高功率超高功率电弧炉炼钢技术
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浅谈超级电弧炉技术摘要:随着电弧炉炼钢技术的发展,废钢连续加入、连续预热及连续熔化的技术,实现平熔池和长时间不开盖冶炼,节约电能和化学能,降低了对电网产生的冲击,降低了车间内噪声,改善了工作环境。
在此背景下,为了进一步的缩短冶炼周期和降低能耗、电极消耗,中冶赛迪开发了超级电弧炉技术,以下将介绍其主要工艺、技术特点。
关键词:直流电弧炉;双石墨电极;废钢预热;IGBT柔性直流电源引言随着电弧炉钢技术的发展,废旧钢的连续增温、连续预热和连续冶炼技术可以长期实现平整的熔炼池和无盖铸造,节省电力和化学能源,减少对电网的影响,并在此背景下,为了进一步缩短熔炼周期,降低能耗和电极消耗,柔性直流电弧炉技术将介绍其主要技术特点。
1安钢电弧炉概述1999年11月安装了100t垂直手指支撑极大功率电弧炉后,安钢(以下简称安化)第一轧机于2000年8月每月生产65 000 t告示牌,超过设计水平,2004年生产能力达到1 08万t,成为窑炉之一2008年8月,在2008年全球经济危机、钢需求下降、对钢铁工业的影响以及钢废物过度积累和钢价格居高不下之后,电弧炉停止运作。
2017年10月,改装并投入使用了非常高酸酐100t电弧炉。
100t酸酐电弧炉按照国家和国际的先进目标,使用一系列先进的技术和设备,例如:高功率替代电弧炉、高阻抗技术、水冷炉壁、水冷炉罩、气体热湿回收技术钢铁残馀物封存作业、炉门气枪、集束气枪、碳枪、泡沫残馀技术、深吹等。
整个过程由计算机控制,操作功能高度自动化。
2电弧炉现状与存在问题电弧炉的特点是能量的快速传递、多元性、电弧炉的温度;它们广泛应用于冶金、冶炼、熔炼和矿物热等领域以及一些新的材料部门。
电弧炉是一种快速、大规模地将电能转化为热能并传递给加热材料的环境。
电弧炉用户感到电能消耗巨大,电费占产品成本的很大一部分,甚至是价格竞争的一个主要因素减少电弧炉的能耗和提高电耗效率是电弧炉用户的期望。
如果电弧炉控制得当,能源消耗足够低,钢铁工业就有可能从长期矿石加工转变为短期废钢加工+降低铁粉(氢),这可能导致钢铁工业发生重大变化这远远超出了想象。
4 电弧炉炼钢工艺设备4.1 废钢加工设备常见的废钢加工方式为剪切、打包和破碎处理。
目前公司废钢料场对废钢的加工方式主要有三种:废钢剪切、废钢打包以及废钢人工火焰切割。
人工火焰切割方式较为简单,即按照电弧炉冶炼要求将废钢切割为合格尺寸。
废钢剪切和打包则是利用专用设备对废钢进行加工处理,达到减小废钢尺寸及增加炉料堆比重的目的,下面对废钢加工方设备做简要介绍。
4.1.1 废钢打包机废钢打包设备是将废钢放在钢结构箱体内,采用液压驱动进行三维方向强行挤压处理,最终将分散的、堆比重小的废钢加工为堆比重大的单一包块。
废钢打包机见图4.1。
图4.1 废钢打包机料场的废钢打包机是1990年从德国LINDEMANN公司引进,1991年投入使用。
设备主要由滑动门机构、进给压力机构、压盖机构、中间压力机构、最终压力机构五个部分组成。
1)滑动门机构是依靠安装于门上的液压缸控制门在滑道上垂直动作,在打包过程中,门是关闭的。
打包结束,门开启以使包块可被推出;2)进给压力机构依靠水平安装的液压缸控制进给压力平台,以将废钢推进打包室的同时进行水平轴向挤压,进给压力平台的动作由引导机构引导,进给压力平台上设有剪切装置,多余的废钢在进入打包室时将被剪切掉,防止工作过程中造成机械卡阻;3)压盖机构由液压缸驱动压盖动作,可将露出箱体的废钢压入箱体内,同时防止加工过程中废钢的弹出;4)中间压力机构由垂直安装的液压缸驱动,对废钢进行垂直挤压,通过调整安装在机构上的限位开关,可调整垂直挤压缓冲及停止位置;5)最终压力机构依靠水平安装的液压缸,利用最大工作压力控制最终压力平台,对废钢在打包室内进行水平径向挤压;分散的废钢在受到三个方向的强行挤压后最终形成单一包块。
液压系统动力部分由4台90kw交流电机驱动8台轴向柱塞泵,系统最大工作压力达315bar,最大流量达1836L/min,最大挤压力可达1050tf,成品包块截面尺寸为800×800mm,厚度根据所加工废旧金属的多少有所变化。
超高功率电弧炉炼钢新技术和工艺操作要点广告现代电炉炼钢生产技术手册作者:王新江主编当当1、快速熔化与升温操作快速熔化和升温是超高功率电弧炉最重要的功能,将第1篮预热废钢加入炉后,此过程即开始进行。
超高功率电弧炉以最大的功率供电,氧一燃烧嘴助熔,吹氧助熔和搅拌,底吹搅拌,泡沫渣以及其他强化冶炼和升温等技术,为二次精炼提供成份、温度都符合要求的初炼钢液。
2、脱磷操作脱磷操作的三要素,即磷在渣一钢间分配的关键因素有:炉渣的氧化性(%TFeO)、石灰含量(%CaO)和温度。
随着渣中%TFeO. %CaO的升高和温度的降低,磷在渣钢间的分配比(% (P) /% [P])明显提高。
采取的主要工艺有:强化吹氧和氧一燃助熔,提高初渣的氧化性;提前造成氧化性强、氧化钙含量较高的泡沫渣,并充分利用熔化期温度较低的有利条件,提高炉渣脱磷的能力,及时放掉磷含量高的初渣,并补充新渣,防止温度升高后和出钢时下渣回磷,采用氧气将石灰与萤石粉直接吹入熔池,脱磷率一般可达80%,脱硫率<50%:采用无渣(或少渣)出钢技术,严格控制下渣量,把出钢后磷降至最低。
一般下渣量可控制在2kg。
出钢磷含量控制应根据产品规格、合金化等情况综合考虑,一般P<O. 01%。
3、脱碳操作配碳可以用高碳废钢和生铁,也可以用焦炭或煤等含碳材料。
后者可以和废钢同时加入炉内,或以粉状喷入。
配碳量和碳的加入形式、吹氧方式、供氧强度及炉子配备的功率(决定周期时间)关系很大,需根据实际情况确定。
炉料中有一定的碳含量与脱碳反应的作用:熔化期吹氧助熔时,碳先于铁氧化,从而减少了铁的烧损;渗碳作用可使废钢熔点降低,加速熔化;碳氧反应造成熔池搅拌,促进了钢一渣反应,有利于早期脱磷:在精炼升温期,活跃的碳氧的反应,扩大了钢一渣界面,有利于进一步脱磷,有利于钢液成分和温度的均匀化和气体、夹杂物的上浮;活跃的碳氧反应有助于泡沫渣的形成,提高传热效率,加速升温过程。