转炉冶炼与电炉冶炼的共性探讨.docx

转炉冶炼与电炉冶炼的共性探讨-1--5-转炉冶炼与电炉冶炼的共性探讨现代转炉与电炉的共性问题1现代炼钢流程冶炼工序的功能演变随着技术的进步传统转炉和电炉的功能在发生转变。现代转炉的功能逐步演变为：①快速高效脱碳器；②快速升温器；③能量转换器；④优化脱磷器。现代电炉的功能演变为：①废钢快速熔化器。现代电弧炉冶炼的一个重要特征是冶炼周期显著缩短已达到35～45min与同容量转炉冶炼周期相当可满足高效连铸多炉连浇的节奏要求成为一废钢快速熔化器。②快速升温器。电弧炉原料中的废钢、生铁和DRI熔化后为满足出钢温度要求快速升温现代电弧炉成为了一个快速升温器。③能量转换器。现代电弧炉的能源结构包括电能、化学热和物理热。为缩短冶炼周期必须充分利用变压器功率增加电能输入；增加化学热和物理热。在一定的冶炼周期条件下3种能量可互相转换。目前中国部分地区电力紧缺价格高可增加化学热和物理热的比例炉料预热可增加物理热。采用废气预热炉料技术可增加物理热减少电能的输入。原料中高配碳生铁成为主要原料之一加铁水是最好的生铁预热方式可增加化学热和物理热。现代电弧炉成为一很好的能量转换器。④高效脱碳脱磷器。为了缩短冶炼周期以满足高效连铸节奏的要求强化供氧脱碳速度快在废钢熔化和升温过程当中电弧炉冶炼具备良好的脱磷条件现代电弧炉成为一高效脱碳脱磷器。⑤废弃塑料、轮胎等的处理器。现代转炉流程的焦炉、高炉工序可回收部分废弃塑料；现代电弧炉流程也可能具备处理废弃塑料、轮胎等增加化学热的功能且成本较低但要注意环境保护。如上所述转炉和电炉的功能已演变为基本相近只是由于炉型不同原料成分(主要是CP)不同在脱碳量、脱碳速度和脱磷要求方面有所不同从而工艺有所差别。2能源结构钢铁冶金工程包括转炉炼钢和电弧炉炼钢本质上均属于铁煤化工工程。转炉炼钢的铁素原料主要来自铁水(铁矿石)及冷料(生铁块及废钢)碳素原料亦来自铁水及冷料。用于炼钢的能源主要是吹氧与碳反应生成的化学热以及在高炉冶炼过程鼓入的热空气(可以是富氧的)与加入的焦炭和喷入的煤粉反应放热而使铁水带入的物理热炼钢过程当中能源表现形式有化学热和物理热。电弧炉炼钢过程的铁素原料主要来自废钢及生铁碳素原料亦主要来自废钢及生铁(碳可用喷粉方式加入)。用于炼钢的能源主要来自由煤转换出来的电能(火力发电)以及吹氧与碳反应生成的化学热(包括废钢预热过程烟气中CO二次燃烧热)以及从预热废钢带入的物理热。炼钢过程当中能源表现形式有电能、化学热和物理热它们比例有所不同可以互相转换。传统的电弧炉冶炼以电能为主现代电弧炉冶炼过程当中化学热和物理热占能耗的50%以上。物理热可以由废钢显热加部分铁水代替生铁带来也可像ECOARC技术一样由化学热及电能转变而来。转炉主要是利用铁水的化学热和物理热传统电弧炉主要是利用电能现代电弧炉炼钢增加了化学热和物理热电耗只占总能耗的1/3左右。3现代炼钢生产流程的原料结构现代转炉钢生产流程的主要原料是铁水和冷料(包括废钢、生铁)铁水主要取决于矿石、焦煤资源。现代电炉钢生产流程的主要原料是废钢和生铁加入生铁是为了有效进行高配碳操作为了进一步缩短冶炼周期最好是加入部分铁水。因此现代转炉和电炉的主要原料均是铁水和废钢只是两者比例不一。废钢由污染环境的废弃物变为钢生产的有用“资源”。4现代炼钢流程的冶炼周期从技术上考虑转炉存在一合理的冷料(废钢或生铁)加入比电炉存在一合理的铁水加入比。目前现代电炉冶炼周期与转炉的冶炼周期基本相当。5现代炼钢流程以氮代氩底吹问题为均匀成分和温度现代大型转炉采用顶底复吹现代大型电炉也采用底吹技术吹气采用氮氩切换方式前期吹氮后期吹氩。根据碳氧反应可以脱氮和在炼钢温度及氧化性条件下氧硫表面活性作用对钢液吸氮具备阻碍作用的原理采用冶炼过程当中全程吹氮电炉出钢氮可<30×10-6顶底复吹转炉全程底吹氮出钢时氮含量可在10×10-6左右。钢材中的氮取决于现代炼钢流程冶炼工序出钢后增氮量应当注意加强出钢后钢液的保护防止钢液直接与大气接触。6转炉电炉冶炼工序的终点控制对转炉的终点成分、温度控制已做了大量的研究开发了许多终点控制技术现代电炉工序冶金过程与转炉相近也开发了自己的终点控制技术尤其是根据碳氧、铁氧竞争氧化的原理开发了低碳钢的终点控制技术并成功地用于生产。7对钢种的适用性随着转炉炉外精炼技术的发展及电炉冶炼周期的缩短两种流程对绝大部分钢种冶炼的适应性相当选择何种冶炼工序已演变为：一取决于工序经济效益二取决于长久健康发展即取决于资源、能源支撑条件和环保要求。综上所述现代转炉冶炼与现代电炉冶炼具备越来越多的共性。共性对钢生产率的影响由于两种流程对钢种适应性基本相当使得企业家对选择何种冶炼工序主要考虑企业的经济效益而企业的经济效益又主要取决于冶炼工序金属原料的价格。目前中国废钢远远不能满足炼钢生产的