電弧爐無渣出鋼技術是電弧爐煉鋼完畢出鋼時鋼渣分離，將渣子留在爐內，鋼水流入鋼包中的出鋼技術。常見的方法有虹吸出鋼法、中心底出鋼法、偏心爐底出鋼法等
基本介紹
- 中文名：電弧爐無渣出鋼技術
- 外文名：EAF tapping withoutslag
- 領域：鋼鐵冶煉
- 常用方法：偏心底出鋼
- 學科：冶金工程
- 目的：去除爐渣
介紹,電弧爐煉鋼,虹吸出鋼法,中心底出鋼法,偏心爐底出鋼法,其他無渣出鋼技術,套用效果,
介紹
隨著冶金技術的不斷發展，電弧爐煉鋼法逐步由電爐獨立冶煉發展成電弧爐—爐外精煉爐雙聯的兩步煉鋼工藝。在電弧爐內完成熔化、氧化甚至只完成熔化、升溫任務，即將初煉鋼液倒入精煉爐(鋼包)內，由精煉爐完成脫氧、脫硫及合金化等任務。在這裡，出鋼是兩步化煉鋼的中間環節，氧化性爐渣不宜隨鋼液帶入精煉爐。也即傳統的鋼渣混出的出鋼法不能滿足爐外精煉技術的要求，由此引發了多種電弧爐無渣出鋼技術的開發和套用。較重要的有虹吸出鋼法、中心底出鋼法和偏心底出鋼法3種，其中又以偏心底出鋼套用最為廣泛。
電弧爐煉鋼
利用電弧的熱效應加熱爐料進行熔煉的煉鋼方法。交流電通過3個石墨電極輸入爐內，在電極下端與金屬料之間產生電弧，利用電弧的高溫直接加熱爐料，使煉鋼過程得以進行。電弧爐煉鋼以廢鋼為主要原料，根據爐襯材質和造渣材料不同，有鹼性法和酸性法之分。最常用的是鹼性法。電弧爐煉鋼以電能作熱源，避免了氣體熱源所含硫分對鋼的污染;操作工藝靈活，爐渣和爐氣均可調控成氧化性或還原性;強還原性可使爐料中所含的貴重元素鉻、鎳、鎢、鉬、釩、鈦等極少燒損;爐溫高、易控制;產品質量高。
電弧爐煉鋼的基本工藝包括扒渣補爐、裝入金屬爐料、送電、熔化、氧化、還原精煉和出鋼。按照所冶煉鋼種特點的不同，可有不同的操作方法，傳統的工藝主要是具有熔化、氧化、還原三個期的操作，還原期採用擴散脫氧和沉澱脫氧，需造白渣或電石渣，每爐冶煉要3～4h，電耗高達600～700kWh/t。隨著技術的不斷發展，電弧爐煉鋼工藝也發生了很大變化，熔化期採用輔助能源加速熔化，如噴吹油—氧、天然氣—氧或煤粉—氧，每爐熔化時間縮短了15～20min，電耗可減少50～60kWh/t;氧化期採取提前脫磷、強化用氧、噴粉造泡沫渣、快速升溫等措施，可使氧化脫碳量從傳統工藝的0.3%降低到0.1%～0.15%，從而氧化期可縮短時間50%以上。還原期則將傳統工藝中的擴散脫氧為主改為沉澱脫氧為主，擴散脫氧為輔，不僅能達到預期的精煉效果，鋼質量有保證且縮短還原時間60%以上。工藝的改進在鋼水質量得到保證的同時，生產率亦隨之提高20%左右，電耗降低10%～15%，電極消耗降低8%左右，取得可觀的經濟效益。
虹吸出鋼法
20世紀70年代末期，聯邦德國克虜伯鋼公司(Krupp Stahl AG)開發了一種簡易的鋼渣分離技術，即根據虹吸原理，把電弧爐原水平出鋼口改為傾斜式，出鋼口爐內端埋入鋼液內一定的深度，爐外端高於鋼液面，如圖1所示。出鋼口與水平面成18°～30°傾角，出鋼時爐體傾倒約20°～30°，工藝上採用留鋼留渣操作，留鋼量約為10%左右，留渣效果普遍可達90%以上。80年代虹吸出鋼技術在歐洲得到了較為廣泛的套用。
中心底出鋼法
為了擴大爐壁水冷麵積，提高爐體壽命，德國曼內斯曼—德馬克公司(MANNES-MANN-DEMAG AG)和蒂森特殊鋼公司(ThyssenEdelstahlwerke AG)合作開發了中心底出鋼技術並獲成功，第1座中心底出鋼(CBT)電弧爐於1979年投入生產。它的出鋼口設在爐底中心部位，取消了原出鋼槽，並且出鋼口向下，從而使出鋼時的水平拋物線鋼流改變為豎直向下的鋼流。這一技術是電弧爐出鋼法的重大改進。儘管出鋼時不需搖動爐體，爐壁的水冷麵積得到最大值，但卻由於出鋼時產生渦流而不能實現完全無渣出鋼，故套用不廣。
偏心爐底出鋼法
曼內斯曼—德馬克和蒂森兩公司與丹麥特殊鋼廠合作，在中心底出鋼的基礎上，開發了偏心底出鋼(EBT)技術。即在爐底後部增加一個鼻狀出鋼箱，把出鋼口系統置於出鋼箱的下部(如圖2)。第1座偏心爐底出鋼電弧爐於1983年在丹麥特殊鋼廠投產。因偏心爐底出鋼電弧爐具有搖爐角度小(約12°)，留鋼量控制準確，留渣效果最佳等特點，立即得到了廣泛的套用。到1990年世界上採用這一技術的電爐已超過50座。
其他無渣出鋼技術
(1)美國懷汀(Whiting)公司側面爐底出鋼系統(SBT)，類似於虹吸出鋼法，但出鋼口是採用塞桿開閉的;
(2)加拿大恩普科(Empco)公司開發的水平無渣出鋼系統(SF—HOT)，類似於偏心爐底出鋼系統，但出鋼口採用水平布置，出鋼鋼流控制藉助於滑動水口進行控制;
(3)美國富奇(Fuch)公司開發的一種偏心爐底出鋼系統(OBT)，類似於中心底出鋼法，但出鋼口偏離爐底中心線一定距離，出鋼口布置相當於在EBT電爐出鋼箱與爐底接觸處，但沒有出鋼箱。
套用效果
各種無渣出鋼技術在生產上的套用效果不盡相同，但其主要效果可概括為6個方面：(1)因爐渣留在爐內，加入鋼包中的合金元素的收得率高，Mn可達95%，Si可達90%，鋼包渣線部位耐材壽命提高5%;(2)精煉爐的精煉效果加強，鋼液成分均勻、穩定，雜質元素、氣體及非金屬夾雜物含量大大降低;(3)出鋼快、鋼流集中，出鋼時，鋼流垂直向下，鋼包接受鋼水時可用帶孔的鋼包蓋蓋住，使出鋼時熱損失減少，因此出鋼溫度也可以降低;(4)出鋼時電爐傾爐角減小，爐壁水冷麵積增加，耐火材料消耗降低。並且軟電纜的長度可以縮短;(5)因留鋼留渣操作，熔化期電弧穩定;並因提前形成熔池，縮短了冶煉時間;(6)因留渣操作，降低了渣料消耗和化渣能耗。
