当前位置:首页 - 新闻中心 - 台车炉技术

电炉用氧的重要性有哪些

电炉用氧技术知识
1.电炉用氧的重要性有哪些?
  化学反应热在电炉能量输入中占了相当大的比例,达到20%—30%;特别是电炉使用铁水后,化学热的比例达到40%—50%,这是现代电弧炉炼钢工艺的一个特点;用氧技术是现代高新技术的集中体现,供电与供氧的结合是电炉提高生产节奏及节能降耗的重要手段。
 
2.在吹氧条件下,熔池中各元素氧化1k8时所产生的理论热值是多少?
  在吹氧条件下,熔池中各元素被氧化1kg时所产生的理论热值见下表:
元素 产物 反应热 相对成本①(参考值)
 
kJ/kg Kw·h/kg
Al Al2O3 30.995 8.61 3.7
Si SiO2 32.157 8.93 3.2
Mn MnO 6.992 1.94 6.0
Fe FeO 4.775 1.33 1.8
C CO 9.159 2.54 0.5~0.6
C CO2 32.761 9.10 0.3~0.6
①假设每kw·h的电价为1。
 
3.什么是电炉炉门枪机械装置?
  电炉炼钢吹氧是强化电炉冶炼的重要手段之一。利用钢管插入熔池吹氧是常使用的方法。为了充分利用炉内化学能,近年来吨钢用氧量逐渐增加;同时,考虑到人工吹氧的劳动条件差、不安全、吹氧效率不稳定等因素,开发出电炉炉门枪机械装置。如德国BSE公司研制的自耗式氧枪装置及德国Fuchs、美国Berry、美国燃烧公司等开发的水冷式氧枪装置。
  由于自耗式氧枪消耗大量吹氧管,新建的电炉已较少安装。炉门枪装置的作用是吹氧助熔和精炼及向熔池吹碳粉造泡沫渣。
  综合电炉炉门枪的使用效果为:提高吹氧效率,缩短冶炼时间5—15min;节省吹氧管80%~90%,吨钢降低成本15—30元;改善了工人的劳动条件,代替人工吹氧90%。
 
4.电炉炉门枪装置有哪些组成部分?
  炉门枪由炉门水冷氧枪和炉门枪组成;机械系统由大臂回转、枪体回转、枪体摆动及升降系统组成;炉门枪装置上配置的氧枪,在熔化期可助熔,氧化期可脱碳精炼。炉门枪装置配置碳枪,主要用于造泡沫渣。
 
5.什么是自耗式电炉炉门碳氧枪?
  目前电炉炉门枪基本采用水冷设计。由于水冷氧枪也存在某些缺点,巴登钢铁公司研究应用了自耗式炉门枪,具有喷吹石灰及喷吹炭粉造泡沫渣的功能。
  与水冷氧枪相比,它的优点是操作安全系数大,喷吹角度大,可直接切割废钢。缺点是吹氧管成本高,不能连续吹氧。
  
6.什么是氧燃助熔技术?
  随着国内外电炉炼钢向大型化、超高功率方向发展,大型电炉、超高功率电炉厂家为提高生产效率、降低电耗,研究了多种冶炼方式,并采用了不同的强化冶炼工艺技术和装备。电炉冶炼电耗的高低在很大程度上取决于熔化期的时间,即取决于废钢熔化的快慢。电炉炼钢在钢铁料熔化过程中的热工特点使炉内存在3个冷区,尤其是在采用高功率、超高功率供电后,冷区的影响尤为突出。资料统计表明,熔化期电耗占整个冶炼周期电耗的70%。为此国内外普遍引入辅助能源助熔技术来消除3个冷区,缩短冶炼时间,达到提高电炉生产效率、降低冶炼电耗的目的。据报道,80年代,欧洲有50%的电弧炉、日本有80%的电弧炉采用氧—燃助熔辅助炼钢。进入90年代,国外新投产的大型电炉几乎100%采用了此项技术,采用的燃料一般是天然气和轻柴油。国内80年代开发了以煤代油助熔技术,在30t以下电炉上取得了明显的使用效果。由于受煤发热值低的影响,此项技术不适用于大型电炉,特别是高功率和超高功率电炉高效率、快节奏的要求。因此,目前国内主要采用油或燃气作为助熔燃料进行喷吹。
 
7.氧燃助熔燃料有哪些?
  烧嘴所用燃料有固体、液体和气体3类。液体燃料中目前较倾向于使用轻柴油,因其使用方便、清洁,设备维护容易,是首选的辅助燃料。气体燃料主要是天然气,我国目前资源有限,使用较少;而煤气等气体燃料因热值较低、废气量也很大,没有使用。我国曾结合资源条件开发了固体燃料的煤氧技术,但喷吹的热效率较低,投资较大,且其中粉煤的制备、存贮、运输以及燃烧产物中的硫和灰分残渣的去除和分离等较为繁琐。
 
8.烧嘴的效率取决于哪些因素?
  电炉是通过电极起弧产生热量炼钢,钢铁料从电极中心向四周慢慢熔化,热损耗较大,熔炼时间较长。氧燃枪亦称氧燃烧嘴,布置在电炉冷区的炉壁上,依靠烧嘴与电弧供电的合理匹配,实现废钢均衡熔化。烧嘴使用效率取决于:
  (1)废钢温度和受热面积,若熔化初期废钢温度高,受热面积大,则烧嘴效率可达80%;
  (2)在不同阶段确定合适的氧油比例,在废钢接近熔清时,烧嘴油量应减少。烧嘴所用燃料除油外,还有天然气或煤粉。也有将氧燃烧嘴用在烟道处预热废钢的,但应注意环保。
 
9.什么是电炉集束射流氧枪?
  集束射流(CoherentJet)氧枪技术是一种新型的氧气喷吹技术,能够解决传统超音速氧枪喷射距离短、冲击力小、氧气利用率低的缺点,主要是利用介质燃烧形成的封套保护主氧气流。集束射流氧枪的出口马赫数可以达到2.0左右,技术状态的射流距离能够达到1.2~2.1m,可直接安装在炉壁,实现助熔脱碳等功能。
 
10.集束射流氧枪应用于电炉的主要收益体现在哪些方面?
  集束射流氧枪应用于电炉的主要收益体现于:
  (1)具有吹氧、燃烧和二次燃烧等多种功能,并实现集中自动控制,从而减少了各系统分别设置的设施成本和分别操作的过程成本。
  (2)由于燃烧功能的设置,可以事先预热熔化废钢,从而降低电能消耗(吨钢至少20kW·h)。
  (3)由于具有较强的冲击、搅拌能力,氧气和喷人炭粉的利用率提高,从而降低了氧气和炭粉的消耗量。
  (4)由于二次燃烧功能的设置,充分利用炉内CO燃烧提高炉温,进而降低能源消耗。
  (5)由于减少喷溅,渣中铁含量的降低,金属收得率提高并降低炉体的维护成本。

11.如何控制集束氧枪的操作?
  集束氧枪对废钢的切割熔化加迅速,能够将氧气加有效地吹入熔池中,大大提高氧气的利用率。首先打开副氧系统,延迟一定时间打开压缩空气系统,然后再延迟一定时间后打开燃油(或燃气)系统,同时进行主氧气的供给。关闭时,应首先关闭燃油和主氧气,然后顺序关闭压缩空气和副氧气。自动报警处理,防止油压超过压缩空气压力造成严重安全事故。
 
12.二次燃烧的冶金原理如何?
  二次燃烧可分为下述进行:
        2[C]+{O2}=2{CO}
  其中,C来自炭粉、燃料、生铁或钢液,02来自氧气、空气、渣或钢液中。 
        2[C]+{O2}=2{CO}
  其中,理论上来自前述的二次燃烧专用氧源,但在实际情况中并没有严格的来源限制,两者是同时进行的。
 
13.什么是二次燃烧率?
  评价反应进行程度的指标称为二次燃烧率,用下式表示:
    PCR=%CO2/ (%CO+%CO2)×100%    (4.3)
  式中,PCR是二次燃烧率;%CO和%CO2分别为燃烧产物中CO和CO2的体积百分数。
 
14.什么是EBT氧枪?
  现代电弧炉为了实现无渣出钢,均采用了偏心炉底出钢(EBT)技术。这样不仅减少了出钢过程的下渣量,而且缩短了冶炼周期、减小了出钢温降等。但同时也使得EBT区成为UHP—EAF的冷区之一,造成该区的废钢熔化速度较慢,熔池成分与中心区域有较大差别等。
  为了解决EBT冷区问题,可以在偏心炉侧上方安装EBT氧枪,对该区进行吹氧助熔。EBT氧枪能促进此区的废钢熔化,并在出现熔池后,提高EBT区的熔池温度,均匀熔池成分,实现CO的再燃烧。
  实际应用中,采用EBT氧枪完全解决了EBT区域的废钢在出钢时还未熔化及造成的出钢口打不开等问题,同时使出钢时EBT区域的温度及成分与炉门口区域温度及成分的误差仅相差0.5%~1.0%。
  EBT氧枪在设计中需要考虑其冲击力。由于EBT区的熔池浅,EBT氧枪的氧气射流的穿透深度在设计上不能超过EBT区熔池深度的2/3,同时应避开出钢口区域。考虑到氧气射流的衰减,采用伸缩式驱动EBT氧枪,根据冶炼的情况调整枪的位置。

发布日期:2010.08.20  新闻来源:台车炉,箱式炉,燃气炉,回火炉,井式炉 - 江苏邦泰工业电炉