150 t电弧炉炼钢跨尺度能量集成的工业试验

基于冶炼时物质转化过程中的时空多尺度结构及其效应,研究了天津钢管公司150 t电弧炉炼钢工艺,以在工位级实现按能量将供氧和供电两项单元进行跨尺度集成,得到工位级跨尺度能量集成的数学模型。20炉四元炉料结构工况的工业试验表明,跨尺度集成的方法取得了较好的生产效果:平均出钢量141.2 t;冶炼电耗314.3 kWh/t;氧气消耗41.0 m³/t,氧气利用率87.7%;金属收得率88.5%;冶炼周期49.5 min。     

衡钢电弧炉炼钢流程能量的多尺度研究

摘要： 在建立不同铁水比例下的能量平衡与物料平衡的基础上,利用多尺度方法分析研究衡阳华菱钢管有限公司电弧炉炼钢跨尺度全流程能量的状况,主要包括工位级节能技术研究、余热利用技术、工位级间相互的关系与电弧炉炼钢流程集成技术。实现了跨尺度全流程能量的集成,得出最优能耗的冶炼生产模式。     

新钢基于多元数据采集的电弧炉炼钢过程能量监控系统

电弧炉炼钢过程中能量多元且复杂,采用单一的数据采集方式不能满足对电弧炉炼钢过程各工序能量构成分析要求。通过多元数据采集方式,准确采集电弧炉炼钢过程各工序实际生产数据,并使用Visual Studio 2013、Microsoft SQL Server 2012数据库等软件建立电弧炉炼钢过程能量监控系统。该系统通过实时动态采集到的电弧炉炼钢过程各项冶炼数据,量化电弧炉炼钢过程各工序能量,实现电弧炉炼钢过程能量监控;对电弧炉炼钢过程各工序能量消耗、能量流动、能量利用等方面进行分析,为电弧炉生产过程能量高效利用提供理论依据。     

100 t电弧炉能效优化工艺实践

为了加快电弧炉冶炼生产节奏、节能降耗，对电弧炉炼钢过程能效进行了研究分析，形成了电弧炉炼钢过程能效评价技术。将该技术应用到电弧炉炼钢单元操作中，可针对性地优化供氧和供电制度、提高能量效率、缩短通电时间，进而缩短冶炼周期，提高电弧炉炼钢生产效率。在某钢厂进行工业应用试验，与原工况结果进行了比较分析。结果表明，优化后的工艺取得了较好的结果，在保证正常生产的前提下，其各项指标的平均值为通电时间22.95 min、冶炼周期36.35 min、电耗154.78 kW·h/t、氧耗33.56 m³/t,总能量消耗为652 kW·h/t,电能能效及化学能能效均有所提升。     

电弧炉炼钢过程的系统工程思考

随着系统科学体系的逐步完善，钢铁生产方式由于科技创新和发展也经历了从经验模式转变为科学生产模式，对具有过程系统特征的钢铁工业，可以应用系统工程的方法整体进行思考和分析，借助系统科学的技术手段对复杂的电弧炉炼钢过程进行抽象描述，将复杂的涉及多物态多能态的电弧炉炼钢过程抽象为以物质和能量转化为约束的单元系统，全面理解电弧炉炼钢生产中能量和物质转化过程，对约束条件附加过程时序因素，可以建立过程模型对生产过程进行模拟，针对实际工况下电弧炉冶炼过程的系统解析和抽象，能够建立以工艺操作为控制因素的过程控制模型，对实际生产炉料结构产生的问题，准确分析影响技术经济指标的关键工艺因素，解决了目标温度和碳含量“同步”问题，取得了将单炉冶炼周期缩短2 min的生产效果。     

电弧炉炼钢复合吹炼技术的研究及应用

提出了电弧炉炼钢复合吹炼的概念,结合电弧炉生产,研究了电弧炉炼钢复合吹炼工艺的炉料结构、供电供氧操作、底吹搅拌等单元操作的技术集成,实现了电炉炼钢工艺技术的进步,提高了冶炼节奏,降低了原辅材料消耗。     

现代电弧炉炼钢技术进展

对近10年来电弧炉炼钢在原料和材料应用技术、供电系统改造、多种能量综合应用技术、电弧炉冶炼纯净钢技术和整体优化技术等方面的发展进行了综述.电弧炉炼钢采用先进技术,使其生产效率和生产质量明显提高,生产成本降低,竞争力明显提升.     

电弧炉炼钢过程能量优化研究

研究建立了电弧炉炼钢过程能量优化模型,提出了供能决策顺序为"先氧后电",实现供氧和供电的能量优化配置,能量供应接近理论需求值。在天津钢管公司150 t电弧炉炼钢生产中进行了工业试验,并且与原工况和模拟计算的结果进行了比较分析,研究表明:能量优化方法取得了较好的生产效果,其各项指标的平均值为:冶炼周期为49.5 min,出钢量为141.2 t,冶炼电耗为314.3 kW.h/t,氧气消耗为41.0 m3/t,氧气利用率为87.7%,金属收得率为88.5%。     

电弧炉炼钢高效化能量集成节能技术

介绍了电弧炉炼钢高效化能量集成节能技术,以及在电弧炉公称容量分别为150t、100t和60t的国内三家典型电弧炉炼钢企业的生产实施效果.     

电炉降低冶炼电耗的实践

结合安龙钢铁公司的生产实际,通过对安龙电弧炉炼钢过程的能量平衡进行分析,找出了冶炼电耗高的原因和影响因素。就安龙的现状进行了设备技术改造和炼钢工艺改进,达到了预期的目的。     

近零碳排电弧炉炼钢工艺技术研究及展望

 中国钢铁工业碳排放占全国总排放比例达16%,减少钢铁工业碳排放是中国政府实现“碳达峰、碳中和”承诺的重要抓手。在碳中和背景下,全球钢铁行业正加速推动技术革新以降低碳排放。提出近零碳排电弧炉炼钢新工艺,从能量来源碳近零、冶炼过程碳近零、原料生产碳近零3个层面开展技术创新,以实现炼钢工序碳近零。在能量来源碳近零方面,提出利用太阳能、风能及谷电等能源昼夜交替补充,能量有效存储及释放、微型智能电网及电弧炉优化供电,实现绿色能源的直接高效利用;在冶炼过程碳近零方面,提出利用氢能烧嘴、无碳发泡剂、CO₂-Ar动态底吹脱氮、熔池内O₂-CaO喷吹脱磷及系统能效评价等关键技术实现非涉碳冶炼;在原料生产碳近零方面,提出利用绿氢直接还原炼铁及相关配套技术、绿电等离子热风窑炉配合碳捕集工艺等大幅降低原辅料生产过程碳排放。对电弧炉炼钢过程能量输入、冶炼涉碳及原料带碳的吨钢坯二氧化碳排放进行了衡算,并结合上述关键技术减碳能力分析,计算预测该近零碳排电弧炉炼钢新工艺最终极限碳排放可降低到64 kg/t(钢)。因此,开展近零碳排电弧炉炼钢工艺研究,加速其工业落地应用,将有助于促进中国钢铁工业创新发展和绿色低碳发展。     

电弧炉炼钢流程洁净化冶炼技术

从电弧炉炼钢流程洁净化冶炼技术出发,结合国内外应用及研究现状,介绍并分析了废钢破碎分选、电弧炉炼钢复合吹炼、气-固喷吹、质量分析监控及成本控制、CO2在电弧炉炼钢流程的应用等洁净化冶炼关键技术的创新与发展状况。指出加快电弧炉炼钢流程技术创新,特别是洁净化冶炼技术的完善与突破,构建电弧炉炼钢流程洁净化生产平台,提升电弧炉炼钢流程产品质量和竞争力,将是未来电弧炉炼钢的发展方向。     

60 t直流电弧炉炼钢过程的(火用)分析

基于现代电弧炉炼钢的工艺理论,建立了描述电弧炉炼钢过程的热化学计量模型和(火用)模型,应用该模型对大冶特钢的60 t直流电弧炉冶炼过程进行了模拟,对100%废钢、30%铁水+70%废钢,64.4%铁水+35.6%废钢的炉料结构条件下的电弧炉冶炼过程进行了能分析和(火用)分析.结果表明,兑加铁水可明显降低冶炼电耗,但降低总能量利用率,如考虑回收利用炉气和冷却水物理(火用),则电弧炉冶炼过程(火用)的利用率略有增加.     

电弧炉炼钢流程的能量状况

阐述了电弧炉炼钢的基本功能以及提高能量转换的3个工程问题--增加能量供应、增加输入功率、提高能量的利用效率,详细论述了现今电弧炉炼钢在整个钢铁制造流程中衔接上下工序匹配的重要作用.根据2003和2004年国内4个大型电弧炉炼钢流程的生产实绩说明我国大型电弧炉炼钢生产率已接近国际先进水平,其生产速率已达到国际领先水平,电能消耗已降到200～400 kW·h/t的国际先进水平,但实际能量-物质转化效率的水平仍然不高,电弧炉炼钢节能工作仍有待进一步提高.     

60t直流电弧炉炼钢过程的炯分析

基于现代电弧炉炼钢的工艺理论,建立了描述电弧炉炼钢过程的热化学计量模型和炯模型,应用该模型对大冶特钢的60t直流电弧炉冶炼过程进行了模拟,对100％废钢、30％铁水＋70％废钢,64．4％铁水＋35．6％废钢的炉料结构条件下的电弧炉冶炼过程进行了能分析和炯分析。结果表明,兑加铁水可明显降低冶炼电耗,但降低总能量利用率,如考虑回收利用炉气和冷却水物理炯,则电弧炉冶炼过程炯的利用率略有增加。     

电弧炉废钢预热技术的发展现状

废钢是电弧炉炼钢的主要原料,其入炉温度对电弧炉冶炼能耗等技术指标影响很大.提高废钢入炉温度,可有效降低电弧炉生产能耗和缩短冶炼周期.自弧炉炼钢技术诞生以来,很多废钢预热技术得到了发展,且均在一定程度上提高了废钢入炉温度,对于推动钢铁行业节能减排、绿色化发展具有重要意义.目前,配备废钢预热装置的电弧炉主要分为三类:双壳电弧炉、竖井式电弧炉以及连续加料电弧炉.本文针对电弧炉的废钢预热技术发展现状进行综述,探讨不同废钢预热技术的优缺点.     

100MV·A交流电弧炉炼钢电气运行的研究

介绍了天津钢管公司150 t交流电弧炉将变压器扩容至100 MV.A的工程实践,根据原有90 MV.A变压器的电弧炉炼钢电气运行的结果和经验,提出了超大容量变压器的电弧炉炼钢电气运行研究的流程为热试车前模拟研究、热试车研究、炼钢过程实际电气运行研究和生产运行研究。研究表明：考虑变压器的外特性的影响,在具体负载下输出的二次电压不能简单地以阻抗电压百分数来折算,应该以实测的电气运行参数为依据来设定电弧阻抗值。生产运行结果表明,100 MV.A变压器运行良好,冶炼电耗降低5 kW.h/t,冶炼周期缩短2 min。     

100 MV·A交流电弧炉炼钢电气运行的研究

介绍了天津钢管公司150 t交流电弧炉将变压器扩容至100 MV·A的工程实践,根据原有90 MV·A变压器的电弧炉炼钢电气运行的结果和经验,提出了超大容量变压器的电弧炉炼钢电气运行研究的流程为热试车前模拟研究、热试车研究、炼钢过程实际电气运行研究和生产运行研究.研究表明:考虑变压器的外特性的影响,在具体负载下输出的二次电压不能简单地以阻抗电压百分数来折算,应该以实测的电气运行参数为依据来设定电弧阻抗值.生产运行结果表明,100 MV·A变压器运行良好,冶炼电耗降低5 kW·h/t,冶炼周期缩短2 min.     

100t电炉炼钢添加海绵铁的生产试验

以安钢100t电炉炼钢添加海绵铁的生产试验为依据,对海绵铁的性能及其与电弧炉冶炼过程中的关系作了全面论述,在电炉炼钢过程中添加海绵铁是降低炼钢成本、减低电炉钢水中有害残余元素含量、提高钢水纯净度、生产特殊钢的重要途径。     

电弧炉炼钢的相关技术

电炉炼钢自诞生以来，以其原料适应性强、生产品种多、冶炼过程中温度易控制、炉内温度可调、设备简单、投资省等特点，得到了迅速的发展。但因其冶炼时间长、生产效率不高，又使其发展受到限制。近年来，一系列新技术在电弧炉炼钢中得到应用，改变了传统的电弧炉炼钢工艺，使生产效率成倍提高，钢的内在质量大为改善，从而为电弧炉发展注入了新的活力。1炉外精炼技术炉外精炼是把一般炼钢炉（转炉、平炉、电弧炉）中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、脱磷、除气、去除非金属夹杂物、调整钢水成分和温度等移到精炼炉中完成的一项新技术。它…