2024年6月4日发(作者：友漫)
第３ｌ卷第５期
特殊钢
Ｖ０ｌ－３１．Ｎｏ．５
・
３６・２０１０年１Ｏ月
ＳＰＥＣＩＡＬ ＳＴＥＥＬ
Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１０
７０ ｔ电弧炉应用热压块ＨＢＩ冶炼的工艺实践
秦军
（宝钢集团新疆八一钢铁股份公司第二炼钢厂，乌鲁木齐８３００２２）
摘要７０ ｔ电弧炉的炉料装入量为８Ｏ一８ｌｆ，其中热直接还原铁热压块ＨＢＩ为１４．６—１５．２ ｔ，铁水２３～２７ ｔ，
其出钢量７７～７８ ｔ，电耗３１６ ３２４ ｋｗｈ／ｔ，氧耗２９．７—３３．０ ｍ ／ｔ，冶炼周期４８—５４ ｍｉｎ。生产实践表明，热压块是
优质废钢的替代品，可促进电弧炉脱磷和脱碳反应，降低氧耗１．３～３．２ ｍ ／ｔ，但每增加１％热压块则增加电耗３．５
ｋＷｈ／ｔ，所以炉料为全废钢时不宜配加热压块，当加入３０％铁水和加入１０％热压块时可以达到冶炼过程最优化。
关键词７０ ｔ电弧炉热压块电耗冶金质量
Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ ７０ ｔ Ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｙ
Ｕｓｉｎｇ Ｈｏｔ Ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ Ｉｒｏｎ
Ｑｉｎ Ｊｕｎ
（Ｎｏ２ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｂａｙｉ Ｓｔｅｅｌ ａｎｄ Ｉｒｏｎ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｗｕｌｕｍｕｑｉ ８３００２２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｈａｒｇｅｄ ｗｅｉｇｈｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ７０ ｔ ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ８０～８１ ｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｒｏｎ ｈｏｔ ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ（ＨＢＩ）
１４．６～１５．２ ｔ ａｎｄ ｈｏｔ ｍｅｔａｌ ２３—２７ ｔ．ｉｔｓ ｔａｐｐｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ａｍｏｕｎｔ ｉｓ ７７—７８ ｔ．ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ３１６—３２４
ｋＷｈ／ｔ，ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ２９．７—３３．０ ｍ ／ｔ ａｎｄ ｔａｐ—ｔｏ・ｔａｐ ｔｉｍｅ ４８～５４ ｍｉｎ．Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ＨＢＩ ｉｓ ａ
ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｃｒａｐ，ｉｔ ｉｓ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｄｅｐｈｏｓｐｈ０ｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅ—ｃａｒｂｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ，ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｓｕｍｐ—
ｔｉｏｎ １．３—３．２ ｍ ／ｔ．ｂｕｔ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｖｅｒｙ １％ｃｈａｒｇｅ ｏｆ ＨＢＩ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ３．５ ｋ ｔ，
ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｔ ｉｓ ｎｏｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ＨＢＩ ｏｎｌｙ ｗｉｔｈ ｓｃｒａｐ，ａｓ ｃｈａｒｉｇｎｇ ３０％ｈｏｔ ｍｅｔａｌ ａｎｄ １０％ＨＢＩ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．
Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｅｘ ７０ ｔ Ａｒｃ Ｆｕｒｎａｃｅ，ＨＢＩ，Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｑｕａｌｉｔｙ
我国新疆的富蕴等地相继建成了气基还原法生
于直接还原铁的一种。
产直接还原球团和煤基法生产直接还原铁的企业， 目前直接还原法主要有气基直接还原法和煤基
其产品已成功应用于八钢７０ ｔ直流电弧炉合金钢生
直接还原法两大类。直接还原铁的金属化率均在
产线和１１０ ｔ交流电弧炉板坯生产线，以及内地多家
９０％左右。直接还原铁由过去的海绵铁（Ｓｐｏｎｇｅ Ｉ．
铸造企业和炼钢企业，对于缓解废钢铁原料的短缺
ｒｏｎ）发展为现在的粒状直接还原铁（ＤＲＩ）以及块状
和提高产品质量起到了积极的作用。但是上述两种
的热压块ＨＢＩ，由于直接还原铁中金属铁的含量较
产品在使用过程中，还存在金属收得率较低、在电弧
高，而且硫和磷的含量比较低，所以是电弧炉生产纯
炉冶炼过程中容易产生冷区等缺点，使用受到了一
净钢的重要钢铁原料的替代品。２００９年８月１１日
定的限制。
第二炼钢厂使用的热压块的基本成分如表１所示。
采用气基法生产的热压块克服了部分气基还原
法生产的直接还原球团和煤基法生产的直接还原铁
表１热压块的成分／％
的缺点，从外观质量上来看，有明显的金属光泽，比
Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ ｏｆ Ｉ－ＩＢＩ／％
重和粒度也非常适合电弧炉冶炼的要求。所以，采
！ 兰 ！！ ！！
用热压块在７０ ｔ电弧炉生产首批６万ｔ钢，收到了
４．１１—４．２９ ０．Ｏ４～０．０５６ ０．００４ ０．０２０ ８８．６—８９．４ ５—６．２
良好的经济效益。
１ 直接还原铁工艺和电弧炉的工艺参数
电弧炉的公称容量为７０ ｔ；实际平均出钢量大
直接还原是指在矿石不熔化、不造渣的条件下
于８０ ｔ；留钢量７～１０ ｔ；供氧吹炼方式：ＢＳＥ炉门碳
将铁的氧化物还原为金属铁的工艺方法。这种方法
氧枪；供氧强度４ ５００～５ ８００ ｍ ／ｈ（分２５％、７５％、
用烟煤或天然气作还原剂，不用焦炭，不用庞大的高
１００％三档可调）；泡沫渣碳粉喷人速度０—８０
炉，直接还原是在固态温度下进行，所得的产品称为
ｋｇ／ｍｉｎ，分高低档可调；铁水主要成分：４．０％～
直接还原铁ＤＲＩ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｉｒｏｎ）。热压块属
４。８％Ｃ、（Ｐ＋ｓ）≤Ｏ．１０％；冶炼周期４０—５５ ｒａｉｎ；铁
第５期 秦军：７０ ｔ电弧炉应用热压块ＨＢＩ冶炼的工艺实践 ・３７・
水热装比例２０％～４５％；造渣方式：采用石灰作为
主要渣料造渣。
２ 电弧炉配加热压块对于冶炼工艺的影响以及理
（和加普通的通料相比较，２００９年７月用７０ ｔ电弧
炉的石灰单耗为５９ ）。另外，因为热压块含有氧
论计算和分析
２．１热压块对料型的影响
化铁，能够促进石灰的溶解，提高成渣的速度，有利
于提高石灰的利用率。计算结果表明，热压块的最
佳加入量为１５％，最高上限２０％，超过２０％，电弧
炉的渣料使用量将明显增加。
２．５对质量的影响
此次供货的热压块，粒度为５０ ｍｍ Ｘ １００ ｍｍ，
按照组分的质量含量计算密度的方法见下式：
Ｐｇ压块＝ｐ铁×８８％＋Ｐ氧化铁×５．５％＋
从成分的分析和国内外的文献综合可知，热压
块中间的Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ含量很低，配加热压块
Ｐ二氧化硅Ｘ４．１％＋ｐ锰×０．０５６％
理论计算的密度在６．１～６．５ ｔ／ｍ ，与实物的密
度接近。从粒度来看，热压块能够改善电弧炉的料
型，降低电弧炉加料后的料高，避免炉盖旋转不回冶
炼位。
２．２对于冶炼电耗的影响
从成分来看，由于热压块含有部分氧化铁，氧化
铁在冶炼过程中的还原反应是一个吸热反应。
经过热力学的相关计算，八钢加入的热压块量
每加入１％，吨钢冶炼电耗上升３．５ ｋＷｈ／ｔ，由于电
弧炉每配加１％的铁水，冶炼电耗下降５ ｋＷｈ／ｔ，所
以热压块适合于热装铁水冶炼。并且铁水的比例必
须大于热压块的加入比例 ０％以上，加入热压块从
降低电耗的角度上来讲才能够完成公司下达的计划
电耗目标。
２．３对钢铁料收得率的影响
按照表１的成分，热压块的理论金属收得率计
算公式表示为：
热压块的收得率＝１００％一ＳｉＯ２％一Ｐ％一Ｓ％一Ｍｎ％一
（２．５％～５．５％）＝８８％～９０％
计算结果表明，热压块的金属收得率为８８％～
９０％。电弧炉的配碳量（即铁水加入量和生铁的加
入量）决定了热压块的回收率。配碳量较高，热压
块中问的氧化铁被还原进人熔池的几率大，热压块
的回收率在上限，反之亦然。
２．４对渣料的影响
电弧炉的泡沫渣的最佳碱度为２．０，所以加入
１ ｔ热压块，需要渣料石灰ＣａＯ量的计算式为：
Ｗｃ ０＝１ ０００ ｋｇ×ＷＨＢＩ（ｓｉｏ
，）％×２．０＋
２ Ｘ Ｗｃ ｏ（ｓｉｏ
８５ ｋｇ／ｔ
，
）％
式中：ＷＨＢＩｆｓｊｏ’１％一ＨＢＩ中ＳｉＯ２的百分含量／％；
。ｆ５１ 一
渣料石灰ＣａＯ中ＳｉＯ 的百分含量／％。
所以加入１ ｔ的热压块渣料石灰增加３４～４Ｏ ｋｇ
可以有效的稀释钢中的Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、ｚｎ、Ｐｂ，有效降低
钢中这些残余有害元素，降低钢中的［Ｈ］、［Ｎ］，对
于减少铸坯的表面网状裂纹，提高铸坯基体组织的
性能有积极的意义。
２．６对冶炼的影响
由于此次热压块的尺寸较好，其块度为５ ｅｍ×
１０ ｅｍ。其对冶炼的影响为：（１）可以方便配料工调
整料型的结构，减少压料；（２）热压块可以提高化渣
速度，提高泡沫渣的质量，优化脱碳及脱磷的操作，
降低氧耗。
３ ７０ ｔ电弧炉配加热压块的实践效果
本次配加热压块，通过现场跟踪，冶炼的效果分
为以下几个方面。
３．１ 冶炼过程中的泡沫渣操作
冶炼过程中，热压块的化渣功能得到了充分的
体现，电弧炉铁水加入量在２７％～３３％，电弧炉在
送电至１１ ＭＷｈ时，泡沫渣的发泡高度就可充分满
足埋弧需要，电弧炉脱磷脱碳反应ＪＩ￣，Ｎ，发泡剂碳粉
点喷就可以满足操作的需要，但是电弧炉的电耗比
不加热压块时的电耗有明显增加，这是造成电弧炉
冶炼通电时间较长的主要原因。此外电弧炉的泡沫
渣改善，钢水的收得率明显提高。电弧炉石灰加入
量比不加热压块时有所下降。配加热压块以后，冶
炼的部分炉次的数据见表２。
３．２冶炼电耗的影响
电弧炉配加热压块对于冶炼电耗的影响统计回
归计算关系见图１，即每增加热压块配加量占炉料
的１％，电弧炉冶炼电耗增加３．０～４．０ ｋＷｈ／ｔ。
表２配加热压块的冶炼参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｃｈａｒｇｉｎｇ ＨＢＩ
・
３８・ 特殊钢
含量由０．１０％降至０．０６％。
３．５渣料的消耗
第３１卷
配加的热压块比例小于２０％，渣料比不加热压
块的时候少１００～３００ ｋｓ／炉，和理论的分析略有出
入，这和热压块没有含渣土，废钢条件较稳定有关，
并且ＨＢＩ中间的氧化铁参与化渣，提高了石灰的利
用率造成的。
４结论
（１）热压块是一种优质废钢的替代品，可以有
效地稀释钢中的残余有害元素，促进电弧炉的脱磷
图１ 热压块加入比例对吨钢电耗增加值的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＨＢＩ ｏｎ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ
脱碳反应，降低冶炼氧耗（每炉节约氧气１００—２５０
ｍ ），简化操作，能够明显提高电弧炉粗炼钢水的
质量。
２００９年公司给予第二炼钢厂的电弧炉电耗指标
（２）热压块配加以后，电弧炉的冶炼电耗上升，
热压块每增加１％，吨钢冶炼电耗上升３．５ ｋＷｈ／ｔ，
为３２５ ｋＷｈ／ｔ，要完成此指标，铁水的热装比例须保
证在３０％，热压块的加入比例在１０％，即铁水和热
压块的比例为３：１时，电弧炉的电耗指标才能够
完成。
３．３金属收得率和氧耗
所以全废钢条件下不宜配加热压块冶炼；热装铁水
冶炼时，铁水和热压块的最佳加入比例（占总装入
量的百分比）为３：１，可以实现冶炼过程的最优化。
（３）热压块能够较好的调整配料的料型，促进
电弧炉脱碳反应的作用特别明显，在铁水条件供应
充足的情况下，特别适合于冶炼中低碳钢。
（４）在铁水热装的情况下，热压块的金属收得
由于热压块块度较好，杂质含量少，含有氧化
铁，在热装铁水的情况下，加入量合理时，有利于脱
碳和脱磷反应的控制，改善泡沫渣的操作，有利于金
属收得率的整体提高，分析结果显示，热压块的金属
收得率大于８６％，平均８９％。
直接还原铁中间含有的部分氧化铁，参与化学
反应以后，可以节约部分的氧耗，实践结果显示，直
接还原铁每增加１％，吨钢氧耗下降０．６～１．１
ｍ ／ｔ。
率优于一般的通料废钢和轻薄料废钢，低于生铁。
实际的金属收得率为８９％。
（５）热压块加入比例在２０％以下，电弧炉的冶
炼渣料石灰加入量比不加热压块的炉次相比，每炉
可以节约石灰１００—２００ ｋｇ。
秦 军（１９７４一），男，高级工程师，１９９５年重庆大学毕业，炼
钢和连铸研究。
收稿日期：２０１０－０４－０２
３．４钢水质量
热压块配加以后，电弧炉残余有害元素ｃｕ、ｚｎ、
Ｐｂ明显降低，钢水质量得到明显的改善，没有配加
热压块和配加热压块相比，钢中残余有害元素ｃｕ
2024年6月4日发(作者：友漫)
第３ｌ卷第５期
特殊钢
Ｖ０ｌ－３１．Ｎｏ．５
・
３６・２０１０年１Ｏ月
ＳＰＥＣＩＡＬ ＳＴＥＥＬ
Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１０
７０ ｔ电弧炉应用热压块ＨＢＩ冶炼的工艺实践
秦军
（宝钢集团新疆八一钢铁股份公司第二炼钢厂，乌鲁木齐８３００２２）
摘要７０ ｔ电弧炉的炉料装入量为８Ｏ一８ｌｆ，其中热直接还原铁热压块ＨＢＩ为１４．６—１５．２ ｔ，铁水２３～２７ ｔ，
其出钢量７７～７８ ｔ，电耗３１６ ３２４ ｋｗｈ／ｔ，氧耗２９．７—３３．０ ｍ ／ｔ，冶炼周期４８—５４ ｍｉｎ。生产实践表明，热压块是
优质废钢的替代品，可促进电弧炉脱磷和脱碳反应，降低氧耗１．３～３．２ ｍ ／ｔ，但每增加１％热压块则增加电耗３．５
ｋＷｈ／ｔ，所以炉料为全废钢时不宜配加热压块，当加入３０％铁水和加入１０％热压块时可以达到冶炼过程最优化。
关键词７０ ｔ电弧炉热压块电耗冶金质量
Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ ７０ ｔ Ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｙ
Ｕｓｉｎｇ Ｈｏｔ Ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ Ｉｒｏｎ
Ｑｉｎ Ｊｕｎ
（Ｎｏ２ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｂａｙｉ Ｓｔｅｅｌ ａｎｄ Ｉｒｏｎ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｗｕｌｕｍｕｑｉ ８３００２２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｈａｒｇｅｄ ｗｅｉｇｈｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ７０ ｔ ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ８０～８１ ｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｒｏｎ ｈｏｔ ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ（ＨＢＩ）
１４．６～１５．２ ｔ ａｎｄ ｈｏｔ ｍｅｔａｌ ２３—２７ ｔ．ｉｔｓ ｔａｐｐｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ａｍｏｕｎｔ ｉｓ ７７—７８ ｔ．ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ３１６—３２４
ｋＷｈ／ｔ，ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ２９．７—３３．０ ｍ ／ｔ ａｎｄ ｔａｐ—ｔｏ・ｔａｐ ｔｉｍｅ ４８～５４ ｍｉｎ．Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ＨＢＩ ｉｓ ａ
ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｃｒａｐ，ｉｔ ｉｓ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｄｅｐｈｏｓｐｈ０ｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅ—ｃａｒｂｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ，ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｓｕｍｐ—
ｔｉｏｎ １．３—３．２ ｍ ／ｔ．ｂｕｔ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｖｅｒｙ １％ｃｈａｒｇｅ ｏｆ ＨＢＩ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ３．５ ｋ ｔ，
ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｔ ｉｓ ｎｏｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ＨＢＩ ｏｎｌｙ ｗｉｔｈ ｓｃｒａｐ，ａｓ ｃｈａｒｉｇｎｇ ３０％ｈｏｔ ｍｅｔａｌ ａｎｄ １０％ＨＢＩ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．
Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｅｘ ７０ ｔ Ａｒｃ Ｆｕｒｎａｃｅ，ＨＢＩ，Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｑｕａｌｉｔｙ
我国新疆的富蕴等地相继建成了气基还原法生
于直接还原铁的一种。
产直接还原球团和煤基法生产直接还原铁的企业， 目前直接还原法主要有气基直接还原法和煤基
其产品已成功应用于八钢７０ ｔ直流电弧炉合金钢生
直接还原法两大类。直接还原铁的金属化率均在
产线和１１０ ｔ交流电弧炉板坯生产线，以及内地多家
９０％左右。直接还原铁由过去的海绵铁（Ｓｐｏｎｇｅ Ｉ．
铸造企业和炼钢企业，对于缓解废钢铁原料的短缺
ｒｏｎ）发展为现在的粒状直接还原铁（ＤＲＩ）以及块状
和提高产品质量起到了积极的作用。但是上述两种
的热压块ＨＢＩ，由于直接还原铁中金属铁的含量较
产品在使用过程中，还存在金属收得率较低、在电弧
高，而且硫和磷的含量比较低，所以是电弧炉生产纯
炉冶炼过程中容易产生冷区等缺点，使用受到了一
净钢的重要钢铁原料的替代品。２００９年８月１１日
定的限制。
第二炼钢厂使用的热压块的基本成分如表１所示。
采用气基法生产的热压块克服了部分气基还原
法生产的直接还原球团和煤基法生产的直接还原铁
表１热压块的成分／％
的缺点，从外观质量上来看，有明显的金属光泽，比
Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ ｏｆ Ｉ－ＩＢＩ／％
重和粒度也非常适合电弧炉冶炼的要求。所以，采
！ 兰 ！！ ！！
用热压块在７０ ｔ电弧炉生产首批６万ｔ钢，收到了
４．１１—４．２９ ０．Ｏ４～０．０５６ ０．００４ ０．０２０ ８８．６—８９．４ ５—６．２
良好的经济效益。
１ 直接还原铁工艺和电弧炉的工艺参数
电弧炉的公称容量为７０ ｔ；实际平均出钢量大
直接还原是指在矿石不熔化、不造渣的条件下
于８０ ｔ；留钢量７～１０ ｔ；供氧吹炼方式：ＢＳＥ炉门碳
将铁的氧化物还原为金属铁的工艺方法。这种方法
氧枪；供氧强度４ ５００～５ ８００ ｍ ／ｈ（分２５％、７５％、
用烟煤或天然气作还原剂，不用焦炭，不用庞大的高
１００％三档可调）；泡沫渣碳粉喷人速度０—８０
炉，直接还原是在固态温度下进行，所得的产品称为
ｋｇ／ｍｉｎ，分高低档可调；铁水主要成分：４．０％～
直接还原铁ＤＲＩ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｉｒｏｎ）。热压块属
４。８％Ｃ、（Ｐ＋ｓ）≤Ｏ．１０％；冶炼周期４０—５５ ｒａｉｎ；铁
第５期 秦军：７０ ｔ电弧炉应用热压块ＨＢＩ冶炼的工艺实践 ・３７・
水热装比例２０％～４５％；造渣方式：采用石灰作为
主要渣料造渣。
２ 电弧炉配加热压块对于冶炼工艺的影响以及理
（和加普通的通料相比较，２００９年７月用７０ ｔ电弧
炉的石灰单耗为５９ ）。另外，因为热压块含有氧
论计算和分析
２．１热压块对料型的影响
化铁，能够促进石灰的溶解，提高成渣的速度，有利
于提高石灰的利用率。计算结果表明，热压块的最
佳加入量为１５％，最高上限２０％，超过２０％，电弧
炉的渣料使用量将明显增加。
２．５对质量的影响
此次供货的热压块，粒度为５０ ｍｍ Ｘ １００ ｍｍ，
按照组分的质量含量计算密度的方法见下式：
Ｐｇ压块＝ｐ铁×８８％＋Ｐ氧化铁×５．５％＋
从成分的分析和国内外的文献综合可知，热压
块中间的Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ含量很低，配加热压块
Ｐ二氧化硅Ｘ４．１％＋ｐ锰×０．０５６％
理论计算的密度在６．１～６．５ ｔ／ｍ ，与实物的密
度接近。从粒度来看，热压块能够改善电弧炉的料
型，降低电弧炉加料后的料高，避免炉盖旋转不回冶
炼位。
２．２对于冶炼电耗的影响
从成分来看，由于热压块含有部分氧化铁，氧化
铁在冶炼过程中的还原反应是一个吸热反应。
经过热力学的相关计算，八钢加入的热压块量
每加入１％，吨钢冶炼电耗上升３．５ ｋＷｈ／ｔ，由于电
弧炉每配加１％的铁水，冶炼电耗下降５ ｋＷｈ／ｔ，所
以热压块适合于热装铁水冶炼。并且铁水的比例必
须大于热压块的加入比例 ０％以上，加入热压块从
降低电耗的角度上来讲才能够完成公司下达的计划
电耗目标。
２．３对钢铁料收得率的影响
按照表１的成分，热压块的理论金属收得率计
算公式表示为：
热压块的收得率＝１００％一ＳｉＯ２％一Ｐ％一Ｓ％一Ｍｎ％一
（２．５％～５．５％）＝８８％～９０％
计算结果表明，热压块的金属收得率为８８％～
９０％。电弧炉的配碳量（即铁水加入量和生铁的加
入量）决定了热压块的回收率。配碳量较高，热压
块中问的氧化铁被还原进人熔池的几率大，热压块
的回收率在上限，反之亦然。
２．４对渣料的影响
电弧炉的泡沫渣的最佳碱度为２．０，所以加入
１ ｔ热压块，需要渣料石灰ＣａＯ量的计算式为：
Ｗｃ ０＝１ ０００ ｋｇ×ＷＨＢＩ（ｓｉｏ
，）％×２．０＋
２ Ｘ Ｗｃ ｏ（ｓｉｏ
８５ ｋｇ／ｔ
，
）％
式中：ＷＨＢＩｆｓｊｏ’１％一ＨＢＩ中ＳｉＯ２的百分含量／％；
。ｆ５１ 一
渣料石灰ＣａＯ中ＳｉＯ 的百分含量／％。
所以加入１ ｔ的热压块渣料石灰增加３４～４Ｏ ｋｇ
可以有效的稀释钢中的Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、ｚｎ、Ｐｂ，有效降低
钢中这些残余有害元素，降低钢中的［Ｈ］、［Ｎ］，对
于减少铸坯的表面网状裂纹，提高铸坯基体组织的
性能有积极的意义。
２．６对冶炼的影响
由于此次热压块的尺寸较好，其块度为５ ｅｍ×
１０ ｅｍ。其对冶炼的影响为：（１）可以方便配料工调
整料型的结构，减少压料；（２）热压块可以提高化渣
速度，提高泡沫渣的质量，优化脱碳及脱磷的操作，
降低氧耗。
３ ７０ ｔ电弧炉配加热压块的实践效果
本次配加热压块，通过现场跟踪，冶炼的效果分
为以下几个方面。
３．１ 冶炼过程中的泡沫渣操作
冶炼过程中，热压块的化渣功能得到了充分的
体现，电弧炉铁水加入量在２７％～３３％，电弧炉在
送电至１１ ＭＷｈ时，泡沫渣的发泡高度就可充分满
足埋弧需要，电弧炉脱磷脱碳反应ＪＩ￣，Ｎ，发泡剂碳粉
点喷就可以满足操作的需要，但是电弧炉的电耗比
不加热压块时的电耗有明显增加，这是造成电弧炉
冶炼通电时间较长的主要原因。此外电弧炉的泡沫
渣改善，钢水的收得率明显提高。电弧炉石灰加入
量比不加热压块时有所下降。配加热压块以后，冶
炼的部分炉次的数据见表２。
３．２冶炼电耗的影响
电弧炉配加热压块对于冶炼电耗的影响统计回
归计算关系见图１，即每增加热压块配加量占炉料
的１％，电弧炉冶炼电耗增加３．０～４．０ ｋＷｈ／ｔ。
表２配加热压块的冶炼参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｃｈａｒｇｉｎｇ ＨＢＩ
・
３８・ 特殊钢
含量由０．１０％降至０．０６％。
３．５渣料的消耗
第３１卷
配加的热压块比例小于２０％，渣料比不加热压
块的时候少１００～３００ ｋｓ／炉，和理论的分析略有出
入，这和热压块没有含渣土，废钢条件较稳定有关，
并且ＨＢＩ中间的氧化铁参与化渣，提高了石灰的利
用率造成的。
４结论
（１）热压块是一种优质废钢的替代品，可以有
效地稀释钢中的残余有害元素，促进电弧炉的脱磷
图１ 热压块加入比例对吨钢电耗增加值的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＨＢＩ ｏｎ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ
脱碳反应，降低冶炼氧耗（每炉节约氧气１００—２５０
ｍ ），简化操作，能够明显提高电弧炉粗炼钢水的
质量。
２００９年公司给予第二炼钢厂的电弧炉电耗指标
（２）热压块配加以后，电弧炉的冶炼电耗上升，
热压块每增加１％，吨钢冶炼电耗上升３．５ ｋＷｈ／ｔ，
为３２５ ｋＷｈ／ｔ，要完成此指标，铁水的热装比例须保
证在３０％，热压块的加入比例在１０％，即铁水和热
压块的比例为３：１时，电弧炉的电耗指标才能够
完成。
３．３金属收得率和氧耗
所以全废钢条件下不宜配加热压块冶炼；热装铁水
冶炼时，铁水和热压块的最佳加入比例（占总装入
量的百分比）为３：１，可以实现冶炼过程的最优化。
（３）热压块能够较好的调整配料的料型，促进
电弧炉脱碳反应的作用特别明显，在铁水条件供应
充足的情况下，特别适合于冶炼中低碳钢。
（４）在铁水热装的情况下，热压块的金属收得
由于热压块块度较好，杂质含量少，含有氧化
铁，在热装铁水的情况下，加入量合理时，有利于脱
碳和脱磷反应的控制，改善泡沫渣的操作，有利于金
属收得率的整体提高，分析结果显示，热压块的金属
收得率大于８６％，平均８９％。
直接还原铁中间含有的部分氧化铁，参与化学
反应以后，可以节约部分的氧耗，实践结果显示，直
接还原铁每增加１％，吨钢氧耗下降０．６～１．１
ｍ ／ｔ。
率优于一般的通料废钢和轻薄料废钢，低于生铁。
实际的金属收得率为８９％。
（５）热压块加入比例在２０％以下，电弧炉的冶
炼渣料石灰加入量比不加热压块的炉次相比，每炉
可以节约石灰１００—２００ ｋｇ。
秦 军（１９７４一），男，高级工程师，１９９５年重庆大学毕业，炼
钢和连铸研究。
收稿日期：２０１０－０４－０２
３．４钢水质量
热压块配加以后，电弧炉残余有害元素ｃｕ、ｚｎ、
Ｐｂ明显降低，钢水质量得到明显的改善，没有配加
热压块和配加热压块相比，钢中残余有害元素ｃｕ