铁水热装工艺对50t电炉特钢流程运行影响的研究

【摘 要】随着时代的进步，尤其是第三次工业革命之后，超高功率电炉技术、电炉精炼技术等高端科技的不断问世，电炉生产功率也大大提高，相应的耗电量却大为降低，这就为电炉炼钢技术的广泛推广提高了必要的技术优势。我国作为世界上最大的发展中国家，钢铁工业的发展同样受到原材料供应不足的制约。2000年以后，各地钢铁企业也开始实施铁水热装工艺的测试及应用工作。本文就铁水热装工艺在50吨电炉炼钢过程中的应用的若干问题展开论述，并针对问题提出了相应的见解。

【关键词】铁水热装 炼钢 连铸

钢铁工业是现代工业之花，一个国家钢铁工业水平往往代表了该国的经济发展水平。进入21世纪后，许多国家更是把促进钢铁工业的发展作为头等大事来抓。在纷繁复杂的钢铁工业生产体系中，以废钢、废铁为基本生产原料进行精钢铸炼的电炉炼钢技术应用最为广泛。钢铁工业诞生之后就开始野蛮生长，大量劣质钢铁、淘汰钢铁也随之出现，电炉炼钢技术就是基于废钢二次利用、缓解钢材原料压力而生。随着时代的进步，尤其是第三次工业革命之后，超高功率电炉技术、电炉精炼技术等高端科技的不断问世，原始、野蛮的电炉生产功率也大大提高，相应的耗电量却大为降低，这就为电炉炼钢技术的广泛推广提高了必要的技术优势。

我国作为世界上最大的发展中国家，钢铁工业的发展同样受到原材料供应不足的制约。在我国，钢铁生产企业成本投入极大，除了钢炼所需的废钢、废铁供不应求之外，昂贵的电费等基础设施投入更是让广大钢铁企业叫苦不迭。因此，寻求可替代原料、实行“轻”生产模式是广大钢铁企业长远发展的必由之路。在这种背景下，高温铁水成为替代废钢废铁的首选。铁水具有纯度高、价格低等优势，可以直接供应热装电炉。2000年，宝钢集团以铁水为基本原料，进行了铁水热装工艺测试，成绩斐然。此后，各地钢铁企业也开始实施该技术的测试及应用工作。当前，我国的铁水热装工艺技术已经获得了长足进步，本文就铁水热装工艺在50吨电炉炼钢过程中的应用的若干问题展开论述，并针对问题提出了相应的见解。

1 电炉热装铁水工艺综述

1.1 电炉热装工艺的现实意义

从发展程度来看，铁水热装工艺其实是电炉炼钢技术的升级版，连铸技术作为推动工艺升级的主要技术，发挥了较大作用。铁水来源较为广泛，且所需的生产条件较为简单，一般的钢铁企业都可以达到；而且成本较低，电炉热装铁水工艺有效的缓解了废钢废铁供应不足的状况。此外，由于铁水具有高温的特点，可以省去大量的冶炼加热时间，为提高炼钢生产效率提供了保证。优质铁水中所含的金属杂质、不易挥发气体较少，使用铁水热装工艺进行钢材铸炼，不仅提高了钢铁连铸的安全系数，还间接提高钢铁的生产质量。

1.2 电炉热装工艺多工序无缝衔接的实现基础

所谓连铸，是连续铸钢的简称，连铸技术是电炉热装工艺的首选技术，电炉热装工艺完成的前提就是连铸各工序能够实现良好衔接，各工序有条不紊，齐头并进。目前，该工艺实现的主题难题是电炉运行节奏和连铸节奏无法实现有线匹配，从而导致连铸工序受到影响。

1.3 50吨电炉热装工艺的主要注意点

50吨电炉具有功率高、容量大的特点，是我国目前大部分企业常用的连铸方式。通过表1比较可知，铁水热装工艺在实际生产运行中还有许多注意点，需要操作人员根据具体的冶炼状况而制定相应的连铸工序。此外，铁水放入量太多，虽然缩短了废钢融化时间，却加重了废钢的氧化程度，那么相应的耗电量也会增加，而随着氧化程度的加剧，也会拉长整体冶炼时间，不易于生产成本的控制。因此，铁水比例也施工操作人员必须考虑的问题之一。不同的钢铁种类需要对应不同的操作工序及铁水比例。

2 电炉热装铁水工衣的实际效果分析

2.1 降低了劳动强度，提高了生产效率

以50吨电炉炼钢为例，传统电炉炼钢流程里，一次炼钢过程需要加废铁、废钢等材料3-4次。相应的劳动强度较大，单次耗电量也高，不利于生产效率的提升。铁水热装工艺用于电炉钢炼流程后，一次炼钢过程加料需要1-2次，是原来加料次数的一半，有力的缓解了操作人员的劳动强度，且单次耗电量大为降低，实现了炼钢过程生产环节的大幅度优化，提高了生产效率。

2.2 加快冶炼周期，降低了生产成本

以50吨电炉炼钢为例，传统电炉炼钢一次铸造过程所花送电时间为45分钟-1小时，冶炼时间为55分钟-65分钟，耗电量为160-200千瓦。铁水热装工艺用于电炉钢炼流程后，铁水不仅自带高温，还可以通过内含的碳元素、锌元素、锰元素的金属元素发生氧化还原反应而释放出大量热量，这些热量可以再次作用于连铸过程之中，使一次连铸过程用时40分钟-50分钟，耗电量为90-120千瓦，不仅是50吨电炉运行过程更为稳定，还极大的提升了生产效率，有效地降低了生产成本。

2.3 提升成品质量，获得了良好经济效益和社会效益

传统的50吨炼钢过程中，使用的材料全部为废铁废钢，这些材料来源广泛，质量参差不齐，部分材料氧化严重，多次与其他化学元素发生反应，在冶炼过程中会产生残余有害物质，对自然环境有一定的污染，生产出的成品质量也不够严格。电炉特水热装工艺可以促使废钢废铁中的铬、镍、铜等元素发生化学反应进而稀释，减少有害物质的排放，提高了产品纯度，使钢铁生产企业获得了良好的经济效益和社会效益。

3 结语

铁水热装工艺是时代进步的产物，相比于传统的电炉炼钢模式，铁水热装工艺可以大幅度提高生产效率，降低劳动强度，降低耗电量，提升产品质量，为企业实现优势竞争提供了技术条件。在生产过程中，需要根据不同的钢铁种类制定不同的运行工序，铁水添加比例，只有做到这些，才能使铁水热装工艺迸发出巨大的生产潜能。

参考文献：

[1] 赵向政，李京社.铁水热装工艺的现状及前景[J].宽厚板，2006（01）.

[2] 王军涛，王宝明，纪连海.电炉热装铁水比例对冶炼工艺的影响分析[J].天津冶金，2012（04）.