數(shù)據(jù)計算, 生產(chǎn)1 t 熱鐵水, 高爐煉鐵工序的能耗是377 kg , 折合3080 kW h / t 。
考慮燒結(jié)、球團和焦化等工序, 折合到每噸熱鐵水的能耗是500 ～ 550 kg /t , 即4084 ～ 4493kW h / t , 而熱裝鐵水帶到電爐煉鋼過程中的物理熱和化學能共計只有600 ～ 650 kW h / t 。
(3)目前國內(nèi)電爐配加熱鐵水的比例為25 %～30 %。按年產(chǎn)100 萬t 鋼計, 需鐵水30 ～ 35 萬t /a 。取高爐利用系數(shù)為3 t /(m3 :d), 所配高爐容積為300 ～ 350 m3 。
(4) 直接還原鐵的使用。使用直接還原鐵為電爐煉鋼提供純凈鐵源是近年來國際上重要的發(fā)展方向。世界范圍內(nèi)各種直接還原鐵的產(chǎn)量自1990 年以來已增加了1 倍多, 近年來產(chǎn)量已超過4 000 萬t /a , 與電爐鋼產(chǎn)量之比大約為15 %, 已成為電爐煉鋼重要的鐵源 。
直接還原鐵的生產(chǎn)技術(shù)進步很快, 特別是w(C)接近2 %的熱壓塊(HBI), 為電爐煉鋼提供了高密度、高化學能的純凈鐵源。在世界范圍內(nèi)直接還原鐵的生產(chǎn)技術(shù)以氣基法為主流, 氣基法在直還鐵生產(chǎn)量中占了90 %。然而, 我國天然氣缺乏, 優(yōu)質(zhì)鐵礦較少, 資源限制了直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。當前, 國內(nèi)最大的直接還原鐵生產(chǎn)廠屬天津鋼管有限公司, 每噸直接還原鐵的能耗約為900 ~ 1 000kg 。
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