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转炉冶炼船板钢渣洗工艺的开发研究

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为了通过改进转炉渣洗精炼工艺而减缓LF炉的作业压力,本文对转炉渣洗工艺进行了系统的理论阐述及工业实验.在工业实验中,采用铁水脱硫-转炉冶炼-出钢渣洗-氩站处理-连铸机浇注的生产工艺,在转炉出钢过程中投掷脱氧剂进行渣料造渣,通过吹氩搅拌为出钢过程创造良好的反应动力学条件以脱氧和脱硫,将氧的质量分数控制在2×10-5以内,过程脱硫率达到了45%~65%.而且因该工艺处理时间短,与普通LF工艺相比其回磷量更低.另外,由于熔渣的保温作用,使得中间包温降达到与LF温降相当的程度.
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D0L:10.13374h.issn1001-053x.2007.s1.033 第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 转炉冶炼船板钢渣洗工艺的开发研究 汪春雷2)刘纲)方炜2) 夏文勇2) 1)北京科技大学治金与生态工程学院,北京100083 2)新钢公司炼钢厂,新余338000 捕要为了通过改进转炉渣洗精炼工艺而减缓LF炉的作业压力,本文对转炉渣洗工艺进行了系统的理论阐述及工 业实验,在工业实验中,采用铁水脱硫一转炉治炼一出钢渣洗一氩站处理一连铸机浇注的生产工艺,在转炉出钢过程 中投掷脱氧剂进行渣料造渣,通过吹氩搅拌为出钢过程创造良好的反应动力学条件以脱氧和脱硫,将氧的质量分数控 制在2×10~以内,过程脱硫率达到了45%~65%.而且因该工艺处理时间短,与普通LF工艺相比其回磷量更低.另外, 由于熔渣的保温作用,使得中间包温降达到与LF温降相当的程度. 关键词转炉炼钢:合成渣:渣洗:脱硫:脱氧 分类号TF713.7 新钢炼钢厂目前拥有3座100t顶底复吹转炉, 1.3关键工艺控制点 2座LF精炼炉,4台连铸机(其中1和4为板坯连 出钢过程大于4min且氩站处理时间为10~15 铸机:2和3#为方坯连铸机),目前生产了24类品 min的关键工艺控制点见表2. 种钢,269个钢号,LF炉作业率在93%以上.但随 表1船B钢种成分表 着品种钢比例的增多,LF精炼能力己满足不了现有 钢水全部精炼的需求.本文针对这一现状,通过对 标准 C Si Mn Als 内控0.12-0.180.10-0.350.60-0.90≤0.025≤0.0150.006-0.03 转炉出钢过程采用渣洗精炼工艺,使部分钢种不经 目标0.150.20 0.75≤0.025≤0.0150.010 LF炉处理就能满足钢种使用性能的要求. 表2转炉、氩站关键工艺控制表 1工艺原理及实验 序号关键工序控制点 控制要求及目标 转炉终点控制 [C]≥0.06%、[P]≤0.015%、[]≤0.020% 渣洗工艺是利用转炉放钢过程良好的动力学搅 严控下渣 用挡渣塞挡渣出钢,渣层厚度≤60mm 拌条件,随钢流加入造渣料、脱氧剂及合金,在这 3出钢渣料加入 经料仓随钢流加入 一过程中,造渣料与脱氧产物碰撞结合,造配出具 4 合金加入顺序 按脱氧能力由弱至强的顺序加入 有良好吸附性能并能有效降低钢中硫含量的还原性 底吹控制 全程底吹(涌泉状) 精炼渣系.合成渣洗是避免钢液二次氧化、获得洁 6 氩站处理 根据定氧喂入适当铝线,并加入相应铝粒 净钢、并能进行脱硫的最简便的精炼手段.为了取 2 实验结果分析 得最佳的精炼效果,要求合成渣具备相应的物理化 学性质,而合成渣的成分是其性质的决定性因素,并 2.1 钢水及熔渣氧化性控制 通过对渣面加入铝粒,扩散脱氧,吹氩搅拌,进一 对钢液氧化性的控制是渣洗工艺的关键.首先, 步降低渣、钢的氧化性,从而达到良好的脱氧、脱 在出钢过程中随钢流加入铝系渣料、脱氧剂(根据 硫效果.最后在出站前进行适当的钙处理,使钢水 终点碳含量作相应调整)和合金,在加入成分与钢 质量满足最终性能要求, 液混冲的过程中进行脱氧、成渣反应,在该反应过 1.1工艺路线 程中关键在于控制钢中T[O]及渣中w(FeO+MnO) 铁水脱硫一转炉治炼一(严控下渣)一出钢渣洗 的含量(质量分数),以获得与LF类似的渣系.表3 一(项渣改质)一氩站处理一连铸机浇注. 和表4分别为实际生产中钢中氧含量及渣成分控制 1.2实验钢种 的数据. 实验钢种为船B,成分标准如表1所示, 从表3可得,根据终点碳调整吨钢脱氧剂的用 收精日期:2007-02-01 修回日期:2007-04-15 作者简介:汪春雷(1963一),男,高级工程师

第 29 卷 增刊 1 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.29 Suppl.1 2007 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期:2007−02−01 修回日期:2007−04−15 作者简介:汪春雷(1963—),男,高级工程师 转炉冶炼船板钢渣洗工艺的开发研究 汪春雷 2) 刘 纲 1) 方 炜 2) 夏文勇 2) 1)北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083 2)新钢公司炼钢厂,新余 338000 摘 要 为了通过改进转炉渣洗精炼工艺而减缓 LF 炉的作业压力,本文对转炉渣洗工艺进行了系统的理论阐述及工 业实验.在工业实验中,采用铁水脱硫—转炉冶炼—出钢渣洗—氩站处理—连铸机浇注的生产工艺,在转炉出钢过程 中投掷脱氧剂进行渣料造渣,通过吹氩搅拌为出钢过程创造良好的反应动力学条件以脱氧和脱硫,将氧的质量分数控 制在 2×10−5 以内,过程脱硫率达到了 45%~65%.而且因该工艺处理时间短,与普通 LF 工艺相比其回磷量更低.另外, 由于熔渣的保温作用,使得中间包温降达到与 LF 温降相当的程度. 关键词 转炉炼钢;合成渣;渣洗;脱硫;脱氧 分类号 TF 713.7 新钢炼钢厂目前拥有 3 座 100 t 顶底复吹转炉, 2 座 LF 精炼炉,4 台连铸机(其中 1# 和 4# 为板坯连 铸机;2# 和 3# 为方坯连铸机),目前生产了 24 类品 种钢,269 个钢号,LF 炉作业率在 93%以上.但随 着品种钢比例的增多,LF 精炼能力已满足不了现有 钢水全部精炼的需求.本文针对这一现状,通过对 转炉出钢过程采用渣洗精炼工艺,使部分钢种不经 LF 炉处理就能满足钢种使用性能的要求. 1 工艺原理及实验 渣洗工艺是利用转炉放钢过程良好的动力学搅 拌条件,随钢流加入造渣料、脱氧剂及合金.在这 一过程中,造渣料与脱氧产物碰撞结合,造配出具 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.合成渣洗是避免钢液二次氧化、获得洁 净钢、并能进行脱硫的最简便的精炼手段.为了取 得最佳的精炼效果,要求合成渣具备相应的物理化 学性质,而合成渣的成分是其性质的决定性因素.并 通过对渣面加入铝粒,扩散脱氧,吹氩搅拌,进一 步降低渣、钢的氧化性,从而达到良好的脱氧、脱 硫效果.最后在出站前进行适当的钙处理,使钢水 质量满足最终性能要求. 1.1 工艺路线 铁水脱硫—转炉冶炼—(严控下渣)—出钢渣洗 —(顶渣改质)—氩站处理—连铸机浇注. 1.2 实验钢种 实验钢种为船 B,成分标准如表 1 所示. 1.3 关键工艺控制点 出钢过程大于 4 min 且氩站处理时间为 10~15 min 的关键工艺控制点见表 2. 表 1 船 B 钢种成分表 % 标准 C Si Mn P S Als 内控 0.12~0.18 0.10~0.35 0.60~0.90 ≤ 0.025 ≤ 0.015 0.006~0.03 目标 0.15 0.20 0.75 ≤ 0.025 ≤ 0.015 0.010 表 2 转炉、氩站关键工艺控制表 序号 关键工序控制点 控制要求及目标 1 转炉终点控制 [C]≥0.06%、[P]≤0.015%、[S]≤0.020% 2 严控下渣 用挡渣塞挡渣出钢,渣层厚度≤60 mm 3 出钢渣料加入 经料仓随钢流加入 4 合金加入顺序 按脱氧能力由弱至强的顺序加入 5 底吹控制 全程底吹(涌泉状) 6 氩站处理 根据定氧喂入适当铝线,并加入相应铝粒 2 实验结果分析 2.1 钢水及熔渣氧化性控制 对钢液氧化性的控制是渣洗工艺的关键.首先, 在出钢过程中随钢流加入铝系渣料、脱氧剂(根据 终点碳含量作相应调整)和合金,在加入成分与钢 液混冲的过程中进行脱氧、成渣反应,在该反应过 程中关键在于控制钢中 T[O]及渣中 w(FeO+MnO) 的含量(质量分数),以获得与 LF 类似的渣系.表 3 和表 4 分别为实际生产中钢中氧含量及渣成分控制 的数据. 从表 3 可得,根据终点碳调整吨钢脱氧剂的用 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2007.s1.033

。70· 北京科技大学学报 2007年增刊1 量,可将到站[O]控制在2×10~5以内,为在吹氩站 工艺无热量补偿),所以通过提高渣中A12O3含量 进一步扩散脱氧、脱硫、钙处理创造了条件, 以降低渣的熔点,提高熔渣的流动性,渣的组成可 从表4可得,通过在出钢过程加入渣料后,可 以实现对钢水中氧含量的控制.该渣系在氩站处理 以生成与LF工艺基本相同的渣系成分,两种工艺 过程中保持了较好的流动性,呈柔和状,熔渣取出 方案渣系中熔渣氧化性均得到很好的控制.并通过 呈灰白色玻璃体,从熔渣形貌可以看出熔渣氧化性 对渣洗工艺的实践,得出进氩站的熔渣氧化性 较低,经分析熔渣(FeO+MnO)<1.0%,加之二元碱 w(Fe0+MnO)由氩站前平均的2.87%降至氩站后的 度达3.54.0. 0.70%,钢中酸溶铝≥0.008% 0.3 A10.0I% 0.3 表3到氩站氧控制表 (质量分数) 炉号 终点C%吨钢脱氧剂g到站O/106A1s% 7-9493 0.07 1.3 8.6 0.009 0.22ca0 SiO,饱和 0.4 9-9993 0.08 1.3 17.0 0.011 /3Ca0. C0·20饱和 7-9494 0.08 1.0 13.5 0.012 0.1Si02和 0.5 9-9994 0.06 1.8 18.9 0.008 .5=1gL 7-9497 0.09 1.3 5.4 0.022 CaO饱和 9-9996 0.06 1.5 8.3 0.011 0.8 0.7 0.6 0.5 9-9997 0.05 2.4 5.9 0.008 Nco 8-10740 0.08 1.4 8.4 0.008 8-10741 0.08 1.4 9.5 0.008 图11873KCa0-Al20y-SiO2渣系的疏分配比图 8-10744 0.008 1.4 82 0.008 钢水的[S]含量相对较低,而且其他成分元素的 7-11670 0.010 1.3 6.5 0.021 含量也低,所以认为提高[S]的传质速度,可以获得 表4LF工艺与渣洗工艺终渣样控制表 良好的脱硫效果,底吹氩是控制钢水硫含量扩散传 工艺Ca0Si02 Al2O:Mgo Feo+Mn0二元R 质的重要手段.一般搅拌与脱硫速度关系可以由下 LF工艺54-6012-1618-226-9 ≤1.5 0-5.0 式表示: 渣洗工艺44-529-1326-307-11 ≤1.50.54.0 Ks∝E" (3) 注:二元R为二元碱度,量纲为1. 式中,Ks为脱硫速度的容量系数,ε为搅拌功. 可见气体搅拌增加,Ks增加.本钢包为双透气 2.2渣洗脱疏效果 砖在底吹搅动及出钢钢流机械搅拌,如图2所示. 脱硫是渣洗工艺的重要目的,在转炉出钢过程 中,将铝系渣料与石灰随钢流加入钢包内,使流入 钢包内少量的炉渣失去活性(降低渣中FeO)): 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,此过程的脱氧、脱硫反应方 程式(1)和式(2)表示2: 2[Al]+3(FeO)=Al2O3+3[Fe] (1) (Cao)+[S]=(CaS)+[O] (2) 图2出钢过程钢流流动示意图 形成的熔渣与钢水之间硫的分配系数Ls= 通过水模实验:双透气砖的底吹模式,比单透 w(S)hw[S]%,CaO-Al2O3-SiO2渣系的硫分配比如图 气砖供气量增加,使气泡搅拌能增加,可以更好地 1所示 搅动钢液,扩大钢渣接触面积:在单位时间内可以 CaO-Al2O3-SiO2渣系的Ls随R(CaO/SiO2)的增 提高氩气吹入量,提高了搅拌功,以达到其良好的 加而升高.当熔渣成分靠近2Ca0Si02和3Ca0Si02 精炼效果, 饱和区域时,熔渣具有较大的Ls值.考虑到渣洗过 综合上述因素,新钢炼钢厂按照表4来控制终 程未用萤石,且受处理时间的限制(也受限于渣洗 渣成分,并通过对钢水及熔渣氧化性的控制,对造

• 70 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 量,可将到站[O]控制在 2×10−5 以内,为在吹氩站 进一步扩散脱氧、脱硫、钙处理创造了条件. 从表 4 可得,通过在出钢过程加入渣料后,可 以生成与 LF 工艺基本相同的渣系成分,两种工艺 方案渣系中熔渣氧化性均得到很好的控制.并通过 对渣洗工艺的实践,得出进氩站的熔渣氧化性 w(FeO+MnO)由氩站前平均的 2.87%降至氩站后的 0.70%,钢中酸溶铝≥0.008%. 表 3 到氩站氧控制表 炉号 终点[C]/% 吨钢脱氧剂/kg 到站[O]/10−6 Als/% 7−9493 0.07 1.3 8.6 0.009 9−9993 0.08 1.3 17.0 0.011 7−9494 0.08 1.0 13.5 0.012 9−9994 0.06 1.8 18.9 0.008 7−9497 0.09 1.3 5.4 0.022 9−9996 0.06 1.5 8.3 0.011 9−9997 0.05 2.4 5.9 0.008 8−10740 0.08 1.4 8.4 0.008 8−10741 0.08 1.4 9.5 0.008 8−10744 0.008 1.4 8.2 0.008 7−11670 0.010 1.3 6.5 0.021 表 4 LF 工艺与渣洗工艺终渣样控制表 % 工艺 CaO SiO2 Al2O3 MgO FeO+MnO 二元 R LF 工艺 54~60 12~16 18~22 6~9 ≤1.5 0~5.0 渣洗工艺 44~52 9~13 26~30 7~11 ≤1.5 0.5~4.0 注:二元 R 为二元碱度,量纲为 1. 2.2 渣洗脱硫效果 脱硫是渣洗工艺的重要目的.在转炉出钢过程 中,将铝系渣料与石灰随钢流加入钢包内,使流入 钢包内少量的炉渣失去活性(降低渣中 FeO)[1]; 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.此过程的脱氧、脱硫反应方 程式(1)和式(2)表示[2]: 2[Al]+3(FeO)=Al2O3+3[Fe] (1) (CaO) + [S] =(CaS)+[O] (2) 形成的熔渣与钢水之间硫的分配系数 LS= w(S)%/w[S]%,CaO−Al2O3−SiO2 渣系的硫分配比如图 1 所示. CaO−Al2O3−SiO2 渣系的 LS 随 R(CaO/SiO2)的增 加而升高.当熔渣成分靠近 2CaO·SiO2 和 3CaO·SiO2 饱和区域时,熔渣具有较大的 LS 值.考虑到渣洗过 程未用萤石,且受处理时间的限制(也受限于渣洗 工艺无热量补偿),所以通过提高渣中 Al2O3 含量 以降低渣的熔点,提高熔渣的流动性,渣的组成可 以实现对钢水中氧含量的控制.该渣系在氩站处理 过程中保持了较好的流动性,呈柔和状,熔渣取出 呈灰白色玻璃体,从熔渣形貌可以看出熔渣氧化性 较低,经分析熔渣(FeO+MnO)<1.0%,加之二元碱 度达 3.5~4.0. 图 1 1873 K CaO−Al2O3−SiO2 渣系的硫分配比图 钢水的[S]含量相对较低,而且其他成分元素的 含量也低,所以认为提高[S]的传质速度,可以获得 良好的脱硫效果,底吹氩是控制钢水硫含量扩散传 质的重要手段.一般搅拌与脱硫速度关系可以由下 式表示: KS∝ε n (3) 式中,KS 为脱硫速度的容量系数,ε 为搅拌功. 可见气体搅拌增加,KS 增加.本钢包为双透气 砖在底吹搅动及出钢钢流机械搅拌,如图 2 所示. 图 2 出钢过程钢流流动示意图 通过水模实验:双透气砖的底吹模式,比单透 气砖供气量增加,使气泡搅拌能增加,可以更好地 搅动钢液,扩大钢渣接触面积;在单位时间内可以 提高氩气吹入量,提高了搅拌功,以达到其良好的 精炼效果. 综合上述因素,新钢炼钢厂按照表 4 来控制终 渣成分,并通过对钢水及熔渣氧化性的控制,对造

Vol.29 Suppl.1 汪春雷等:转炉冶炼船板钢渣洗工艺的开发研究 71 好的熔渣进行良好的搅拌,故熔渣在较短的时间内 容易被渣滴同化并随渣滴一起上浮,使残留在钢中 达到了良好的脱硫效果,实践表明渣洗工艺脱硫率 脱氧产物的数量减少 在45%~65%之间,且初始硫越高,脱硫效果越明显. 2.5过程温降情况 2.3过程回磷 从图3看出,渣洗工艺放钢至氩站温降高于LF 统计了渣洗与LF工艺20炉次过程回磷情况如 工艺,而出站至中包温降与LF工艺相当,连铸过 表5. 程温降小,有利于拉速稳定.这是渣洗工艺在出钢 过程熔化渣料,故出钢温降稍大,但后期温降小由 表5过程回磷比较表 于渣洗工艺在氩站处理过程中形成良好的柔性熔渣 工艺 回磷范围% 平均值% 覆盖在钢水表面起到良好的保温效果 渣洗工艺 0.0010.005 0.003 LF工艺 0.003-0.005 0.004 1700 675 由表5可得,由于渣洗工艺处理时间短于LF 160 口165 31810 1600 工艺,在过程回磷控制方面,渣洗工艺稍优于LF 1550 工艺. 1500 140 2.4T[O]含量比较 出度州氧站LF盟出就站/正湖发平台温度 中但温度 分别统计了20炉次不同工艺下铸坯T[O]含量 图3两种不同工艺(原工艺为LD-氢站-CC)的过程温度对比图 情况如表6. 2.6 板材质量对比 表6两种工艺铸坯TIO1含量对比 10-6 生产船B力学指标比对如表7.从轧制后的板 工艺 TIO] 平均 材力学指标来看,通过渣洗工艺治炼的船B与LF 渣洗工艺 21.88-39.50 30.69 工艺冶炼的船B力学性能相差不大,能满足该钢种 LF工艺 19.15-52.24 35.67 的性能要求 从表6可得,渣洗处理与经LF处理相比,经 表7LF工艺与渣洗工艺轧制成板材上力学指标对比表 渣洗处理的钢液中的T[O]更低,这主要由于混冲过 屈服强度,0,抗拉强度,0。伸长率,6,冲击功 程中渣钢界面扩大了数百倍,增加了渣与钢中夹杂 工艺类型炉号 /Nmm) /N.mm) % 物接触的机会,钢中夹杂与乳化渣滴碰撞,被渣滴 LF工艺 300-360 440-50028.0-33.070-120 吸附、同化直径增大,使渣滴快速上浮去除。熔渣 7-9493 315 470 28.5 122 和钢液中溶解的氧满足分配定律.当还原性合成渣 9-9993 295 465 25.0 105 7-9494 与未脱氧或脱氧不充分的钢液接触时,渣在钢液中 310 470 28.0 105 9-9994 345 500 29.0 80 乳化,这使钢-渣界面成千倍增大.同时,在钢液 渣洗工艺 7-9497 305 475 27.5 112 的强烈搅拌的良好反应动力学条件下,使得溶解在 9-9996 355 515 32.5 76 钢中的氧加速扩散进入渣中,从而使钢液脱氧,进 9-9997 330 495 29.0 108 而避免钢液二次氧化. 平均值 322 484 28.5 101 对于非渣洗炉次,成品钢中含有一定的硅和铝, 所以可依靠氧和铝(硅)的二次反应降低钢中溶解的 3 结论 氧.但是这种氧化产物比较细小,难于上浮排出, 而以非金属夹杂的形式留在钢中.对于渣洗的炉次, (1)由转炉渣洗工艺实验可得,新钢炼钢厂的 由于熔渣被空气氧化的速率远小于钢液,所以因渣 工艺改革是可行的,可使部分钢种不经LF炉处理 的保护而使这种氧化作用减弱.再加上渣洗过程中 也能满足生产性能的要求,进而缓解LF炉作业压 扩散脱氧,这样就使氧化产物的数量减少,也就是 力 形成不易排出的夹杂的数量减少从而提高了钢质. (2)该工艺能在较短时间内控制钢水及熔渣氧 另外,由于混冲过程中的脱氧作用,部分地抵 化性(FeO+MnO<1.0%),利用出钢过程良好的动 消了出钢过程中二次氧化的有害作用,使形成不易 力学条件进行脱硫,过程脱硫率在45%~65%. 排除的夹杂数量减少,此外,乳化渣滴表面可作为 (3)渣洗工艺过程处理时间短与LF工艺相比 二次脱氧产物反应新相形成的核心,脱氧产物比较 减少了回磷量,进一步降低了钢液的二次氧化,使

Vol.29 Suppl.1 汪春雷等:转炉冶炼船板钢渣洗工艺的开发研究 • 71 • 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.实践表明渣洗工艺脱硫率 在 45%~65%之间,且初始硫越高,脱硫效果越明显. 2.3 过程回磷 统计了渣洗与 LF 工艺 20 炉次过程回磷情况如 表 5. 表 5 过程回磷比较表 工艺 回磷范围/% 平均值/% 渣洗工艺 0.001~0.005 0.003 LF 工艺 0.003~0.005 0.004 由表 5 可得,由于渣洗工艺处理时间短于 LF 工艺,在过程回磷控制方面,渣洗工艺稍优于 LF 工艺. 2.4 T[O]含量比较 分别统计了 20 炉次不同工艺下铸坯 T[O]含量 情况如表 6. 表 6 两种工艺铸坯 T[O]含量对比 10−6 工艺 T[O] 平均 渣洗工艺 21.88~39.50 30.69 LF 工艺 19.15~52.24 35.67 从表 6 可得,渣洗处理与经 LF 处理相比,经 渣洗处理的钢液中的 T[O]更低,这主要由于混冲过 程中渣钢界面扩大了数百倍,增加了渣与钢中夹杂 物接触的机会,钢中夹杂与乳化渣滴碰撞,被渣滴 吸附、同化直径增大,使渣滴快速上浮去除.熔渣 和钢液中溶解的氧满足分配定律.当还原性合成渣 与未脱氧或脱氧不充分的钢液接触时,渣在钢液中 乳化,这使钢−渣界面成千倍增大.同时,在钢液 的强烈搅拌的良好反应动力学条件下,使得溶解在 钢中的氧加速扩散进入渣中,从而使钢液脱氧,进 而避免钢液二次氧化. 对于非渣洗炉次,成品钢中含有一定的硅和铝, 所以可依靠氧和铝(硅)的二次反应降低钢中溶解的 氧.但是这种氧化产物比较细小,难于上浮排出, 而以非金属夹杂的形式留在钢中.对于渣洗的炉次, 由于熔渣被空气氧化的速率远小于钢液,所以因渣 的保护而使这种氧化作用减弱.再加上渣洗过程中 扩散脱氧,这样就使氧化产物的数量减少,也就是 形成不易排出的夹杂的数量减少从而提高了钢质. 另外,由于混冲过程中的脱氧作用,部分地抵 消了出钢过程中二次氧化的有害作用,使形成不易 排除的夹杂数量减少.此外,乳化渣滴表面可作为 二次脱氧产物反应新相形成的核心,脱氧产物比较 容易被渣滴同化并随渣滴一起上浮,使残留在钢中 脱氧产物的数量减少. 2.5 过程温降情况 从图 3 看出,渣洗工艺放钢至氩站温降高于 LF 工艺,而出站至中包温降与 LF 工艺相当,连铸过 程温降小,有利于拉速稳定.这是渣洗工艺在出钢 过程熔化渣料,故出钢温降稍大,但后期温降小由 于渣洗工艺在氩站处理过程中形成良好的柔性熔渣 覆盖在钢水表面起到良好的保温效果. 图 3 两种不同工艺(原工艺为 LD−氩站−CC)的过程温度对比图 2.6 板材质量对比 生产船 B 力学指标比对如表 7.从轧制后的板 材力学指标来看,通过渣洗工艺冶炼的船 B 与 LF 工艺冶炼的船 B 力学性能相差不大,能满足该钢种 的性能要求. 表 7 LF 工艺与渣洗工艺轧制成板材上力学指标对比表 工艺类型 炉号 屈服强度,σs /(N·mm−2 ) 抗拉强度,σb /(N·mm−2 ) 伸长率,δ5 /% 冲击功 /J LF 工艺 — 300~360 440~500 28.0~33.0 70~120 7−9493 315 470 28.5 122 9−9993 295 465 25.0 105 7−9494 310 470 28.0 105 9−9994 345 500 29.0 80 7−9497 305 475 27.5 112 9−9996 355 515 32.5 76 9−9997 330 495 29.0 108 渣洗工艺 平均值 322 484 28.5 101 3 结论 (1)由转炉渣洗工艺实验可得,新钢炼钢厂的 工艺改革是可行的,可使部分钢种不经 LF 炉处理 也能满足生产性能的要求,进而缓解 LF 炉作业压 力. (2)该工艺能在较短时间内控制钢水及熔渣氧 化性(FeO+MnO<1.0%),利用出钢过程良好的动 力学条件进行脱硫,过程脱硫率在 45%~65%. (3)渣洗工艺过程处理时间短与 LF 工艺相比 减少了回磷量,进一步降低了钢液的二次氧化,使

72 北京科技大学学报 2007年增刊1 钢质量有了明显的提高. 参考文献 (4)熔化良好的熔渣覆盖在钢水表面上,对钢 木尾冈博幸.炉外精炼.北京:治金工业出版社,2002:105 水起到良好的保温效果,使中包温降小,与LF工2高泽平,贺道中.炉外精炼.北京:治金工业出版社,2O5 艺温降相当 17 (5)对于所实验的钢种,经渣洗工艺治炼的板 [3)徐曾启.炉外精炼.北京:治金工业出版社,2003:17 材,在性能和质量上都符合产品标准 The development of slag washing craft for converter smelting deck steel WANG Chunle LIU Gang,FANG We).XIA Wenyong?) 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Steelmaking Plant of Xinyu Iron and Steel Co.Ltd,Xinyu 338000,China ABSTRACT For the purpose of slowing down the LF stove the work pressure by improving the craft of slag washing of converter,slag washing of converter in a systematic theory and the experiment of industry was ex- plained.In the industry experiment,the production craft of the iron melt desulphurization-converter smelting steel tapping slag washing-argon station processing-pouring continuous caster was used.The deoxidizer in the converter tapping process was thrown to carry on slag formation of slag charge,through blowing the argon agitation for the tapping process creation good reaction kinetics condition for the deoxidization,the desulphuri- zation,the oxygen content control in 2x10-.The process desulfurization percentage was achieved 45%~65%. Moreover,because this craft process time was short,it was lower that compared phosphorus kick-back quantity with the ordinary LF craft.As a result the slag heat preservation function,the middle package temperature was dropped suitable degree to achieve with the LF temperature. KEY WORDS converter steel-making;synthetic Slag;slag washing;desulphurization;deoxidization

• 72 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 钢质量有了明显的提高. (4)熔化良好的熔渣覆盖在钢水表面上,对钢 水起到良好的保温效果,使中包温降小,与 LF 工 艺温降相当. (5)对于所实验的钢种,经渣洗工艺冶炼的板 材,在性能和质量上都符合产品标准. 参 考 文 献 [1] 木尾冈博幸. 炉外精炼. 北京:冶金工业出版社,2002:105 [2] 高泽平,贺道中. 炉外精炼. 北京:冶金工业出版社,2005: 17 [3] 徐曾启. 炉外精炼. 北京:冶金工业出版社, 2003: 17 The development of slag washing craft for converter smelting deck steel WANG Chunlei2), LIU Gang1), FANG Wei2), XIA Wenyong2) 1) Metallurgical and Ecological Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Steelmaking Plant of Xinyu Iron and Steel Co. Ltd, Xinyu 338000, China ABSTRACT For the purpose of slowing down the LF stove the work pressure by improving the craft of slag washing of converter, slag washing of converter in a systematic theory and the experiment of industry was ex￾plained. In the industry experiment, the production craft of the iron melt desulphurization − converter smelting steel tapping slag washing − argon station processing − pouring continuous caster was used. The deoxidizer in the converter tapping process was thrown to carry on slag formation of slag charge, through blowing the argon agitation for the tapping process creation good reaction kinetics condition for the deoxidization, the desulphuri￾zation, the oxygen content control in 2×10−5 . The process desulfurization percentage was achieved 45%~65%. Moreover, because this craft process time was short, it was lower that compared phosphorus kick-back quantity with the ordinary LF craft. As a result the slag heat preservation function, the middle package temperature was dropped suitable degree to achieve with the LF temperature. KEY WORDS converter steel-making; synthetic Slag ; slag washing; desulphurization; deoxidization

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