浅谈电弧炉热装部分铁水炼钢工艺

【摘

 要】在电弧炉炉料中加入部分铁水，是最近发展起来的电弧炉炼钢工艺。该工艺可以缩

短冶炼时间，降低冶炼电耗，提高产品质量，特别适用于中小型普通功率电弧炉冶炼高碳
钢，对发展我国电弧炉炼钢有深远意义。

 

　　【关键词】电弧炉；热装；铁水；转炉化

 

　　

0.前言 

　　电弧炉热装部分铁水冶炼工艺（下称热装工艺）是最近发展起来的电炉炼钢的一项节
能新技术。该工艺不但缓解了废钢紧缺的形势，而且可显著缩短冶炼周期，降低冶炼电耗，
提高劳动生产率。加入电炉中的铁水，可以稀释废钢中的有害残余元素，提高钢的质量。如
果铁水进行过预处理，还可以进一步生产超低硫和超低磷钢，因此，本工艺在国内外发展
很快。

 

　　

1.工艺原理和铁水加入方法 

　　电炉采用热装工艺后，代替传统的等量生铁配碳，使电炉的物料平衡和能量平衡发生
显著变化。铁水带入大量的碳，熔化期、氧化期充分利用吹氧脱碳化料升温。提前结束熔化期，
很快进入氧化期，脱碳速度明显高于传统工艺，缩短冶炼时间。如果熔清碳较高，可充分利
用碳

—氧反应热，停电吹氧脱碳，使钢水温度迅速上升，顺利进入还原期。铁水带入大量的

物理和化学热，使供电制度发生变化，最终影响到整个电炉炼钢工艺。

 

　　实践证明：电炉热装工艺对冶炼高碳钢更为有利。

 

　　铁水加入方法对工艺效果有显著影响。根据目前使用本工艺的工厂的经验，铁水的加入
方法大致有以下几种。

 

　　（

1）出钢后，补炉，装石灰，加铁水，最后加废钢，通电。 

　　（

2）装入一批废钢或两批废钢，通电，基本熔化后再加铁水。 

　　（

3）先加废钢，通电 5～10min 穿井后，打开炉盖，用吊车从上方把铁水倒入

“井”内。 

　　（

4）采用可开行的带倾动铁水包的流槽车，从炉体上的固定孔加入铁水。 

　　前两种方法有较强的可操作性。第

3 种方法不但热损大，事故多，而且易使铁水与废钢

粘结在一起，加剧了

“搭桥”现象。钢水温度上升后，废钢不断滑入熔池，造成严重沸腾，所

以采用此法尤要谨慎。第

4 种方法大大降低了热损失，减少了事故隐患。 

　　

2.热装工艺特点 

　　电炉采用热装工艺的特点主要体现在以下几个方面。

 

　　首先是配料制度发生变化。铁水配入量在

10%～50%范围内，一般为 30%左右。 

　　其次是脱碳工艺和造渣制度有所不同。加入铁水后，铁水带入大量碳，加上冶炼时间缩
短 ， 相 应 要 求 大 大 加 快 脱 碳 速 度 （ 大 于

0.10%/min ） ， 供 氧 速 度 也 要 加 大 （ 大 于

2m3/t.min）。当加入 30%铁水时，氧气耗量要达到 25～35m3/t。加入铁水，钢中硅、磷增加，
所以造渣用的石灰用量相应增加。最好应用泡沫渣操作，快速脱磷。

 

　　第

3 是废气排放量也有影响。热装工艺的脱碳速度加快，炉内 CO 废气量增加，增加了

除尘设备的负荷。在有条件的工厂，可进一步发挥二次燃烧和废钢预热的作用，充分利用废
气余热。

 

　　最后供电制度也要作相应调整。如加入

30%的铁水，带入的热量相当于电炉总输入能量

的

40%左右，故电能输入可相应减少。节约电耗的关键在于供电制度最佳选择和炉前操作工

艺。考虑供电制度应以热平衡为基础，根据铁水比、冶炼时间、终点钢水温度和成分等多种因
素来确定。现以公称

5t 电弧炉冶炼 20MnSi 为例，传统的供电制度，每炉钢冶炼时间为

155min 左右，冶炼电耗 483kWh/t。 
　　与传统炼钢方法相比，热装工艺配电制度的变化主要表现熔化期及氧化期。控制熔化期