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2007 中国钢铁年会论文集 南昌长力公司电弧炉技术改造后的问题与对策 张曙光 陈 明 刘鸢杰 李正东 罗立波 （南昌长力钢铁股份有限公司，南昌 330012） 摘 要 本文主要介绍南昌长力电炉厂针对电弧炉炉衬扩容、供氧新技术应用、变压器增容后带来的钢铁料耗高、氧耗高、电耗高以及钢水质量差等问题所采取的对策及产生的效益 关键词 电弧炉 技术改造 对策 Problems and Countermeasures of EAF after Technological Transformation Zhang Shuguang Chen Ming Liu Yuanjie Li Zhengdong Luo Libo (Nanchang Changli Iron and Steel Co.,Ltd.，Nanchang, 330012) Abstract Many problems such as metal, oxygen, electric consumption and molten steel quality appear after technological transformation that include enlarge of furnace liner capacity, application of oxygen supply new technique and increase of transformer capacity. This article mainly introduced the countermeasures and effect about the problems in Electric plant of Nanchang Changli. Key words EAF, technological transformation, countermeasure 1 引言 随着炉外精炼技术的迅猛发展和广泛应用，转炉高效化、规模化生产多品种、高质量钢已成为现实。

电 炉生产的相当部分优势已被转炉生产取代，电炉冶金受到前所未有的冲击 南昌长力电炉冶金工作者们，立足电炉灵活、方便的特点，以“高效、低耗、优质”为宗旨，按 照公司“电炉要成为全国最大的弹簧钢生产基地”的战略思想，从电弧炉的技术改造入手，经过三年 多的努力，2006 年钢产量提高了 47.74％，其中弹簧钢产量达 37.12 万 t，约占全国总量的三分之一 在铁水热装比例下降，合金钢比上升的情况下，冶炼电耗等技术经济指标得到明显改善，经济效益显 著改造前后电弧炉主要技术经济指标对比见表 1 2 电弧炉的改造 南昌长力电炉厂拥有 2 座 EBT 电弧炉，2003 年 9 月之前，EBT 电弧炉的炉壳直径 3900mm，出钢 量 25t，变压器的额定功率 7200kV·A2003 年 9 月 5 日，对 EBT 电弧炉的炉壳进行了扩容，直径由 3900mm 扩大至 4600mm，出钢量由 25t 增至 35t（其中炉中留钢 10～15t） 同时，采用了供氧新技术， 在炉门人工吹氧的基础上，增加炉门水冷式氧枪、EBT 水冷氧枪以及 EBT 出钢眼上方自耗式氧枪，供 氧方式见图 1 2004 年 6 月及 2006 年 3 月，分别改造了电弧炉变压器，变压器的额定功率增至 16000kV·A，吨钢功 率由改造前的 205kV·A 增至 457kV·A。

张曙光（1963 年） ，男，大专，工程师；E-mail:chenming0823@ 南昌长力公司电弧炉技术改造后的问题与对策 表 1 改造前后电弧炉主要技术经济指标对比 钢产量/万 t 年度 总量 弹簧钢 铁水比 /％ 钢铁料耗 /kg·t−1 冶炼电耗 /kW·h·t−1 冶炼时间 /min 炉衬寿命 /次 合金比 /％ 出钢量 /t·炉-1 2002 24.73 12.84 37.8 1090 293.80 111 358 60.1 26.75 2006 47.32 37.12 18.4 1095 259.14 69 590 91.84 34.03 图 1 供氧示意图 1—炉门水冷氧枪; 2—人工自耗式氧枪; 3—EBT 氧枪; 4—自耗式氧枪 3 改造后产生的问题 3.1 EBT 电弧炉炉壳扩容产生的问题 （1）EBT 电弧炉炉壳扩容后使电弧炉变压器吨钢功率下降改造前变压器吨钢功率为 288kV·A，改 造后变压器吨钢功率为 205kV·A变压器吨钢功率下降，电能供应越显不足 （2）EBT 电弧炉炉壳扩容后，熔池钢水温差变大，改变了熔池钢水的物理化学反应条件，钢水质量问 题突出。

钢水的冷区分布为：熔池边缘、熔池底部及 EBT 偏心区域 （3）冶炼时间延长，生产效率降低 3.2 供氧新技术的应用所带来的问题 EBT 电弧炉炉壳扩容后，由于电能供应不足，熔池钢水温差大，严重制约生产以氧代电，畗氧操作， 改变供氧方式成为必然 畗氧操作后虽然生产效率提高， 电耗降低但同时使钢铁料、 氧气、 石灰等消耗上升 具体指标情况见表 2 3.3 EBT 电弧炉变压器增容后产生的问题 EBT 电弧炉变压器增容后使吨钢功率增加，改变了 EBT 电弧炉炉内的物理化学反应条件，使钢铁料、 氧气、石灰等消耗下降，钢水质量提高，唯一的问题是电耗增加吨钢电耗由增容前的 270kV·A 上升为 350kV·A（无铁水热装） 表 2 EBT 改造前后部分技术经济指标对比（无铁水热装） 时 期 钢铁料耗 /kg·t-1 氧 耗 /m3·t-1 冶炼电耗 /kW·h·t−1 石 灰 /kg·t-1 冶炼时间 /min 改造前 1090 41 380 50 130 改造后 1170 70 270 80 100 4 对策 4.1 EBT 电弧炉炉壳扩容问题的对策 解决 EBT 电弧炉炉壳扩容后，电能供应不足，熔池钢水温差大，冶炼时间长，生产效率低的问题，关 键在供氧。

2007 中国钢铁年会论文集 （1）EBT 电弧炉炉门氧枪供氧EBT 电弧炉供电，前 5 分钟利用煤气燃料烘烤废钢，同时用两根人工 氧枪（氧压小于 0.5MPa）切割，清除炉门口废钢；5 分钟后炉门口区域形成熔池，炉门水冷氧枪开启，两 根人工氧枪从炉门两侧向炉内延伸；熔池废钢未全熔之前，炉门水冷氧枪和人工氧枪同时使用，视炉内反应 情况，调整氧枪角度、氧气流量 扩容后由于受条件限制，炉出钢量仅为 35t，炉中留钢 10～15t，超过 20％，留钢量大虽然使熔池早形 成，加快了废钢熔化，但同时造成熔池底部与熔池表面的温差大，如何均匀熔池的温度显得尤其重要底吹 氩气搅拌是首选，但会增加成本采取调节炉门水冷氧枪的角度及流量，加上喷入碳炭粉，可形成有效的熔 池搅拌，解决温度分布问题，且均匀熔池钢水成分 （2）EBT 电弧炉 EBT 氧枪的供氧EBT 偏心区域为冷区之一，该区熔池浅，供氧时既要解决 EBT 区 域废钢未熔化而造成出钢堵塞问题，又要解决 EBT 区炉衬侵蚀问题EBT 氧枪的安装位置、氧枪的角度、 供氧强度等参数设计很重要主要设计参数见表 3 （3）EBT 电弧炉 EBT 出钢眼上方氧枪的供氧。

在废钢的加入过程中，难免会出现少部分废钢向 EBT 出钢眼上方堆积的现象，出钢时极易造成出钢口打不开、出钢过程散流等问题为加快该区的废钢熔化及减 少该区域的温度和成分与炉门口区域的温度和成分的误差， 在EBT电弧炉的EBT盖板上设置一根自耗氧枪， 氧气的压力为小于 0.5MPa （4）供氧强度与吹氧时间的关系见图 2 表 3 EBT 氧枪主要设计参数 项 目 流量/m3·h-1 氧压/MPa 夹角/(° ) 与熔池相距高度 /mm 参 数 200～400 0.8～1.0 28 490 图 2 供氧强度与吹氧时间关系图 4.2 供氧新技术问题的对策 解决供氧新技术的应用所带来的钢铁料、氧气、石灰等消耗上升，钢水质量下降等问题，关键是掌握好 废钢原料的配碳技术、造渣技术、供氧技术、喷碳技术，始终使熔池形成有效的泡沫渣 （1）废钢原料的配碳技术：配入生铁（C、Mn、Si 高的废生铁更佳）50％～55％，有条件时配入热铁 水 40％～50％，有效利用化学热和物理热，减少铁的损失 （2）造渣技术：生铁中带入的元素硅、锰极易氧化，形成硅、锰氧化产物，而吹氧操作不当又会使铁 过氧化，形成大量的铁的氧化产物 ，使渣量增加，渣子稀释。

在不采取任何手段的情况下，氧化渣成分见 表 4 从表 4 可知，无论生铁配料还是铁水热装，过度用氧，不重视造渣，钢铁料耗剧增（见表 2） 要使钢 铁料耗下降，关键是整个冶炼过程要造好泡沫渣和控制渣量造好泡沫渣的基本条件有两点：1）熔渣内要 有足够的滞留气泡；2）要有帮助气泡滞留和稳定于渣中的因素影响因素主要是炉渣黏度和表面张力【1】 对电炉氧化渣而言，造好泡沫渣应着重考虑碱度和 FeO 成分的含量通过对泡沫渣的控制，目前我公司电南昌长力公司电弧炉技术改造后的问题与对策 炉厂的钢铁料耗为 1090kg/t， 泡沫渣成分情况见表 5 造好泡沫渣和控制渣量的具体办法为： 1） 装料前配入石灰和镁质白云石 2） 冶炼过程时随氧喷入炭粉 3）根据炉中渣子发泡情况，调节炉门水冷氧枪的角度和氧气流量 炉渣泡沫形成不好， 渣子稀释， 由于电弧的作用， 极易使钢水增氮 氮含量要求高的钢要引起高度重视 （3）喷炭技术：发泡剂的使用为造泡沫渣提供了便利条件喷入炭粉（发泡剂）应以炉渣始终保 持泡沫为原则， 在钢-渣界面处喷吹为佳 我公司电炉厂使用的炭粉粒度小于 3mm， 使用量为 6～8kg/t （4）供氧技术见 4.1。

表 4 氧化渣成分（％） 状 态 CaO SiO2 FeO MgO 其它 碱度（CaO/SiO2） 无铁水 23.20 15.80 47.00 6.10 7.90 1.47 有铁水 28.76 18.09 42.50 5.61 5.04 1.59 表 5 泡沫渣成分（％） CaO SiO2 FeO MgO 其它 碱度（CaO/SiO2） 38.88 18.60 29.28 5.09 8.15 2.09 4.3 EBT 电弧炉变压器增容问题的对策 解决 EBT 电弧炉变压器增容后产生的电耗增加问题， 关键是在造好泡沫渣的前提下寻求合理供电制度 （1）电弧炉变压器增容后的变压器参数见表 6增容后的功率水平由普通功率电弧炉转为高功率电弧炉 （2）目前，实际应用的低压侧电压为 321V、电流为 23000A，此时，整个炉子的功率因数水平为 0.8 以上（熔化阶段功率因数水平为 0.8，氧化阶段功率因数水平为 0.9） 一般将功率因数在 0.8 以下运行时称 为中、短弧操作，功率因数在 0.8 以上运行时称为长弧操作【1】经过实践发现，在无铁水热装状态下，长弧 操作冶炼电耗为 300kW·h/t，比中、短弧操作时下降 50 kW·h/t 以上。

表 6 变压器参数 高 压 侧 低 压 侧 电压档位 容量/kV·A 电压/V 电流/A 电压/V 电流/A 1 375 24634 2 360 25660 3 346 26698 4 333 27741 5 16000 264 321 6 15452 255 310 7 14904 246 299 8 14405 238 289 9 13558 224 272 10 12810 211 257 11 12112 200 243 12 11514 190 231 13 10966 181 220 14 10467 175 210 15 9969 35000 164 200 28778 2007 中国钢铁年会论文集 5 结论 （1）EBT 电弧炉的扩容留钢、以氧代电，提高了。