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行业动态

节能环保+灵活高效

发布日期:2018-08-06 作者:鹏远冶金 点击:

——Quantum新型电弧炉炼钢优势分析

         过去,产能是钢铁行业的关注重点,因为市场在不断发展,钢铁企业追求高产量。但是,现在形势发生了变化,市场低迷迫使业界转而强调设备效率,钢铁企业开始追求低成本。另外,世界上越来越多的国家正在实施新的法律法规,不仅要求提高能源效率和减少CO2排放,而且要求控制有害废气排放。大多数大型钢铁企业都采用高炉加碱性氧气转炉的联合生产流程,CO2排放量很大。因此,世界各地存在着转向电弧炉炼钢的明显趋势。首选的EAF技术应当具有以下特点:低电耗、减少CO2和其他有害物质排放、提高原料的灵活性、先进的自动化水平、能够提高设备作业率。

         Quantum电弧炉技术具备所有这些特点,在钢铁行业目前面临的严峻的形势下,是一种出色的现代化炼钢的解决方案。

Quantum电弧炉的基本原理

         Quantum电弧炉的预热竖井通过安装在炉顶的升降机提升倾动的方式进行废钢装料操作。废钢料槽本身由已在废钢料场提前装好的矩形废钢料篮自动装满。废钢装料操作全自动进行。预热的废钢分批加入熔池,废钢被输入的电能和通过两支顶枪吹入的氧气熔化。炉壳本身可以在4个液压缸的驱动下倾动以便出钢或扒渣,而炉盖和竖炉则固定不动。造料渣和合金可以通过炉盖加入和在出钢时加到钢包中。

         Quantum EAF结合了许多成熟的技术应用,比如与高炉装料升降机类似的废钢料槽升降机。在墨西哥TYASA钢厂,这种升降机自2014年以来一直正常使用,没有出现过任何问题。

         Quantum EAF的另一个特点是采用了FAST(电弧炉先进无渣出钢)出钢系统,出钢口和熔池由一个虹吸装置隔开。该系统具有多方面的优点:由于渣不能通过虹吸装置而实现无渣出钢,出钢口填充操作可在通电期间进行,出钢也可在通电时进行。因此,Quantum EAF的每炉准备时间(出钢、装料、出钢口填充等的断电时间)只有大约4分钟。

         由于整个竖炉结构均采用固定安装方式,必须移动炉壳进行出钢和扒渣操作(如果需要)。

具体方案是将炉壳安放在带有液压缸和导向装置的底座上,使其能够双向(出钢口侧和渣门侧)倾动。

         电极升降系统和碳氧枪安装在固定台架上,能与炉壳同时倾动,可通过旋转以松放电极和快速更换小炉盖。传统电弧炉倾动时,台架产生的沉重负荷及其对于支承结构、轴承、大电流电缆等的影响得以消除。对于维修,该电弧炉采用了一种简单的炉壳运输和移动方案,通过快速更换炉壳而减少了炉体的动作,改善了系统维护。

         运输车既作为出钢车又作为炉壳运输车使用。为了从底座上抬起炉壳,运输车必须停在更换位置,即炉壳正下方。炉壳借助于液压缸和导向系统而降下,在运输车上放好后被松开,然后移出炉区以修补耐材或更换炉壳。

         为了恢复冶炼,炉壳在移动到工作位置之前可以装入剩余的钢水或废钢。一旦达到工作位置,液压缸和导向系统就使炉壳向上移动,并将其同底座连接好。

Qunatum EAF的电耗低

         电耗是电弧炉炼钢最大的成本因素之一。因此,Quantum EAF在这方面带来了可观的成本节约潜力。在不同的EAF技术中,Quantum EAF处于能耗最低之列,电耗和氧耗两项指标分别为310kWh/t25Nm3/t

原料使用具有灵活性

         当然,Quantum电弧炉的设计是以100%废钢炉料为基础,因为在这样的条件下预热的效益最大。但是,Quantum电弧炉也可以使用所有其他炉料,它们或者随废钢一起装入,或者通过炉盖上的第5孔装入。

         废钢的尺寸要求与其他传统电弧炉基本相同。单块废钢长度不应超过1.5m,重量不应超过500kg。废钢板厚度不应超过50mm。该炉对废钢的密度有一些限制,堆密度较小的炉料,比如碎废钢,应当使用一定的比例。否则,竖炉内的废钢将不足以使来自炉膛的废气顺畅地通过。竖炉内的压降过大,造成过多的空气进入EAF。表1所列材料基本上都可以装入Quantum EAF.

         非废钢原料的可用量在技术和经济上有一定限制。为了获得足够好的预热效益,废钢至少应当使用50%。DRIHBI可以直接通过炉盖装入,由于Quantum EAF留钢量大而很容易使其熔化。甚至铁水也可以通过流槽从渣门进入,但不要超过炉料配比的30%

Quantum EAF自动化程度高

         Quantum EAF的自动化程度非常高,操作人员主要在控制台进行操作。所有重要工艺步骤全部在控制台进行。Quantum EAF自动化的工艺步骤见表2。

孟加拉国的一个Quantum EAF在建项目配备了一个全自动废钢料场,只有废钢天车仍然由人来操作。由于场地限制,废钢料场为废钢料篮设计了一种转运方案。升降机上的料槽全自动完成移动和装料操作。料蓝移动到装有不同类型废钢的不同储箱,利用天车装满。在Quantum电弧炉区,料蓝被天车吊起,向升降机上的料槽内装料。该项目利用一套自动液压连接系统将料篮打开,使废钢落入升降机上的料槽内。随后,料篮被放回料篮车。

环保要求可以全部达到

         所有EAF废钢冶炼技术都会产生CONOx和有机物(比如二噁英和呋喃)排放。尤其是有机物排放,与废钢沾染的油污和彩色涂料直接相关。在废钢预热时,有机物很难通过像传统电弧炉那样简单地利用吸入空气进行二次燃烧而彻底烧掉。因此,所有废钢预热炉都需要一个装有烧嘴的二次燃烧室,通过将废气加热到850摄氏度而最大限度减少二噁英和呋喃,以及一氧化碳。为了进一步减少二噁英和呋喃排放(<0.1ngTE/Nm3),可以选择安装一套活性炭喷吹系统。

在噪声排放方面,EAF的最大噪声来源是开始熔化时电极与废钢之间的短路。一旦废钢全部熔化,噪声水平会明显下降。对传统电弧炉来说,精炼期是一炉的冶炼中噪声水平最低的时候。由于Quantum EAF的留钢量约为出钢量的70%,废钢主要是因为被留钢加热而间接熔化。这个过程类似于传统EAF的精炼期,所以,Quantum电弧炉的噪声低于传统EAF

Quantum电弧炉业绩和新项目

Quantum技术现有70t~150t出钢量的不同规格。墨西哥TYSAS已经投产了一座100t炉。孟加拉国还有一个80t电炉项目正在执行中,另外还有3个项目刚刚开始在中国执行。

综上所述,Quantum EAF是一项成熟的技术,适合于不同的炉容和产品方案。所有类型的原料都可以装入Quantum炉,但每种炉料配比的经济可行性需要得到确认。废钢预热能够大幅度降低电耗,而像电极消耗低和耐材消耗低这样的有点也有助于降低运行成本。另外,所有环保要求都能够达到,尤其是噪声低于传统EAF。

Quantum电弧炉几乎能够实现全自动运行。从废钢装料直到出钢,所有步骤都至少是半自动执行和只需要操作人员进行确认。这是向工业4.0迈出的一大步。

Quantum技术既可以同长材生产线结合,又可以同带钢生产线结合,尤其是与ESP技术相得益彰。

 

1 Quantum EAF可以使用的原料

 

原料金属铁(%碳(%脉石(%堆密度(t/m3温度(摄氏度)
废钢
<0.2<30.4-1.0环境温度
煤基DRI80%~85%0.1-0.33-91.5-1.8环境温度
气基DRI80%~85%1。8-2。43-91.5-1.8环境温度
热态气基DRI80%~85%1.8-2.43-91。5-1。8500~600
HBI80%~85%1。2-1。83-92.2-2.6环境温度
生铁92%~95%3.5-4.2-3.5-4环境温度
铁水92%~95%3.5-4.2-
1200~1300


2 Quantum EAF自动化操作的工艺步骤 


工艺步骤操作模式注释
废钢装入料篮手动废钢料场天车司机
废钢装入升降机上的料槽自动移动式料槽
料槽废钢装入竖炉自动按照运行图
废钢从手指加入熔炉自动按照运行图
吹氧/喷碳自动通过炉渣检测对顶枪进行控制
出钢半自动系统给出建议,由操作人员执行
出钢口填充自动自动填充装置
废气系统和二次燃烧自动通过连续废气分析和温度测量进行控制
取样测温自动由机械手通过炉盖开孔进行
渣门清理手动利用叉车


摘自:中国冶金报


西安鹏远冶金设备有限公司成立于2017年2月20日,公司位于中国陕西西安,主导业务为冶金设备电弧炉,矿热炉,钢包精炼炉,其他精炼炉冶金辅助设备)设计制造、环保除尘技术设计、冶炼原料处理和先进冶炼工艺技术开发,公司的愿景是成为能够为用户提供先进适用的成套冶炼技术解决方案的服务型主导企业,公司矢志将“鹏远冶金”打造成电炉行业的优秀品牌。关注我们,及时了解行业最新动态,咨询热线:13891839310.



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