一种电弧炉脱磷冶炼工艺的制作方法

1.本发明主要涉及电弧炉冶炼的技术领域，具体为一种电弧炉脱磷冶炼工艺。


背景技术：

2.磷元素是绝大部分钢中的有害元素，由于容易在晶界偏析，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温冲击韧性、焊接性能与冷弯性能等，因此成为钢中主要去除元素之一。磷元素的去除方法主要有还原脱磷、铁水预脱磷及冶炼过程脱磷。由于工序成本及原料技术条件的限制，使得磷元素仍主要依靠冶炼过程去除。
3.根据申请号为cn102965467b的专利文献所提供的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，属于电弧炉冶炼领域。它解决了现有的现有的电弧炉传统冶炼工艺脱磷难的问题。一种电弧炉脱磷冶炼工艺，该工艺通过在电弧炉装料阶段进行合理的配料工艺，将传统电弧炉冶炼工艺中辅料加入时间提前至配料阶段，通过合理布置电弧炉内冷态原辅料分布结构，解决冷态原辅料熔化过程中脱磷氧位、碱度、温度理论需求矛盾问题，实现电弧炉冶炼脱磷过程贯穿于熔化起始至终了的全过程，从而达到高效脱磷的目的。优点在于，解决电弧炉传统冶炼工艺脱磷难的问题；可实现冷料熔清时即基本达到脱磷要求，脱磷率能达到75％～90％，倒渣后回磷率小于5％，终点磷可达到0.01％以下。
4.上述专利确实可实现冷料熔清时即基本达到脱磷要求，但上述专利不能对电弧炉内的氧气进行更均匀的分布，达到更好的脱磷效果。


技术实现要素：

5.本发明主要提供了一种电弧炉脱磷冶炼工艺，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
6.本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
7.一种电弧炉脱磷冶炼工艺，包括以下步骤：
8.步骤一、倾斜，控制炉体倾动角度为-3.0～3.0
°
，打开电弧炉缺口，排出50～75wt％的炉渣；
9.步骤二、加料，打开电弧炉，根据实际生产工艺要求加入金属料；
10.步骤三、搅粉，往电弧炉内注入石灰粉，然后搅拌电弧炉内的石灰粉，以使石灰粉附着于炉壁上，石灰粉强度为0.5～5kg/(吨钢
·
min)；
11.步骤四、供氧，利用脱磷氧气提供装置将氧气传输进电弧炉内，给冶炼物脱磷提供均匀足量的氧气，供氧强度为0.7-1.1nm3/(吨钢
·
min)；
12.步骤五、供电，开启电弧炉，对电弧炉调节加热，供电强度为500～800kva/吨钢电弧炉底座，
13.优选的，所述脱磷氧气提供装置包括电弧炉底座，设于所述电弧炉底座顶部的电弧炉外壁，设于所述电弧炉外壁顶部的电弧炉盖，从上至下依次设于所述电弧炉外壁上的电弧环，穿设于所述电弧炉外壁上的多个通孔，连接设于所述通孔一侧的氧气输送部件，设
于所述通孔上方的伸缩部件，设于所述电弧炉底座上的搅拌部件，设于所述电弧炉底座一端温度检测部件，设于所述电弧炉外壁一侧的出料部件，设于所述电弧炉底座内的降温部件，以及设于所述电弧炉盖上的注料部件。
14.优选的，所述氧气输送部件包括滑动连接所述通孔内壁的氧气通管，设于所述氧气通管远离所述电弧炉外壁一端的水冷保护铜盘，设于所述水冷保护铜盘一侧的保护壳套，依次设于所述氧气通管底端的氧气吹口，以及设于所述保护壳套内的喷氧枪，所述氧气吹口连通所述氧气通管，所述喷氧枪喷气口连通所述氧气通管。
15.优选的，所述伸缩部件包括设于所述保护壳套顶部的伸缩缸，以及设于所述伸缩缸一端且供所述伸缩缸执行端贯穿的隔热垫，所述伸缩缸执行端嵌设于所述电弧炉外壁。
16.优选的，所述搅拌部件包括设于所述电弧炉底座内的电机，所述电机执行端贯穿所述电弧炉底座顶部，所述电机执行端转动连接转轴，所述转轴上对称设有搅拌板。
17.优选的，所述搅拌板两面上皆设有波浪形槽口。
18.优选的，所述出料部件包括设于所述电弧炉外壁一侧的防护壁，设于所述电弧炉外壁一侧底端的出料口，设于所述防护壁上端内的伸缩气缸，设于所述防护壁下端上的保护箱，设于所述保护箱内的电动伸缩缸，以及设于所述出料口内的堵块，所述伸缩气缸执行端贯穿所述保护箱上端且与所述保护箱连接，所述电动伸缩缸执行端连接所述堵块，且所述堵块滑动连接所述出料口。
19.优选的，所述降温部件包括设于所述电弧炉底座内的水槽，所述水槽，以及设于所述电弧炉底座顶部的耐高温隔热板。
20.优选的，所述温度检测部件包括设于所述耐高温隔热板顶部一端的温度感应器。
21.优选的，所述注料部件包括嵌设于所述电弧炉盖中心位置的三槽通孔，所述三槽通孔与电弧炉内腔连通。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
23.通过氧气输送部件输送氧气，便于对冶炼物产生更好效果的脱磷，通过伸缩部件伸缩氧气通管，便于使更多的氧气吹口同时进行氧气吹入，使脱磷效果更佳，通过搅拌部件搅拌石灰粉以及溶液，便于石灰粉粘附于电弧炉内壁上以及冶炼物与氧气更好的接触脱磷，通过温度检测部件检测温度，便于触发主控板，对其他部件进行相继操作，通过出料部件倒出炉渣以及炉液，便于对炉渣以及炉液进行分开处理，通过降温部件对电机进行降温，便于保护电机，使温度不会升的过高，破坏电机。
24.以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构剖视图；
26.图2为本发明的整体结构剖视图；
27.图3为本发明的整体结构轴测图；
28.图4为本发明的部分结构侧视图；
29.图5为本发明的a处细节放大图；
30.图6为本发明的b处细节放大图。
31.附图说明：10、电弧炉底座；11、电弧炉外壁；12、电弧炉盖；13、电弧环；14、通孔；
20、脱磷氧气提供装置；21、氧气输送部件；211、氧气通管；212、水冷保护铜盘；213、保护壳套；214、喷氧枪；215、氧气吹口；22、伸缩部件；221、伸缩缸；222、隔热垫；23、搅拌部件；231、电机；232、转轴；233、搅拌板；24、温度检测部件；241、温度感应器；25、出料部件；251、防护壁；252、出料口；253、伸缩气缸；254、保护箱；255、电动伸缩缸；256、堵块；26、降温部件；261、水槽；262、耐高温隔热板；27、注料部件；271、三槽通孔。
具体实施方式
32.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
33.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.请着重参照附图1至图6所示，一种电弧炉脱磷冶炼工艺，包括以下步骤：
36.步骤一、倾斜，控制炉体倾动角度为-3.0～3.0
°
，打开电弧炉缺口，排出50～75wt％的炉渣；
37.步骤二、加料，打开电弧炉，根据实际生产工艺要求加入金属料；
38.步骤三、搅粉，往电弧炉内注入石灰粉，然后搅拌电弧炉内的石灰粉，以使石灰粉附着于炉壁上，石灰粉强度为0.5～5kg/(吨钢
·
min)；
39.步骤四、供氧，利用脱磷氧气提供装置20将氧气传输进电弧炉内，给冶炼物脱磷提供均匀足量的氧气，供氧强度为0.7-1.1nm3/(吨钢
·
min)；
40.步骤五、供电，开启电弧炉，对电弧炉调节加热，供电强度为500～800kva/吨钢；
41.本发明中，脱磷氧气提供装置20包括电弧炉底座10，设于所述电弧炉底座10顶部的电弧炉外壁11，设于所述电弧炉外壁11顶部的电弧炉盖12，从上至下依次设于所述电弧炉外壁11上的电弧环13，穿设于所述电弧炉外壁11上的多个通孔14，连接设于所述通孔14一侧的氧气输送部件21，设于所述通孔14上方的伸缩部件22，设于所述电弧炉底座10上的搅拌部件23，设于所述电弧炉底座10一端温度检测部件24，设于所述电弧炉外壁11一侧的出料部件25，设于所述电弧炉底座10内的降温部件26，以及设于所述电弧炉盖12上的注料部件27；
42.所述氧气输送部件21包括滑动连接所述通孔14内壁的氧气通管211，设于所述氧气通管211远离所述电弧炉外壁11一端的水冷保护铜盘212，设于所述水冷保护铜盘212一侧的保护壳套213，依次设于所述氧气通管211底端的氧气吹口215，以及设于所述保护壳套213内的喷氧枪214，所述氧气吹口215连通所述氧气通管211，所述喷氧枪214喷气口连通所述氧气通管211，所述伸缩部件22包括设于所述保护壳套213顶部的伸缩缸221，以及设于所
述伸缩缸221一端且供所述伸缩缸221执行端贯穿的隔热垫222，所述伸缩缸221执行端嵌设于所述电弧炉外壁11。
43.需要说明的是，在本实施例中，触发对应开关，使plc控制器电信号触发喷氧枪214开启，将氧气传输进电弧炉内，可启动伸缩缸221，使伸缩缸221带动氧气通管211进入电弧炉内，便于更多的氧气吹口215同时吹起，增加氧气量以及覆盖率，使得钢液脱磷效果更好，隔热垫222以及水冷保护铜盘212保护连接物与炉壁接触时，不会因为高温损坏，供氧强度为0.7-1.1nm3/(吨钢
·
min)。
44.请着重参照附图1、2、4所示，所述搅拌部件23包括设于所述电弧炉底座10内的电机231，所述电机231执行端贯穿所述电弧炉底座10顶部，所述电机231执行端转动连接转轴232，所述转轴232上对称设有搅拌板233，所述搅拌板233两面上皆设有波浪型槽口，所述降温部件26包括设于所述电弧炉底座10内的水槽261，所述水槽261，以及设于所述电弧炉底座10顶部的耐高温隔热板262，所述温度检测部件24包括设于所述耐高温隔热板262顶部一端的温度感应器241。
45.需要说明的是，在本实施例中，根据温度感应器241以及碳含量检测工具测量并采集得到的钢液温度为1520～1580℃，钢液碳含量大于1.50％时，选择高碳脱磷模式，控制钢液升温速度为3～8℃/min，可进行高碳脱磷，当溶解度和温度值都达到预定标准时，电信号触发plc控制器，plc控制器电信号触发电机231工作，电机231执行端带动转轴232，转轴232带动搅拌板233转动搅拌开始溶解的溶解物，搅拌板233上的波浪槽口便于溶液搅拌更均匀，与氧气接触更好，便于更好的脱磷效果，水槽261内装有冷却液，便于给电机231降温，隔热垫222便于减少电弧炉工作时的高温对冷却液的影响。
46.请着重参照附图1、图2、图3、图5与图6所示，所述出料部件25包括设于所述电弧炉外壁11一侧的防护壁251，设于所述电弧炉外壁11一侧底端的出料口252，设于所述防护壁251上端内的伸缩气缸253，设于所述防护壁251下端上的保护箱254，设于所述保护箱254内的电动伸缩缸255，以及设于所述出料口252内的堵块256，所述伸缩气缸253执行端贯穿所述保护箱254上端且与所述保护箱254连接，所述电动伸缩缸255执行端连接所述堵块256，且所述堵块256滑动连接所述出料口252，所述注料部件27包括嵌设于所述电弧炉盖12中心位置的三槽通孔271，所述三槽通孔271与电弧炉内腔连通。
47.需要说明的是，在本实施例中，根据实际生产工艺要求加入金属料，然后控制炉体倾动角度-3.0～3.0
°
，触发对应开关，plc控制器电信号触发电动伸缩缸255工作，使堵块256离开出料口252，再触发对应开关，plc控制器电信号触发伸缩气缸253工作，使保护箱254带着堵块256以及电动伸缩缸255上升腾出可供炉渣排出的空缺，排出50～75wt％的炉渣，需要倒出钢液时，触发对应开关，plc控制器电信号触发电动伸缩缸255带动堵块256离开出料口252，空出一个只容液体通过的槽口，便于过滤大型杂质，当需要添加石灰粉或是其它有助于脱磷的液/固体时，可以从三槽通孔271处注入。
48.本发明的具体流程如下：
49.plc控制器型号为“s7-300”、温度感应器241型号为“had-kg3007a”。
50.根据温度感应器241以及碳含量检测工具测量并采集得到的钢液温度为1520～1580℃，钢液碳含量大于1.50％时，选择高碳脱磷模式，控制钢液升温速度为3～8℃/min，可进行高碳脱磷，首先打开电弧炉盖12，根据实际生产工艺要求加入金属料，然后控制炉体
倾动角度-3.0～3.0
°
，触发对应开关，plc控制器电信号触发电动伸缩缸255工作，使堵块256离开出料口252，再触发对应开关，plc控制器电信号触发伸缩气缸253工作，使保护箱254带着堵块256以及电动伸缩缸255上升腾出可供炉渣排出的空缺，排出50～75wt％的炉渣，然后触发对应开关，plc控制器电信号触发电机231带动搅拌板233搅拌电弧炉内的石灰粉，以使石灰粉附着于炉壁上，石灰粉强度为0.5～5kg/(吨钢
·
min)，然后触发对应开关，使plc控制器电信号触发喷氧枪214开启，将氧气传输进电弧炉内，可启动伸缩缸221，使伸缩缸221带动氧气通管211进入电弧炉内，便于更多的氧气吹口215同时吹起，增加氧气量以及覆盖率，使得钢液脱磷效果更好；
51.隔热垫222以及水冷保护铜盘212保护连接物与炉壁接触时，不会因为高温损坏，供氧强度为0.7-1.1nm3/(吨钢
·
min)，然后打开对应开关，plc控制器电信号触发电弧环13工作，开始冶炼金属料以及钢液，供电强度为500～800kva/吨钢，随着金属料的溶解以及温度感应器241对温度的监控，当溶解度和温度值都达到预定标准时，电信号触发plc控制器，plc控制器电信号触发电机231工作，电机231执行端带动转轴232，转轴232带动搅拌板233转动搅拌开始溶解的溶解物，搅拌板233上的波浪槽口便于溶液搅拌更均匀，与氧气接触更好，便于更好的脱磷效果，然后当溶解完毕；
52.需要倒出钢液时，触发对应开关，plc控制器电信号触发电动伸缩缸255带动堵块256离开出料口252，空出一个只容液体通过的槽口，便于过滤大型杂质，水槽261内装有冷却液，便于给电机231降温，隔热垫222便于减少电弧炉工作时的高温对冷却液的影响。
53.上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：步骤一、倾斜，控制炉体倾动角度为-3.0～3.0
°
，打开电弧炉缺口，排出50～75wt％的炉渣；步骤二、加料，打开电弧炉，根据实际生产工艺要求加入金属料；步骤三、搅粉，往电弧炉内注入石灰粉，然后搅拌电弧炉内的石灰粉，以使石灰粉附着于炉壁上，石灰粉强度为0.5～5kg/(吨钢
·
min)；步骤四、供氧，利用脱磷氧气提供装置(20)将氧气传输进电弧炉内，给冶炼物脱磷提供均匀足量的氧气，供氧强度为0.7-1.1nm3/(吨钢
·
min)；步骤五、供电，开启电弧炉，对电弧炉调节加热，供电强度为500～800kva/吨钢。2.根据权利要求1所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述脱磷氧气提供装置(20)包括电弧炉底座(10)，设于所述电弧炉底座(10)顶部的电弧炉外壁(11)，设于所述电弧炉外壁(11)顶部的电弧炉盖(12)，从上至下依次设于所述电弧炉外壁(11)上的电弧环(13)，穿设于所述电弧炉外壁(11)上的多个通孔(14)，连接设于所述通孔(14)一侧的氧气输送部件(21)，设于所述通孔(14)上方的伸缩部件(22)，设于所述电弧炉底座(10)上的搅拌部件(23)，设于所述电弧炉底座(10)一端温度检测部件(24)，设于所述电弧炉外壁(11)一侧的出料部件(25)，设于所述电弧炉底座(10)内的降温部件(26)，以及设于所述电弧炉盖(12)上的注料部件(27)。3.根据权利要求2所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述氧气输送部件(21)包括滑动连接所述通孔(14)内壁的氧气通管(211)，设于所述氧气通管(211)远离所述电弧炉外壁(11)一端的水冷保护铜盘(212)，设于所述水冷保护铜盘(212)一侧的保护壳套(213)，依次设于所述氧气通管(211)底端的氧气吹口(215)，以及设于所述保护壳套(213)内的喷氧枪(214)，所述氧气吹口(215)连通所述氧气通管(211)，所述喷氧枪(214)喷气口连通所述氧气通管(211)。4.根据权利要求3所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述伸缩部件(22)包括设于所述保护壳套(213)顶部的伸缩缸(221)，以及设于所述伸缩缸(221)一端且供所述伸缩缸(221)执行端贯穿的隔热垫(222)，所述伸缩缸(221)执行端嵌设于所述电弧炉外壁(11)。5.根据权利要求2所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述搅拌部件(23)包括设于所述电弧炉底座(10)内的电机(231)，所述电机(231)执行端贯穿所述电弧炉底座(10)顶部，所述电机(231)执行端转动连接转轴(232)，所述转轴(232)上对称设有搅拌板(233)。6.根据权利要求5所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述搅拌板(233)两面上皆设有波浪形槽口。7.根据权利要求2所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述出料部件(25)包括设于所述电弧炉外壁(11)一侧的防护壁(251)，设于所述电弧炉外壁(11)一侧底端的出料口(252)，设于所述防护壁(251)上端内的伸缩气缸(253)，设于所述防护壁(251)下端上的保护箱(254)，设于所述保护箱(254)内的电动伸缩缸(255)，以及设于所述出料口(252)内的堵块(256)，所述伸缩气缸(253)执行端贯穿所述保护箱(254)上端且与所述保护箱(254)连接，所述电动伸缩缸(255)执行端连接所述堵块(256)，且所述堵块(256)滑动连接
所述出料口(252)。8.根据权利要求2所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述降温部件(26)包括设于所述电弧炉底座(10)内的水槽(261)，所述水槽(261)，以及设于所述电弧炉底座(10)顶部的耐高温隔热板(262)。9.根据权利要求8所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述温度检测部件(24)包括设于所述耐高温隔热板(262)顶部一端的温度感应器(241)。10.根据权利要求2所述的一种电弧炉脱磷冶炼工艺，其特征在于，所述注料部件(27)包括嵌设于所述电弧炉盖(12)中心位置的三槽通孔(271)，所述三槽通孔(271)与电弧炉内腔连通。

技术总结
本发明公开了一种电弧炉脱磷冶炼工艺，包括以下步骤：步骤一、倾斜，控制炉体倾动角度为-3.0～3.0


技术研发人员：刘永刚 鄂殿玉 赖朝彬 冯小明 刘璐华 崔佳鑫 罗迪强
受保护的技术使用者：新余钢铁股份有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/9/14