电弧炉炼钢过程的跨尺度能量集成理论研究

研究分析了电弧炉炼钢过程的冶金学特征,指出供应能量对电弧炉炼钢的物质转化过程起到了决定性的作用.观察、认识到在炼钢过程中存在着微观、介观、单元操作级和工位级等尺度级的时空多尺度结构.在工位级按能量将供氧、供电两项功率单元进行跨尺度集成,形成了工位级跨尺度能量集成的一般方法,并用数学公式进行了描述.工业试验和工业生产表明:跨尺度集成的理念和方法与炼钢生产相结合可取得较好的生产效果,平均冶炼电耗为271.1kW.h.t-1,氧气消耗为40.4m3.t-1,冶炼周期为52.9min.     

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。     

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%。     

150t顶底复吹转炉少渣冶炼工艺实践

石横特钢150 t转炉炼钢应用生白云石代替部分石灰和镁球进行少渣冶炼的工艺,采用优化的"溅渣+调渣"工艺改善了留渣的安全性;通过采用合理的造渣制度、吹炼制度、加入适量炉渣发泡剂、控制倒渣点,使得脱磷率约60%,排渣率约50%,有效保证了转炉的冶炼终点,各项指标得到了优化,石灰消耗从46.7 kg/t降低到30.2 kg/t;轻烧镁球消耗从13.3 kg/t降低到8.7 kg/t;氧气消耗为47.7 m~3/t;钢铁料消耗从1 075.3 kg/t降低到1 072.1 kg/t,实现安全、低成本少渣冶炼。     

高铁水热装比电弧炉冶炼技术

介绍了 30 t普通功率电弧炉热装 6 0 %铁水冶炼技术 ,分析了铁水热装比对冶炼时间和电耗及氧耗的影响、供氧强度与脱碳速度和冶炼时间的关系。当热装 5 5 .6 %和 6 0 %铁水时 ,平均电耗分别为 176和 15 0k W· h/ t。热装 6 0 %铁水时 ,冶炼时间最短。铁水热装比从 40 %增加到 6 5 %时 ,每增加 1%铁水约需多供氧气 0 .8m3/ t,相应降低电耗约 6 k W· h/ t。普通功率电弧炉采用此工艺 ,生产率大幅度提高 ,炼钢成本明显降低。     

70 t 高阻抗超高功率电弧炉的工艺实践

攀成钢70 t高阻抗超高功率偏心底电弧炉的炉料为20%铁水+80%生铁-废钢。在电弧炉的炉壁上安有3支RCB集束喷枪装置和炉门两侧墙上安有两处喷碳粉枪。冶炼实践表明,吹氧脱碳速度达0.08%～0.012%C/min,冶炼电耗为310.86 kWh/t钢,电极消耗1.67 kg/t钢,氧气消耗46.7 m³/t钢,冶炼周期56 min。     

石横特钢65 t Consteel电弧炉铁水热装的节能实践

石横特钢65t Consteel(连续加料熔炼 )电弧炉通过采用热装30%铁水 ,铁水温度不低于1300℃ ,同时优化供电制度、泡沫渣等工艺 ,冶炼电耗降低95kWh/t,氧气消耗降低28m³/t,冶炼周期缩短75min。     

CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物控制影响因素的多尺度结构

 对CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物熔点的影响因素进行了多尺度分析,利用Factsage模拟了CaO质量分数对CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物熔点的影响规律。多尺度分析表明,工位操作（101 m）影响夹杂物成分（10-10 m）的最后可控因素为钙线喂入量。其通过影响局部钢液中钙质量分数（100 m）来改善熔池的动力学条件（10-3 m）,改变夹杂物中CaO质量分数（10-10 m）。模拟结果表明,当CaO质量分数为30%时,CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图中低熔点区域的比例达到最大。通过实例分析得到了夹杂物控制的工位级效应,表明了对钢液洁净度进行多尺度深入研究的可行性。     

60t CONSTEEL电弧炉用氧技术改造

介绍了西钢60 t Consteel电弧炉应用USTB氧气喷吹系统的具体情况,其冶炼周期缩短了10.2 min,冶炼电耗降低77.8 kW·h/t,冶炼成本显著下降,生产率明显提高.     

留渣双渣法冶炼工艺研究

留渣双渣法较常规单渣法在转炉质量与成本控制方面均有较大的优势，是实现深脱磷、少渣冶炼及低成本冶炼的一项重要措施，但对冶炼周期有一定的影响。本文从转炉脱磷率、成本以及冶炼周期等方面将留渣双渣法与单渣法进行对比，结果表明采用留渣双渣法后转炉脱磷率可提高10%,石灰消耗降低10%～20%,总渣量降低27 kg/t,钢铁料消耗降低11 kg/t,氧气消耗降低1 m³/t,同时通过提高供氧强度以及优化溅渣工艺可将对冶炼周期的影响控制在4 min以内。     

安钢100 t竖式电弧炉高热装铁水比的工艺实践

分析研究了热装铁水比对100t竖式电弧炉吨钢电耗、吨钢氧耗、冶炼周期和冶炼成本的影响以及对原材料、氧气供应、水冷条件、除尘能力等的要求。通过采用电弧炉炉壁USTB集束供氧技术,该电弧炉的供氧强度达到1.6 m³/(t·min)。实践表明,该集束供氧技术能满足高热装铁水比冶炼的要求,在相同热装铁水比下,冶炼电耗降低25 kWh/t,冶炼成本下降100元/t以上。     

100t直流电弧炉炼钢工艺实践

分析研究了兴澄特钢一分厂100 t直流电弧炉吨钢电耗、吨钢氧耗、冶炼周期和冶炼成本。实践表明,通过提高有效供氧强度至1.25 m3/(t.min),同时改善供氧效率和操作工艺,在70%热装铁水比冶炼时,吨钢冶炼电耗降低至98.7 kW.h,吨钢氧耗为48.5 m3,冶炼周期降低至45 min。     

70 t电弧炉应用热压块HBI冶炼的工艺实践

70 t电弧炉的炉料装入量为80～81 t,其中热直接还原铁热压块HBI为14.6～15.2 t,铁水23～27 t,其出钢量77～78 t,电耗316～324 kWh/t,氧耗29.7～33.0 m~3/t,冶炼周期48～54 min。生产实践表明,热压块是优质废钢的替代品,可促进电弧炉脱磷和脱碳反应,降低氧耗1.3～3.2 m³/t,但每增加1%热压块则增加电耗3.5kWh/t,所以炉料为全废钢时不宜配加热压块,当加入30%铁水和加入10%热压块时可以达到冶炼过程最优化。     

电炉冶炼特殊钢原料铁水比优化控制研究

以山东钢铁莱芜分公司50t电炉热装铁水冶炼20CrMnTiH齿轮钢实际生产数据为研究对象,利用统计学方法研究了原料铁水比对电炉冶炼吨钢电耗、吨钢氧耗及冶炼周期的影响。发现平均每增加1%的原料铁水,吨钢电耗降低4.602kW·h,吨钢氧耗增加0.147m3。电炉冶炼周期随铁水比增大开始逐步降低;当铁水比超过39.6%之后,电炉冶炼周期则随铁水比增大而略有增加,但吨钢冶炼电耗仍继续降低。铁水比达到70%以上时,吨钢平均冶炼电耗接近零。结合基于线性规划理论的优化配料计算,结果表明,随着铁水比的增加,吨钢原料消耗、电耗以及氧耗的成本之和逐渐降低。考虑冶炼周期及生产成本的综合控制,认为电炉冶炼齿轮钢最佳铁水比应为60%左右。     

20t电弧炉冶炼工艺优化

针对莱钢特钢厂20t电弧炉冶炼过程中存在的挂料现象、冶炼周期长、电耗高、氧气利用率低、炉衬渣线侵蚀严重、炉衬寿命低等问题,采取了优化入炉废钢结构、铁水热装、优化供电制度、泡沫渣埋弧操作、炉门氧枪供氧技术、油氧助熔技术和炉衬喷补等技术,使20t电弧炉冶炼周期缩短26min,变压器利用系数提高41.51%,炉体寿命提高286炉次,保证了连铸的顺行。     

电弧炉返回法冶炼Crl3型不锈钢工艺优化实践

通过提高返回比并使炉料小型化,控制冶炼过程开始吹氧温度、升温速度和终点温度,将高熔点、低碱度渣系优化为CaO/SiO21.4～2.5的高碱度、低熔点的45.6～53.6 CaO-21.6～32.0 SiO₂-3～13 Cr₂O₃-5～10MgO-5～10 Al₂O₃-0～5 CaF₂复合渣系,以及采取合理的供电制度等工艺措施,使不锈钢冶炼时间缩短30 min/炉,电耗降低75 kWh/t,电极消耗降低1.89 kg/t,炉龄提高64次,渣中Cr₂O₃含量降低到6%～12%。     

电弧炉电能需求的生产实践与评价

电耗是电弧炉的重要技术指标之一,在当前发电行业背景下,降低电弧炉电耗具有显著的经济和环境效益。根据典型电弧炉企业生产数据,系统分析各项工艺参数与电耗之间的关系,并进一步评价了各种方法降低电耗的环境效益。结果表明,优化供电制度和强化供氧是具有良好环境效益的节电手段。对于连续加料电弧炉,天然气喷吹对降低电耗的作用被极大减弱,天然气消耗与电耗的相关系数为-1.13 kW·h/m³,其应用不利于CO₂减排。尽管兑加铁水可以显著降低电耗,但是兑加40%(质量分数)铁水的连续加料电弧炉能耗和碳排放量分别是全废钢连续加料电弧炉的2.25和2.50倍,不利于推动钢铁工业节能减排工作。因此,降低电弧炉电耗需要通过增加电弧炉中化学能和物理热的供应及减少能量损失的手段来实现。     

天津钢管公司150t超高功率电弧炉炼钢工艺技术的进展

天津钢管公司 1 0年来通过炉料结构的改善、泡沫渣、供电和电极调节人工智能的应用 ,超音速氧枪和二次燃烧、炉顶喷吹等冶炼工艺技术的进展 ,使 1 5 0t超高功率电弧炉的冶炼时间≤ 65min,年钢产量超过 90万t,电耗 4 0 2kWh t,电极消耗 1 .4kg t,炉壳寿命 >5 0 0次     

AD—15在电炉炼钢中的应用与研究

莱芜钢铁总厂在电炉还原期试验采用ＡＤ粉炼钢，研究发现，ＡＤ粉加入量为２．５ｋｇ／ｔ钢时，具有良好的化渣提温效果，可促进脱氧脱硫反应的进行；与原工艺相比，吨钢电耗降低５５．３ｋＷ·ｈ，还原期时间缩短４ｍｉｎ／炉，炉龄由过去的５３炉次提高到７０炉次，并可降低材料消耗和工人劳动强度。