[科普中国]-冶炼时间

冶炼时间冶金术语，近20年来，国内电炉氧气输入设备从人工吹氧发展到炉门吹氧机械手吹氧装置，进一步发展到炉壁供氧设备。

综述目前，USTB集束氧枪装置可以取代传统意义上的炉壁助熔烧嘴，而且能够根据冶炼进程的变化，通过智能控制实现二次燃烧。二次燃烧的实质是通过富氧操作，充分地利用未完全燃烧产生的一氧化碳气体进行二次燃烧产生化学能。二次燃烧的难点在于工作点的界定，通过控制程序对废钢区域的软吹及硬吹进行调节，可实现二次燃烧。集束氧枪喷吹装置可产生主氧和次氧两种射流，保证了合理的射流结构，最大限度地加快废钢熔化速度。由于废钢料情况和热态金属的比例不同，我们可以通过USTB集束氧枪的软件设置和流量调节，保持最有效的加热面积，同时避免不恰当吹氧形成的炉料“搭桥”等现象。USTB集束氧枪可形成炉中多点喷碳的能力，确保全程泡沫渣埋弧冶炼；采用超音速氧气射流促进了碳氧反应以及利用其动能与化学能，特别是在留钢留渣或热装铁水的情况下，可促进尽早进行富氧操作并加强熔池搅拌，从而缩短冶炼时间、提高生产效率、降低电耗，获得满意的脱碳和升温效果。这尤其适用于加入铁水或生铁比例较高，或者是冶炼低碳品种的情况。由于集束氧流的强烈搅拌作用，在氧化早期极大地改善了脱磷反应的动力学条件，脱磷效果大大提高。这对于提高废钢质量和品质的适应性、提高产品钢材的内部质量均有现实意义。1

简介近20年来，国内电炉氧气输入设备从人工吹氧发展到炉门吹氧机械手吹氧装置，进一步发展到炉壁供氧设备。其目的均为提高电炉的供氧强度，提高电炉冶炼的氧气利用率，达到缩短冶炼周期。在电炉炉内充满废钢进行熔化时，由于炉内存在多个冷区，如不采用炉壁吹氧，会造成炉内废钢熔化速度不平衡，影响冶炼节奏；钢液熔池形成后，由于电炉的钢液熔池较浅，熔池搅拌的动力学条件较差（相对于转炉炉型），影响了钢液熔池中碳等元素的传质速度及熔池温度的升高。提高电炉吨钢用氧量，是强化电炉冶炼、加快电炉生产节奏最有效的手段之一。目前，电炉炼钢氧气产生的化学能在电炉能量输入中已占了较大的比例，达到20%至30%。特别是电炉采用热装铁水后，化学能的比例达到总能量的40%以上，相当于电炉增加了近1至2倍的能量输入，大量输入氧气是现代电弧炉炼钢工艺的一个重要特点。目前，炉门吹氧装置主要通过炉门区进行熔化废钢操作及搅拌钢液进行脱碳升温，脱碳的限制性环节是碳在熔池的传质，所以有必要采用多个脱碳操作点以改善电炉的脱碳条件。

近期发展目前，国外有多家企业正在研究并大力推广该技术装置。早在1998年，北京科技大学就开发了具有完全自主知识产权的电炉炼钢USTB炉壁集束氧气喷吹装置。由于该装置克服了传统转炉喷氧的弊端，所以一经推广就获得了广阔的市场。迄今为止，USTB喷吹技术已推广到抚顺特钢等十余家国有或民营电炉企业，并且其应用规模还在不断扩大。USTB集束氧枪装置安装使用后，钢铁企业的经济效益具体表现在：冶炼时间缩短5%至20%，日均提高炉产量2至5炉，吨钢电耗下降约80至150kWh，电极消耗下降0.5kg/t，氧气消耗增加3至10m3/t，综合生产成本下降50元以上。

电炉炼钢已经发展成了使用各种原料和混合料如废钢、DRI/HBI、生铁或铁水的冶炼装置。此外，越来越多的使用碳和燃料作为电能的替代品，进一步增加了系统及流程控制的复杂性。随着电炉冶炼节奏的不断加快，电炉的冶炼工艺开始由单元控制发展到多元静态及动态控制，我们必须同时考虑电能、热能、原辅材料及设备的运行。这些必将进一步提高对电炉供氧水平的要求，也就是对电炉喷氧装置的要求进一步提高。电炉炉壁集束喷氧装置也正是在这种要求下应运而生的，这不仅是未来电炉炼钢喷氧装置发展的必然趋势，同时对提高我国电炉的整体冶炼水平、提高冶炼产品的质量和钢铁企业的效益产生巨大的影响。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学