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出钢过程钢水净化工艺优化研究

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介绍了转炉在出钢过程强化钢水净化的工艺,实验结果表明:该工艺能在较短时间内降低钢水及熔渣氧化性,利用出钢过程良好的动力学条件进行脱硫,从而提高了LF精炼炉的精炼效果,显著提高了钢水纯净度.通过对工艺的优化和完善,可使部分钢种不经LF炉处理也能满足品种钢性能的要求,进而缓解LF炉作业压力,减少了LF增碳增硅的几率,提高了低碳低硅钢的成分命中率.
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D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.s1.032 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 出钢过程钢水净化工艺优化研究 白瑞国2)朱荣)梁新维)周振华) 张兴利) 1)北京科技大学治金与生态工程学院,北京1000832)河北钢铁集团承钢公司,承德067002 摘要介绍了转炉在出钢过程强化钢水净化的工艺,实验结果表明:该工艺能在较短时间内降低钢水及熔渣氧化性,利用 出钢过程良好的动力学条件进行脱硫,从而提高了LF精炼炉的精炼效果,显著提高了钢水纯净度·通过对工艺的优化和完 善,可使部分钢种不经LF炉处理也能满足品种钢性能的要求,进而缓解LF炉作业压力,减少了LF增碳增硅的几率,提高了 低碳低硅钢的成分命中率。 关键词转炉;钢水净化;脱氧:脱硫:LF精炼 Optimization of purification control during tapping BAI Rui-quo2).ZHU Rong).LIA NG Xin-wei2).ZHOU Zhen-hua).ZHA NG Xing-li2) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University and Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Chengde Iron and Steel Company.Chengde 067002.China ABSTRACT An intensified purification control during tapping of converter was introduced.The results show that the [O]and (Fe0)can be decreased effectively within a short period of time through this new process:based on the good dynamics condition dur- ing tapping.better refining effect and molten purity are obtained.By optimizing the process.some kinds of steel grades can be pro- duced without LF treatment,which relieves the burden of LF. KEY WORDS converter:molten purification:deoxidation:desulfurization:LF refining 承德钢铁公司炼钢厂采用“100t转炉十120t 元素做脱氧剂,脱氧剂直接与钢液中氧直接作用,发 LF精炼十连铸”工艺路线,随着产品的种类和产量 生脱氧反应,反应产物由钢液上浮脱除,从而达到脱 的增加以及钢水运输距离远等因素,转炉连铸机节 氧目的.发生的反应如下: 奏匹配困难,LF炉精炼时间压缩,LF炉精炼效果有 x[M]+y[0]=Mx0, 限,钢中[S]、[N]、T[0]等与产品要求尚存在一定 扩散脱氧的本质是炉渣与钢液间存在着氧势平 差距,为进一步降低生产成本、提高产品质量,对 衡,即 转炉出钢过程钢水净化工艺进行优化研究,提高出 钢过程钢水净化效果,降低LF精炼压力,为满足快 1-需 节奏冶炼生产奠定了良好基础 其中,(%0)表示炉渣中氧的质量百分数,[%0]表 示钢液中氧的质量百分数,这个分配系数是温度的 1出钢过程钢水净化机理研究 函数,当渣中Fε0含量不断降低时,钢液中的氧即 1.1钢水脱氧机理研究 会向炉渣中扩散,以维持氧在渣一钢间的分配平衡, 目前,钢水脱氧有三种方式:沉淀脱氧、扩散脱 从而达到钢液脱氧的目的 氧和真空脱氧,在出钢过程钢水脱氧以前两种方式 1.2合成渣脱硫机理研究山 进行 钢水脱硫发生的主要反应是: 沉淀脱氧指用与氧结合力较铁与氧结合力强的 (Ca0)+[S]=(Cas)+[0] 收稿日期:2009-08-01修回日期:2009-10-10 作者简介:白瑞国(1962-)男,博士研究生,Emal:gh8321@sina,com-cn

出钢过程钢水净化工艺优化研究 白瑞国1‚2) 朱 荣1) 梁新维2) 周振华1) 张兴利2) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 2) 河北钢铁集团承钢公司‚承德067002 摘 要 介绍了转炉在出钢过程强化钢水净化的工艺‚实验结果表明:该工艺能在较短时间内降低钢水及熔渣氧化性‚利用 出钢过程良好的动力学条件进行脱硫‚从而提高了 LF 精炼炉的精炼效果‚显著提高了钢水纯净度.通过对工艺的优化和完 善‚可使部分钢种不经 LF 炉处理也能满足品种钢性能的要求‚进而缓解 LF 炉作业压力‚减少了 LF 增碳增硅的几率‚提高了 低碳低硅钢的成分命中率. 关键词 转炉;钢水净化;脱氧;脱硫;LF 精炼 Optimization of purification control during tapping BAI Ru-i guo 1‚2)‚ZHU Rong 1)‚LIA NG Xin-wei 2)‚ZHOU Zhen-hua 1)‚ZHA NG Xing-li 2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering‚University and Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2) Chengde Iron and Steel Company‚Chengde067002‚China ABSTRACT An intensified purification control during tapping of converter was introduced.T he results show that the [O ] and (FeO) can be decreased effectively within a short period of time through this new process;based on the good dynamics condition dur￾ing tapping‚better refining effect and molten purity are obtained.By optimizing the process‚some kinds of steel grades can be pro￾duced without LF treatment‚which relieves the burden of LF. KEY WORDS converter;molten purification;deoxidation;desulfurization;LF refining 收稿日期:2009-08-01 修回日期:2009-10-10 作者简介:白瑞国(1962—)‚男‚博士研究生‚E-mail:gh8321@sina.com.cn 承德钢铁公司炼钢厂采用“100t 转炉+120t LF 精炼+连铸”工艺路线‚随着产品的种类和产量 的增加以及钢水运输距离远等因素‚转炉连铸机节 奏匹配困难‚LF 炉精炼时间压缩‚LF 炉精炼效果有 限‚钢中[S ]、[N ]、T [O]等与产品要求尚存在一定 差距.为进一步降低生产成本、提高产品质量‚对 转炉出钢过程钢水净化工艺进行优化研究‚提高出 钢过程钢水净化效果‚降低 LF 精炼压力‚为满足快 节奏冶炼生产奠定了良好基础. 1 出钢过程钢水净化机理研究 1∙1 钢水脱氧机理研究 目前‚钢水脱氧有三种方式:沉淀脱氧、扩散脱 氧和真空脱氧.在出钢过程钢水脱氧以前两种方式 进行. 沉淀脱氧指用与氧结合力较铁与氧结合力强的 元素做脱氧剂‚脱氧剂直接与钢液中氧直接作用‚发 生脱氧反应‚反应产物由钢液上浮脱除‚从而达到脱 氧目的.发生的反应如下: x [M ]+y [O] M xOy. 扩散脱氧的本质是炉渣与钢液间存在着氧势平 衡‚即 L= (%O) [%O] . 其中‚(%O)表示炉渣中氧的质量百分数‚[%O]表 示钢液中氧的质量百分数.这个分配系数是温度的 函数.当渣中 FeO 含量不断降低时‚钢液中的氧即 会向炉渣中扩散‚以维持氧在渣—钢间的分配平衡‚ 从而达到钢液脱氧的目的. 1∙2 合成渣脱硫机理研究[1] 钢水脱硫发生的主要反应是: (CaO)+[S ]=(CaS)+[O]. 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.31Suppl.1 Dec.2009 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.032

,50 北京科技大学学报 2009年增刊1 从上述反应可以看出,钢水脱硫效果与钢水中 精炼渣成分,进一步降低渣、钢的氧化性,从而达到 氧含量及渣碱度有关,钢水氧含量越低,炉渣碱度 良好的脱氧、脱硫效果,提高和稳定精炼效果 越高,钢水脱硫越容易实现,在钢水冶炼过程中往 出站前进行适当的钙处理,使钢水质量满足最 往也是通过控制这两个因素来获得好的脱硫效果, 终要求2]. 生产高品质低硫钢.然而,脱硫的动力学条件也是 2.1关键工艺控制点 关乎脱硫效果的关键因素: 考虑精炼、连铸的匹配,采用出钢加复合精炼渣 gd(6S=k[%s]-k.(%S) 和出钢完毕后补加适量净化剂的两次加入法,以加 100F dt 快成渣速度,缩短化渣时间,工艺要点如下: 其中,W。表示钢渣的质量,F表示钢渣界面积, (1)在出钢中向钢包内均匀加入450~500kg (%$)表示渣中硫质量百分数,t表示时间,km表示 复合精炼渣, 硫在钢液中的扩散系数,[%$]表示钢水中硫质量 (2)出钢后向钢包加入120kg净化剂. 百分数,k,表示硫在渣中的扩散系数.在实际生产 (③)出钢过程采取在线吹氩方式, 条件下,硫的传质往往是整个脱硫环节的限速环节, (4)加复合精炼渣且不经过LF精炼的炉次,出 加强钢水搅拌,增强混合能使钢水脱硫效果达到最 钢温度在原规程的基础上提高15~25℃. 佳水平. (5)出钢完毕直接吹氩喂钙线处理或将钢包运 1.3夹杂物脱除机理研究 至精炼工位精炼,处理完毕吊往连铸机, 钢水脱氧形成的脱氧产物残留在钢水中,对钢 2.2开发新型精炼渣 水质量危害极大,控制钢水中夹杂物含量一是控制 出钢过程造渣是钢水净化工艺的关键和难点, 钢水中氧含量,尽量减少脱氧剂使用;二是采取措施 为获得与LF处理一致的渣精炼效果,精炼渣必须 加速脱氧产物上浮去除,在出钢过程中净化钢水, 满足如下要求: 则是尽可能地使钢水脱氧产物加速上浮去除, (1)渣成分、流动性与原LF炉终渣基本一致; 根据Stocks公式:=2g(n-P)r2 (②)在吹氩搅拌短时期内快速成渣: 91m (3)熔渣的氧化性接近或低于LF终渣 其中,v表示夹杂物上浮速度,g是重力加速度,Pm 开发新型精炼渣熔点控制在1300~1400℃范 表示钢水密度,P表示夹杂物密度,r表示夹杂物的 围内,从而保证在1600℃左右的钢液中能快速和均 当量半径,表示钢水黏度,夹杂物的上浮速度与 匀地熔化3].新型复合精炼渣以传统Ca0Al2O3 其尺寸存在二次方关系,夹杂物尺寸愈大,上浮速 渣系为基础,以特殊的形式加入部分还原剂和活性 度愈快,氧化铝脱氧产物的簇群状结构使得其极易 剂,从而具备脱氧和精炼的功能,并且与铝氧化产物 连接长大,尤其是在钢液搅拌的情况下更为容易. 亲合性好 夹杂物上浮至渣钢界面后,熔渣对夹杂物的吸 2.3钢水及熔渣氧化性控制 附能力则成为影响夹杂物脱除效果的关键因素,因 钢水及熔渣氧化性控制是该工艺的关键.出钢 此,对夹杂物的吸附效果是选择精炼渣的一个重要 过程中随钢流加入复合精炼渣、脱氧剂和合金,在钢 尺度 液混冲的过程中进行脱氧,完成成渣反应,表1 2转炉出钢净化工艺的优化 和表2显示了采用出钢过程钢水净化工艺后钢水自 由氧含量及渣中Fe0含量变化情况, 采用转炉出钢过程中造还原性精炼渣,炉后钢 从表1、表2可见,采用该工艺,可将钢水中[0] 包吹氩搅拌以及钙处理等措施强化转炉出钢过程钢 控制在12×10-6以内,有效降低了钢包中钢渣的氧 水净化工艺,完成钢水精炼任务,减轻后续LF炉精 化性,工艺改进后钢包中钢渣F0含量在改进前的 炼负荷,保证钢水质量, 基础上进一步降低57.9%,从而为进一步扩散脱 转炉出钢过程中加入复合精炼渣造渣,可以充 表1LF精炼前钢水自由氧 分利用转炉出钢过程良好的动力学搅拌条件使精炼 精炼前氧含量 精炼前氧含量 渣与脱氧产物碰撞结合,形成具有良好吸附性能并 项目 波动值/10一6 平均值/10-6 能有效降低钢中硫含量的还原性精炼渣系,有效实 出钢过程钢水净化工艺 5.7-11.6 8.8 现钢液、钢渣的脱氧、脱硫, 原工艺 30-78 59.6 炉后钢包吹氩搅拌并适量补加钢水净化剂调整

从上述反应可以看出‚钢水脱硫效果与钢水中 氧含量及渣碱度有关.钢水氧含量越低‚炉渣碱度 越高‚钢水脱硫越容易实现.在钢水冶炼过程中往 往也是通过控制这两个因素来获得好的脱硫效果‚ 生产高品质低硫钢.然而‚脱硫的动力学条件也是 关乎脱硫效果的关键因素: Ws 100F d(%S) d t =km [%S ]—ks(%S). 其中‚Ws 表示钢渣的质量‚F 表示钢渣界面积‚ (%S)表示渣中硫质量百分数‚t 表示时间‚km 表示 硫在钢液中的扩散系数‚[%S ]表示钢水中硫质量 百分数‚ks 表示硫在渣中的扩散系数.在实际生产 条件下‚硫的传质往往是整个脱硫环节的限速环节. 加强钢水搅拌‚增强混合能使钢水脱硫效果达到最 佳水平. 1∙3 夹杂物脱除机理研究 钢水脱氧形成的脱氧产物残留在钢水中‚对钢 水质量危害极大.控制钢水中夹杂物含量一是控制 钢水中氧含量‚尽量减少脱氧剂使用;二是采取措施 加速脱氧产物上浮去除.在出钢过程中净化钢水‚ 则是尽可能地使钢水脱氧产物加速上浮去除. 根据 Stocks 公式:v= 2g(ρm—ρs) r 2 9ηm . 其中‚v 表示夹杂物上浮速度‚g 是重力加速度‚ρm 表示钢水密度‚ρs 表示夹杂物密度‚r 表示夹杂物的 当量半径‚ηm 表示钢水黏度.夹杂物的上浮速度与 其尺寸存在二次方关系.夹杂物尺寸愈大‚上浮速 度愈快.氧化铝脱氧产物的簇群状结构使得其极易 连接长大‚尤其是在钢液搅拌的情况下更为容易. 夹杂物上浮至渣钢界面后‚熔渣对夹杂物的吸 附能力则成为影响夹杂物脱除效果的关键因素.因 此‚对夹杂物的吸附效果是选择精炼渣的一个重要 尺度. 2 转炉出钢净化工艺的优化 采用转炉出钢过程中造还原性精炼渣‚炉后钢 包吹氩搅拌以及钙处理等措施强化转炉出钢过程钢 水净化工艺‚完成钢水精炼任务‚减轻后续 LF 炉精 炼负荷‚保证钢水质量. 转炉出钢过程中加入复合精炼渣造渣‚可以充 分利用转炉出钢过程良好的动力学搅拌条件使精炼 渣与脱氧产物碰撞结合‚形成具有良好吸附性能并 能有效降低钢中硫含量的还原性精炼渣系‚有效实 现钢液、钢渣的脱氧、脱硫. 炉后钢包吹氩搅拌并适量补加钢水净化剂调整 精炼渣成分‚进一步降低渣、钢的氧化性‚从而达到 良好的脱氧、脱硫效果‚提高和稳定精炼效果. 出站前进行适当的钙处理‚使钢水质量满足最 终要求[2]. 2∙1 关键工艺控制点 考虑精炼、连铸的匹配‚采用出钢加复合精炼渣 和出钢完毕后补加适量净化剂的两次加入法‚以加 快成渣速度‚缩短化渣时间‚工艺要点如下: (1) 在出钢中向钢包内均匀加入450~500kg 复合精炼渣. (2) 出钢后向钢包加入120kg 净化剂. (3) 出钢过程采取在线吹氩方式. (4) 加复合精炼渣且不经过 LF 精炼的炉次‚出 钢温度在原规程的基础上提高15~25℃. (5) 出钢完毕直接吹氩喂钙线处理或将钢包运 至精炼工位精炼‚处理完毕吊往连铸机. 2∙2 开发新型精炼渣 出钢过程造渣是钢水净化工艺的关键和难点. 为获得与 LF 处理一致的渣精炼效果‚精炼渣必须 满足如下要求: (1) 渣成分、流动性与原 LF 炉终渣基本一致; (2) 在吹氩搅拌短时期内快速成渣; (3) 熔渣的氧化性接近或低于 LF 终渣. 开发新型精炼渣熔点控制在1300~1400℃范 围内‚从而保证在1600℃左右的钢液中能快速和均 匀地熔化[3—4].新型复合精炼渣以传统 CaO—Al2O3 渣系为基础‚以特殊的形式加入部分还原剂和活性 剂‚从而具备脱氧和精炼的功能‚并且与铝氧化产物 亲合性好. 2∙3 钢水及熔渣氧化性控制 钢水及熔渣氧化性控制是该工艺的关键.出钢 过程中随钢流加入复合精炼渣、脱氧剂和合金‚在钢 液混冲的过程中进行脱氧‚完成成渣反应[5].表1 和表2显示了采用出钢过程钢水净化工艺后钢水自 由氧含量及渣中 FeO 含量变化情况. 从表1、表2可见‚采用该工艺‚可将钢水中[O] 控制在12×10—6以内‚有效降低了钢包中钢渣的氧 化性.工艺改进后钢包中钢渣 FeO 含量在改进前的 基础上进一步降低57∙9%‚从而为进一步扩散脱 表1 LF 精炼前钢水自由氧 项目 精炼前氧含量 波动值/10—6 精炼前氧含量 平均值/10—6 出钢过程钢水净化工艺 5∙7~11∙6 8∙8 原工艺 30~78 59∙6 ·50· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1

Vol.31 Suppl.I 白瑞国等:出钢过程钢水净化工艺优化研究 51 氧、脱硫以及钙处理创造了条件 表4精炼周期和精炼电耗对比 表2炼钢吹炼终点,LF精炼前预吹氩3min后(Fc0)含量对比 项目 精炼周期/min精炼电耗/(kWht-) 原LF工艺 48 29.9 吹炼终点 钢包平均 (Feo)减少 项目 平均(Fe0)/%(Fc0)/% 量/% 出钢钢水净化十LF工艺 34 23.2 出钢过程钢水净化工艺 16.5 2.32 85.9 铸坯中非金属夹杂物以及总氧含量检验结果见 原工艺 16.4 11.80 28.0 表5.从表5可以看出,非金属夹杂物控制非常好, 评级均在1.0级以下,铸坯总氧含量也较好,均在 2.4钢水脱硫率 30×10-6以下 脱硫是该工艺的一个重要目标.在转炉出钢过 表5钢水纯净度检验结果 程中,将复合精炼渣随钢流加入钢包内,使流入钢包 非金属夹杂物/级 内少量的炉渣失去活性(降低渣中(F0)[],同时通 铸坯 炉号 A类 B类 C类 D类 T[0]/10-6 过底吹搅拌,为反应创造出更好的动力学条件,使脱 A 1.0 0.5 0.5 0.5 28.9 氧产物与熔化的渣滴碰撞后浮出钢液,形成硫容量 B 0.5 0.5 0.5 1.0 29.3 较大的熔渣.在渣洗过程中,钢水脱硫与铁水不同, C 0.5 0.5 0.5 0.5 12.3 在钢中含铝的条件下,脱硫反应式由下式表示: 要求 1.5 ≤2.0 2.0 ≤2.0 30 Ca0+2/3[Al]+[S]—(CaS)+1/3(Al203) (1) 采用该工艺对铸坯夹杂总量的影响见表6.由 从式(1)可以看出,要获得良好的脱硫效果,应 表6可见,铸坯夹杂物总量平均值由0.0038%降为 提高钢包渣的Ca0活度和钢水中[Al]含量,同时降 0.0023%,钢水质量得到较大提高 低渣中A203活度山. 表6铸坯夹杂总量 综合上述因素,该工艺通过对钢水及熔渣氧化 项目 钢种 炉号 夹杂总量/% 性的控制,对造好的熔渣进行良好的搅拌,故熔渣在 1 0.0035 较短的时间内达到了良好的脱硫效果,实践表明渣 2 0.0043 原LF工艺 45# 洗工艺平均脱硫率能达到42%,且初始硫越高,脱 3 0.0035 硫效果越明显(见表3), 4 0.0037 A-1 0.0023 表3LF精炼前脱疏情况对比表 A一2 0.0026 吹炼终点 LF进站 出钢过程钢水 项目 n./% 65# B 0.0020 [S]/% [s]/% 净化十LF工艺 c-1 0.0022 出钢过程钢水净化工艺 0.028 0.016 42 C-2 0.0023 原工艺 0.023 0.022 4.3 3 结论 2.5夹杂物脱除 转炉出钢过程钢水净化工艺实践证明: 通过出钢过程钢水净化工艺,精炼渣系发生较 (1)该工艺能在较短时间内降低钢水及熔渣氧 大变化,提高了精炼渣碱度,降低了渣中(F0),不 化性,利用出钢过程良好的动力学条件进行脱硫,过 仅为精炼造白渣脱硫创造了有利的热力学条件,而 程平均脱硫率达到42%. 且也创造了动力学条件,精炼周期与连铸匹配实现 (2)该工艺提高了LF精炼炉的精炼效果,缩短 了多炉连浇,也为脱氧提供了有利条件,降低了钢 了处理周期,从而降低了生产成本,同时显著提高了 中夹杂物含量,提高了品种钢产品质量,同时减少了 钢水纯净度、 LF精炼造渣料用量,缩短了电弧加热化渣时间,大 (③)通过对工艺的优化和完善,可使部分钢种 幅度降低了电耗,因此降低了生产成本,获得了非常 不经LF炉处理也能满足生产性能的要求,从而更 好的技术经济效益,见表4. 大幅度地降低了生产成本

氧、脱硫以及钙处理创造了条件. 表2 炼钢吹炼终点、LF 精炼前预吹氩3min 后(FeO)含量对比 项目 吹炼终点 平均(FeO)/% 钢包平均 (FeO)/% (FeO)减少 量/% 出钢过程钢水净化工艺 16∙5 2∙32 85∙9 原工艺 16∙4 11∙80 28∙0 2∙4 钢水脱硫率 脱硫是该工艺的一个重要目标.在转炉出钢过 程中‚将复合精炼渣随钢流加入钢包内‚使流入钢包 内少量的炉渣失去活性(降低渣中(FeO) [6]‚同时通 过底吹搅拌‚为反应创造出更好的动力学条件‚使脱 氧产物与熔化的渣滴碰撞后浮出钢液‚形成硫容量 较大的熔渣.在渣洗过程中‚钢水脱硫与铁水不同‚ 在钢中含铝的条件下‚脱硫反应式由下式表示: CaO+2/3[Al]+[S ] (CaS)+1/3(Al2O3) (1) 从式(1)可以看出‚要获得良好的脱硫效果‚应 提高钢包渣的 CaO 活度和钢水中[Al]含量‚同时降 低渣中 Al2O3 活度[1]. 综合上述因素‚该工艺通过对钢水及熔渣氧化 性的控制‚对造好的熔渣进行良好的搅拌‚故熔渣在 较短的时间内达到了良好的脱硫效果.实践表明渣 洗工艺平均脱硫率能达到42%‚且初始硫越高‚脱 硫效果越明显(见表3). 表3 LF 精炼前脱硫情况对比表 项目 吹炼终点 [S ]/% LF 进站 [S ]/% ηs/% 出钢过程钢水净化工艺 0∙028 0∙016 42 原工艺 0∙023 0∙022 4∙3 2∙5 夹杂物脱除 通过出钢过程钢水净化工艺‚精炼渣系发生较 大变化‚提高了精炼渣碱度‚降低了渣中(FeO)‚不 仅为精炼造白渣脱硫创造了有利的热力学条件‚而 且也创造了动力学条件‚精炼周期与连铸匹配实现 了多炉连浇‚也为脱氧提供了有利条件‚降低了钢 中夹杂物含量‚提高了品种钢产品质量‚同时减少了 LF 精炼造渣料用量‚缩短了电弧加热化渣时间‚大 幅度降低了电耗‚因此降低了生产成本‚获得了非常 好的技术经济效益‚见表4. 表4 精炼周期和精炼电耗对比 项目 精炼周期/min 精炼电耗/(kWh·t —1) 原 LF 工艺 48 29∙9 出钢钢水净化+LF 工艺 34 23∙2 铸坯中非金属夹杂物以及总氧含量检验结果见 表5.从表5可以看出‚非金属夹杂物控制非常好‚ 评级均在1∙0级以下‚铸坯总氧含量也较好‚均在 30×10—6以下. 表5 钢水纯净度检验结果 炉号 非金属夹杂物/级 A 类 B 类 C 类 D 类 铸坯 T [O]/10—6 A 1∙0 0∙5 0∙5 0∙5 28∙9 B 0∙5 0∙5 0∙5 1∙0 29∙3 C 0∙5 0∙5 0∙5 0∙5 12∙3 要求 ≤1∙5 ≤2∙0 ≤2∙0 ≤2∙0 ≤30 采用该工艺对铸坯夹杂总量的影响见表6.由 表6可见‚铸坯夹杂物总量平均值由0∙0038%降为 0∙0023%‚钢水质量得到较大提高. 表6 铸坯夹杂总量 项目 钢种 炉号 夹杂总量/% 1 0∙0035 原 LF 工艺 45# 2 0∙0043 3 0∙0035 4 0∙0037 A—1 0∙0023 出钢过程钢水 A—2 0∙0026 净化+LF 工艺 65# B 0∙0020 C—1 0∙0022 C—2 0∙0023 3 结论 转炉出钢过程钢水净化工艺实践证明: (1) 该工艺能在较短时间内降低钢水及熔渣氧 化性‚利用出钢过程良好的动力学条件进行脱硫‚过 程平均脱硫率达到42%. (2) 该工艺提高了 LF 精炼炉的精炼效果‚缩短 了处理周期‚从而降低了生产成本‚同时显著提高了 钢水纯净度. (3) 通过对工艺的优化和完善‚可使部分钢种 不经 LF 炉处理也能满足生产性能的要求‚从而更 大幅度地降低了生产成本. Vol.31Suppl.1 白瑞国等: 出钢过程钢水净化工艺优化研究 ·51·

.52, 北京科技大学学报 2009年增刊1 (4)该工艺过程处理时间短,与LF工艺相比减 (高泽平,贺道中,炉外精炼.北京:冶金工业出版社,2005) 少了增碳增硅的几率,提高了低碳低硅钢的成分命 [4]XuZ Q.Ladle Refining.Beijing:Metallurgical Industry Press. 2003 中率. (徐曾启.炉外精炼,北京:冶金工业出版社,2003) 参考文献 [5]Zhang HS.The Application of compound deoxidizer to the steel- [1]Ozturk B.Turkdogan E T.Equilibrum sulphur distribution be- making final deoxidation.Industrial Heating.2004,33(6):62 tween molten calcium aluminate and steel.Part1.Met Sci (张怀嵩.复合脱氧剂在炼钢终脱氧中的应用.工业加热,2004, 33(6):62) 1984,18:299 [2]Lu DZ.Kinetics and mechanisms of calcium dissolution and mod- [6]Kajioka H.Ladle Refining:Challenges to Mass Production Sys- ification of oxide and sulphide inclusions in steel.Ironmaking tem of Various Grade and High Quality Steel.Li H.Translat- Steelmaking,1994,21(5):362 ed.Beijing:Metallurgical Industry Press,2002 [3]Gao Z P.He DZ.Ladle Refining.Beijing:Metallurgical Indus- (棍冈博幸,炉外精炼,李宏,译.北京:冶金工业出版社, try Press,2005 2002)

(4) 该工艺过程处理时间短‚与 LF 工艺相比减 少了增碳增硅的几率‚提高了低碳低硅钢的成分命 中率. 参 考 文 献 [1] Ozturk B‚Turkdogan E T.Equilibrum sulphur distribution be￾tween molten calcium aluminate and steel.Part1. Met Sci J‚ 1984‚18:299 [2] Lu D Z.Kinetics and mechanisms of calcium dissolution and mod￾ification of oxide and sulphide inclusions in steel. Ironmaking Steelmaking‚1994‚21(5):362 [3] Gao Z P‚He D Z.L adle Refining.Beijing:Metallurgical Indus￾try Press‚2005 (高泽平‚贺道中.炉外精炼.北京:冶金工业出版社‚2005) [4] Xu Z Q.L adle Refining.Beijing:Metallurgical Industry Press‚ 2003 (徐曾启.炉外精炼.北京:冶金工业出版社‚2003) [5] Zhang H S.The Application of compound deoxidizer to the steel￾making final deoxidation.Industrial Heating‚2004‚33(6):62 (张怀嵩.复合脱氧剂在炼钢终脱氧中的应用.工业加热‚2004‚ 33(6):62) [6] Kajioka H.L adle Refining:Challenges to Mass Production Sys￾tem of V arious Grade and High Quality Steel.Li H‚Translat￾ed.Beijing:Metallurgical Industry Press‚2002 ( 冈博幸.炉外精炼.李宏‚译.北京:冶金工业出版社‚ 2002) ·52· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1

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