現(xiàn)代電弧爐強(qiáng)化用氧技術(shù)

YJ0506-現(xiàn)代電弧爐強(qiáng)化用氧技術(shù)案例簡(jiǎn)要說明依據(jù)國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和冶金技術(shù)專業(yè)教學(xué)要求，歸納提煉出所包含的學(xué)問和技能點(diǎn)，弱化與教學(xué)目標(biāo)無關(guān)的內(nèi)容，使之與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容全都，成為一個(gè)承載了教學(xué)目標(biāo)所要求學(xué)問和技能的教學(xué)案例。該案例是現(xiàn)代電弧爐強(qiáng)化用氧技術(shù)案例，表達(dá)了吹氧脫碳、吹氧助熔、泡沫渣等用鋼單元的教學(xué)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)。案例名稱 現(xiàn)代電弧爐強(qiáng)化用氧技術(shù)本案例適合中職、高職、職業(yè)本科等院校冶金技術(shù)專業(yè)，在電爐煉鋼、爐外精煉、連續(xù)適用說明 鑄鋼或相像的綜合性課程教學(xué)中使用，更適合在電爐煉鋼工、爐外精煉工、連續(xù)鑄鋼工等工種的職工培訓(xùn)中使用。鑒于電弧爐短流程生產(chǎn)工藝能夠充分消化社會(huì)廢鋼、對(duì)爐料適用性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)潔，熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)化國(guó)家的電弧爐煉鋼技術(shù)在過去得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。案例背景 現(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝的進(jìn)展都是圍圍著縮短冶煉周期和降低電耗進(jìn)展的，根本思路是充分利用冶煉過程的物理熱和化學(xué)熱。為此，電弧爐煉鋼的熱裝鐵水比不斷增加，冶案例所涉及的學(xué)問點(diǎn)案例所涉及的技能點(diǎn)案例工作任務(wù)的分解

煉用氧量也隨之大幅度提高。吹氧脫碳、吹氧助熔、泡沫渣。能夠進(jìn)展吹氧操作；能進(jìn)展造泡沫渣操作。工藝路線選擇，配料、裝料、熔化、氧化、出鋼。了解電弧爐強(qiáng)化用氧的進(jìn)展；教學(xué)目標(biāo)

把握電弧爐強(qiáng)化用氧的作用，氧氣參與的元素反響；(3)學(xué)習(xí)氧槍熔池吹氧技術(shù)，碳氧噴吹系統(tǒng)，泡沫渣技術(shù)。(3)學(xué)習(xí)氧槍熔池吹氧技術(shù)，碳氧噴吹系統(tǒng)，泡沫渣技術(shù)。(4)全面復(fù)習(xí)所學(xué)學(xué)問，并將學(xué)問轉(zhuǎn)化為力量。案例建議的4~6學(xué)時(shí)教學(xué)時(shí)間案例的操作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、問題爭(zhēng)論、點(diǎn)評(píng)、案例分析、講授、課堂練習(xí)、大作業(yè)。演示案例教學(xué)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)案例與所學(xué)理論學(xué)問的有機(jī)結(jié)合，將書本學(xué)問轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)工作能案例點(diǎn)評(píng)力，培育了學(xué)生的分析問題、解決問題的力量。本案例可遷移為氧槍熔池吹氧技術(shù)，碳氧噴吹系統(tǒng)，泡沫渣技術(shù)教學(xué)，學(xué)生通過本案例學(xué)習(xí)，具有應(yīng)用強(qiáng)化用氧技術(shù)的力量?，F(xiàn)代電弧爐強(qiáng)化用氧技術(shù)背景介紹鑒于電弧爐短流程生產(chǎn)工藝能夠充分消化社會(huì)廢鋼、對(duì)爐料適用性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)潔，熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)化國(guó)家的電弧爐煉鋼技術(shù)在過去得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步?，F(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝的進(jìn)展都是圍圍著縮短冶煉周期和降低電耗進(jìn)展的，根本思路是充分利用冶煉過程的物理熱和化學(xué)熱。為此，電弧爐煉鋼的熱裝鐵水比不斷增加，冶煉用氧量也隨之大幅度提高。主要內(nèi)容電弧爐強(qiáng)化用氧的目的、意義、優(yōu)勢(shì)強(qiáng)化用氧技術(shù)的進(jìn)展和應(yīng)用對(duì)電弧爐煉鋼經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善起到了重要的作用，改善了熔池?cái)嚢栊Ч?，促進(jìn)冶金反響的進(jìn)展，使電弧爐冶煉周期縮短了60%30%，電極消耗削減60%，氧氣產(chǎn)生的化學(xué)能在電弧爐能量輸入中的比例到達(dá)20%~30%，特別是電弧爐承受熱裝鐵水后，化學(xué)能的比例可以到達(dá)總能量的40%氧氣已成為現(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝的一個(gè)重要特點(diǎn)。電弧爐引入大量氧氣的同時(shí)也帶來一些問題，如：金屬收得率下降、電弧煉鋼用氧制度，供氧規(guī)程不合理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差；有的電爐鋼廠僅熔池吹氧的耗氧量就到達(dá)60m3/t，氧氣的利用率低，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失；有些鋼廠供氧設(shè)備落后，氧槍齡短，操作不合理，造成安全用氧狀況差等。電弧爐強(qiáng)化用氧的進(jìn)展?fàn)顩r早在第一次世界大戰(zhàn)期間，氧氣就開頭用于電弧爐脫碳，只是由于當(dāng)時(shí)氧氣供給短缺以及制氧本錢很高，所以電弧爐煉鋼很少使用氧氣。氧氣正式用于廢鋼加工、切割爐料、清理出鋼口、掌握鋼水溫度、提高爐渣活性以及脫碳等2040年月開頭的。20世紀(jì)50年月期間，用氧量穩(wěn)步增加，氧氣開頭用于關(guān)心燃料燃燒以幫助爐料熔化；20606m3/t的水平；20世紀(jì)70年月，電弧爐用氧得到了高度的重視，1973年在菲律賓進(jìn)展的東南亞鋼鐵會(huì)議上，Toshin鋼廠報(bào)告了氧化煉鋼工藝的操作結(jié)果：氧耗42m3/t提高到38.2t/h32m3/t44m3/t，甚至更高。現(xiàn)代電弧爐冶煉過程弧和穿井的操作。也就是說，一次加料后電弧爐冶煉開頭，當(dāng)冶煉進(jìn)展到上述穿井及電極上升吹氧助熔階段時(shí)其次次加料；然后，電弧爐冶煉進(jìn)程回到上述穿井及電極上升不吹氧階段，從頭開頭。由于第一次加料與其次次加料之間重?zé)掍摰母麟A段：起弧階段通電開頭，在電弧的作用下，一少局部元素?fù)]發(fā)，并被爐氣氧化、生成紅1.5d

深度為起弧階段電極〔約5~10mi。通電起弧時(shí)爐膛內(nèi)布滿爐料，電弧與爐頂距離很近，為避開爐頂被燒毀，在爐上部布一些輕薄小料，以便讓電極快速插入料中，以削減電2/3左右。穿井階段起弧完了至電極端部下降到爐底為穿井階段。送電起弧后，電極下面四周的爐料快速熔化，電極隨著爐料的熔化而不斷下降，在爐料中打出三個(gè)洞，所吸取，不會(huì)燒壞爐襯，可用大功率送電，一般以超載20%的方式運(yùn)行，從而快重廢鋼以及承受合理的爐型。穿井的時(shí)間約占總?cè)刍瘯r(shí)間的1/4。，且溫度低，不具備發(fā)生猛烈氧化反響的條件，吹氧效果不抱負(fù)，所以不實(shí)行吹氧操作。電極上升階段電極漸漸上升，直至爐料根本熔化〔＞80%，僅爐坡、渣線四周存在少量爐料，電弧開頭暴露給爐壁電極上升階段完畢。電極“穿井”到底后，爐底已經(jīng)電弧在熔池上面平穩(wěn)的燃燒，四周的爐料連續(xù)受電弧福射熱而熔化，爐底鋼液40%~60%30~450.5~0.8MPa1/2。熔化末期階段3/4以上后，電弧已不能被爐料遮擋，三個(gè)電極下的高溫區(qū)連成一片，只有在遠(yuǎn)離電弧的低溫區(qū)有爐料尚未熔化。此時(shí)，假設(shè)長(zhǎng)時(shí)間承受最大功率供電，電弧會(huì)猛烈損壞爐蓋和爐壁，所以要降低功率合理供電，在吹氧過程中協(xié)作噴碳粉，使整個(gè)冶煉過程始終保持泡沫渣，將電弧全部埋入，以屏蔽電弧，提高熱效率。爐料全部熔清后即開頭鋼液升溫。此階段的供電功率取決于鋼液中碳、磷元素的含量，假設(shè)碳、磷含量已經(jīng)接近出鋼規(guī)格，便可以快速熔化和升溫，否則，需要依據(jù)元素氧化速率放慢熔化和升溫速度。氧氣承受深吹方式，氧槍插入鋼水雜質(zhì)含量較高且熔池內(nèi)部溫度不均勻，所以需要保證肯定的脫碳量來攪拌熔池，起到均勻溫度和去氣除雜的作用。冶煉完畢時(shí)鋼液溫度應(yīng)高于該鋼種出鋼20~30℃，至少不低于出鋼溫度的上限。電弧爐強(qiáng)化用氧的作用切割爐料，加速熔煉在電極上升階段，爐料堆中料塊和間隙越大，加熱熔化時(shí)熱傳遞的阻力也越大，從而造成熔化緩慢，熱量損失大等問題。氧氣有助燃作用，從氧槍和燒嘴中噴出的氧氣可使與它接觸的爐料更簡(jiǎn)潔熔化。另外，燒嘴中噴出的燃料還能和氧氣發(fā)生燃燒反響，產(chǎn)生火焰并放出熱量，起到了切割爐料的作用，從而加速爐料熔化。提高脫碳速度，縮短冶煉周期向熔池中吹氧可以增加FeO冶煉周期。與熔池中的元素反響，調(diào)整成分的同時(shí)放出化學(xué)熱，節(jié)約電能C、Si、Mn、P素反響使其隨爐氣排出或進(jìn)入爐渣，從而調(diào)整它們?cè)阡撘褐械暮?，到達(dá)冶煉要求。氧和這些元素的反響大多是放熱反響，氧化產(chǎn)生的大量化學(xué)熱可以關(guān)心熔煉。攪拌煉池，提高熔池的反響動(dòng)力學(xué)條件氧槍向熔池噴吹氧氣的沖擊力可以攬動(dòng)恪池，使鋼渣接觸更充分，反響進(jìn)展的更徹底，同時(shí)也使反響物和生成物的傳質(zhì)過程加快，反響進(jìn)展的動(dòng)力學(xué)條件變得更好，這樣各種熔池反響就會(huì)進(jìn)展的更快，從而到達(dá)縮短冶煉周期的效果。與噴吹的碳粉反響造泡沫渣量，還增加了鋼渣反響界面積，對(duì)節(jié)能和加速反響都起著重要的作用。泡沫渣是通過向熔池中噴吹碳粉和氧氣，使碳氧反響生成大量COCO爐渣中逸出時(shí)，就會(huì)造成爐渣的沸騰，從而實(shí)現(xiàn)泡沫化。2.5.實(shí)例介紹(一)電弧爐參數(shù)表1 電弧爐的主要技術(shù)參數(shù)工程平均容量 最大裝入量 電極直徑 爐膛直徑電極側(cè)面到爐壁最短距離參數(shù)40t 60t 450mm 5m1m(二)電弧爐爐料、渣料、冶煉鋼種參數(shù)表2 爐料的成分含量〔%〕成分CPSiMnSFe比例廢鋼0.180.030.250.550.0398.9670生鐵4.200.150.700.650.0495.2610鐵水4.200.150.700.650.0495.2620表3 渣料的成分含量〔%〕成分CaOP2O5SiO2MgOFeO其它石灰88.000.102.504.100.504.80表4 出鋼成分含量〔45#，%〕成分 C0.10含量0.41-0.49

P≤0.02＜0.04

Si≤0.010.17-0.37

Mn≤0.020.90-1.20

S 階段≤0.04 初煉＜0.04 成品分析路徑該案例是現(xiàn)代電弧爐強(qiáng)化用氧技術(shù)案例，本案例表達(dá)了吹氧脫碳、吹氧助熔、泡沫渣等學(xué)問點(diǎn)和崗位技能，與冶金技術(shù)專業(yè)電弧爐煉鋼生產(chǎn)課程偏心底出鋼電弧爐冶煉建筑用鋼單元的教學(xué)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)。依據(jù)國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電弧爐工種要求，對(duì)應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，從今生產(chǎn)案例歸納提煉出所包含的學(xué)問和技能點(diǎn)，弱化與教學(xué)目標(biāo)無關(guān)的內(nèi)容，使之與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容全都，成為一個(gè)承載了教學(xué)目標(biāo)所要求學(xué)問和技能的教學(xué)案例。承受圖片展現(xiàn)等手段，引導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)、講授、爭(zhēng)論等方式學(xué)習(xí)電弧爐強(qiáng)化用氧的作用，氧氣參與的元素反響，氧槍熔池吹氧技術(shù)，碳氧噴吹系統(tǒng)，泡沫渣技術(shù)等學(xué)問，把握應(yīng)用強(qiáng)化用氧技術(shù)技能，到達(dá)教學(xué)目標(biāo)要求。教學(xué)目標(biāo)了解電弧爐強(qiáng)化用氧的進(jìn)展；把握電弧爐強(qiáng)化用氧的作用，氧氣參與的元素反響；(3)學(xué)習(xí)氧槍熔池吹氧技術(shù)，碳氧噴吹系統(tǒng)，泡沫渣技術(shù)。(4)全面復(fù)習(xí)所學(xué)學(xué)問，并將學(xué)問轉(zhuǎn)化為力量。教學(xué)方式方法現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、問題爭(zhēng)論、點(diǎn)評(píng)、案例分析、講授、課堂練習(xí)、大作業(yè)。具體教學(xué)過程設(shè)計(jì)如下：課前打算術(shù)；學(xué)生分組，指定組長(zhǎng)；現(xiàn)場(chǎng)兼職教師，現(xiàn)場(chǎng)教室等；10爐電弧爐煉鋼的冶煉時(shí)間，收集電弧爐煉鋼強(qiáng)化用氧的相關(guān)資料；用；與技術(shù)人員溝通，請(qǐng)技術(shù)人員預(yù)備講授合理的電爐煉鋼用氧制度。教室設(shè)置成學(xué)習(xí)島，預(yù)備投影，為每組預(yù)備20開白紙，大號(hào)記號(hào)筆12張。課中打算學(xué)生按小組就座學(xué)習(xí)島四周，選舉記錄人、發(fā)言人。0開白紙上記錄。要求每人發(fā)言，可以輪空，直到全部15～20分鐘；0報(bào)溝通；發(fā)言學(xué)生匯報(bào)完成后，同組學(xué)生可以補(bǔ)充。匯報(bào)完成，本組自評(píng)，其8～10分鐘；20分鐘；氧，爐壁吹氧，EBT45分鐘。課后打算6.3。思考題及考評(píng)課前思考題布置課前思考題，保證學(xué)生下廠調(diào)研知道找什么材料、看什么操作、思考為什么如此操作。為什么起弧和穿井及電極上升階段不吹氧？氧氣的作用有哪些？EBT氧槍的作用有哪些？碳氧槍與單獨(dú)吹氧相比較，其優(yōu)勢(shì)有哪些？電爐煉鋼十大技術(shù)有哪些？課堂練習(xí)課堂提問或者集體答復(fù)，目的：準(zhǔn)時(shí)復(fù)習(xí)、穩(wěn)固學(xué)問，檢查教學(xué)效果。練習(xí)題1、吹氧氧化比加礦氧化熱效率( )。AA．好 B．差 C．差不多2、電爐泡沫渣的形成主要是( )的結(jié)果。BA．電弧沖擊鋼液 B．碳氧反響 C．電弧攪拌鋼液3、電弧爐冶煉過程中，吹氧脫碳期間只能脫磷，不能脫硫。( )×4、熔化期吹氧脫碳，因此熔化期是一去氣過程。( )×5、為加快熔化速度，吹氧越早越好。( )×6、停頓吹氧時(shí)要先抽出吹氧管，再關(guān)掉氧氣〔〕√7、吹氧助容熔過早或深吹會(huì)造成粘料〔〕√8、氧氣是電弧爐煉鋼的重要氧化劑〔〕√9、利用氧槍吹氧助熔時(shí)，氧槍的角度和方位并不重要，主要是能將未熔的廢鋼熔化就行。( )×10〔〕√課后作業(yè)課后作業(yè)，復(fù)習(xí)穩(wěn)固學(xué)問、提