电炉兑铁水操作成为现代电炉炼钢的一项新技术，实践证明它不仅能降低电耗、缩短冶炼时间、降低钢中气体含量、稀释废钢中的有害元素，而且有利于解决部分废钢短缺问题。对电炉的供电曲线、供氧制度、渣料加入制度、电炉耐材设计等工艺进行优化，同时进行了供氧系统和除尘系统的适当改造，实现了65t电炉70%至88%高铁水比例的工业生产，并达到较好的综合经济效益。

　　高铁水比冶炼中存在的问题

　　铁水比例提高后的操作问题

　　通过实践，65t电弧炉铁水比例已提升至70%-88%，当铁水比例增加后，造成脱碳时间延长，氧耗上升，造成整个冶炼时间也大大延长，严重影响了电弧炉的综合经济指标。

　　热兑铁水比例增大后，冶炼前期渣稀，炉门口易流渣带钢，而后期脱碳过程渣较粘，易出现大沸腾、炉渣返干现象，当炉渣返干严重时，炉盖及炉墙大量结冷钢，影响下一炉钢的操作，影响冶炼节奏。

　　热装铁水影响耐火材料寿命

　　65t电弧炉用耐火材料主要包括镁碳砖和镁钙铁（MgO-CaO-Fe2O3）质干式振捣料这两大主体材料，它们属于碱性材料，适合于碱性环境，兑铁水之前该电弧炉炉龄基本稳定在600炉左右，自电弧炉兑铁水以来，炉衬的使用寿命发生了一系列变化，炉墙砖特别是渣线砖侵蚀速度非常快，炉底侵蚀速度也加快，特别是炉坡下降速度非常快。炉龄表现非常不稳定，平均炉龄约550炉，最低炉龄不足500炉。

　　供氧系统能力不足

　　铁水比例提高后，炉内的配碳量将大大提高，炉内的硅含量、磷含量也相应增加，脱碳和脱硅的任务量也相应增大，碳、硅等的氧化反应消耗的氧气量也相应增大。目前65t电弧炉最大的供氧能力为7500m3/h，已无法满足高比例铁水的供养需求，即目前电弧炉的供氧能力必须增强，供养系统的供氧强度必须增加。

　　操作工艺的优化及设备改进

　　铁水兑入操作

　　65t电弧炉采取的是铁水经兑铁车由炉门进入电弧炉，当兑入高比例铁水时，废钢加入量相对变少，在铁水兑入过程中要避免炉内的余钢、余渣与铁水发生剧烈反应。在兑铁初期，铁水量要少，待炉内反应稳定后，可加大兑入量。铁水起兑速度要控制在0.2t/s，稳定后待入速度控制在0.4t/s，总兑入时间达到4min以上，随着铁水比例的增加，总兑入时间延长。

　　供电优化

　　为避免送电起弧过程电弧的剧烈冲击而造成的电极折断现象，起弧仍需使用功率较低的档位，由于铁水兑入比例较高，废钢加入量相对减少，铁水加入后炉内熔池基本形成，故起弧后的电流、电压应比较低，其目的在于充分利用热效率，减少电弧光对炉衬的侵蚀，同时避免炉内升温过快造成的磷高、脱碳脱磷不匹配问题。

　　供氧优化

　　由于兑入的铁水比的提高，原有的供氧系统已经不能满足高铁水比冶炼所需要的供氧能力，因此新添加了炉门供氧设备，炉门氧枪最大供氧能力2800Nm3/h。

　　65t电弧炉1#、2#、3#炉壁氧枪改为大氧枪，供氧能力由原来的最大2000Nm3/h提高至2500Nm3/h。

　　由于60%以上的铁水加入后，炉壁氧枪周围仍为冷区，故送电起弧后仍考虑使用天然气70Nm3/h，及低流量氧气400Nm3/h，以避免氧气反弹对氧枪的烧损。但因炉内废钢量减少，在40%以下，故铁水加入后炉内熔池较多，故氧气流量可提前改变（增大），以达到提前加石灰、脱硅提前化渣、脱磷的目的。

　　供氧总原则：在供氧过程，若出现钢渣飞溅，应立即停止强供氧，采取1000Nm3/h的低流量化渣操作，造泡沫渣，泡沫渣形成后再进行强供氧。

　　造渣优化

　　60%左右铁水熔清（氧化前期）渣偏稀，氧化中期出现炉渣返干，但因渣中FeO含量下降不明显，故炉渣返干时间较短，稍减少氧枪流量既可消除返干现象，至氧化末期，炉渣基本正常。随着冶炼过程进行脱碳阶段，因脱碳任务加重，渣中FeO含量下降较多，平均为16.34%故冶炼中期炉渣返干现象较严重，炉渣返干时间较长。

　　耐火材料优化

　　镁钙铁砂与高档镁砂配合使用。

　　严格限制Al2O3和SiO2含量，要求Al2O3小于0.6%，SiO2小于1.3%。

　　在保证炉底烧结良好的情况下，降低捣打料中Fe2O3成分的含量，增加MgO成分的含量。

　　优化前后冶炼效果分析

　　电弧炉热兑铁水后，加入熔池中的废钢量变少，废钢所带入的有害元素也相应减少。因此熔池中的残余元素含量、气体含量较全废钢冶炼时均大大降低，钢水洁净度大大提高，随着兑入铁水比例的增加钢中的残余元素含量、气体含量均进一步降低，大大提高了钢水的质量，有利于钢铁厂冶炼高质量的钢种。热兑铁水前后钢水中的参与元素和气体含量对比分析得出，随着铁水比例的增加，VD前后的氧含量及氮含量均呈下降趋势，特别是氮含量，铁水比例的增加后，氮含量大大下降，吊包氮达到了43ppm，基本接近转炉炼钢的钢中氮含量水平。

--文章摘自冶金技术网