正在加载图片...
Vol.31 Suppl.I 区铁等：RH精炼钢中全氧量变化与操作改进 73. 1.1降低钢中全氧量 Qakt P1 wy 0+W1(0+akT P1) (3) 对低碳、超低碳钢全氧含量的变化进行测定与 估算，确定主要影响因素，包括调整出钢溶解氧含 其中：为去除全氧的表观速率常数，min1. 量、钢包渣成分、R一KTB操作及真空脱气纯处理 时间，以降低钢中全氧含量. 1.2控制钢中细微夹杂物 预先向低碳钢钢水增氨，然后进入RH装置抽 真空，从上升管喷嘴连续喷吹氨气或氩气驱动钢水 ak P,(T[Ol-T[OL) 环流与脱气，以减少钢中尺寸大于10m的夹杂物 QTIOL QTIOJ 试验按预定时间取样，考察真空处理前后，中间包的 炉渣成分，钢水及连铸坯全氧量，和非金属夹杂物等 TIOJ 相关参数 2试验结果和讨论 2.1RH装置内钢水全氧量变化的研究 图1RH装置中去除全氧的示意图 由于很难对高温钢水中夹杂物分离去除的基本 由于系数K涉及环流、扩散、吸附夹杂物表面 步骤进行分析观察，忽略全氧去除速率中的系数项 积和表观平衡浓度等方面，不适当的操作（过度搅 内涵是文献中的一种典型处理方式]， 拌、环境污染)会加大逆过程驱动力，从而影响全氧 为了研究全氧去除的规律，这里假设：真空室和 的分离去除 钢包钢水处于均匀混合状态；去除T[0]的控速环 图2比较了RH纯脱气过程弱脱氧钢全氧量的 节为钢液相传质，考虑钢包和真空室钢水中全氧的 测定值及计算值.由T[O]=R/K可以推得二次 质量平衡，钢包钢水中全氧量随时间的变化可建立 氧化速率(R),同时按式(2)计算可知，K= 一个二阶非齐次微分方程式来描述 0.16mim1,R=2.32×10-6min-1,T[0]e= T[o]o akr dr[ol dt WI dt 24.1×10-6.其中与脱氧产物平衡的溶解氧含量为 9.6×10-6,夹杂物中的氧含量为14.5×10-6.从 QakT PT[O]QakT PT[Ole 钢水的二次氧化速率看，单纯添加铝矾土稀释炉渣 wy W1 wy W1 (1) 抑制传氧作用有限 式中，T[0]为钢水中全氧浓度，10-6；t为脱气处理 时间，mim;Q为循环流量，tmin一l;a为吸附氧化 物夹杂的有效表面积，m2:A为钢水密度，kgm3； kr是全氧的传质系数，m 'min;T[0]。是全氧的 一■一铝钒土1 表观平衡浓度，10-6；wv是真空室钢水量，t;W1是 0 10 一●一无 2 一▲一铝钒土3 环流过程钢包钢水量，t· 一-无 4 图1为RH环流去除全氧的示意图.图中，Wv 一Eq.(2) D 和W1分别为真空室和环流过程中钢包钢水量，t; 10152025 T[O]v和T[0]1分别为真空室和钢包钢水中全氧 t/min 浓度，10-5；QT[0]v和QT[0]1分别为单位时间 图2RH纯脱气期间弱脱氧钢全氧量的变化 从真空室向钢包流出和从钢包流入真空室的全氧质 量，tmin1. 2.2改进操作与钢的洁净度 在初始条件t=0,T[0]=T[0]v=T[0]o,求 全氧量是衡量钢质洁净度的重要指标)，为了 解方程(1)，得到RH处理过程钢水中全氧浓度随时 使全氧量控制在适当水平，试验比较了相同搅拌条 间变化的微分方程通解. 件下出钢溶解氧含量([0])、钢包渣成分和真空脱 T[0]=T[0]e+(T[0]o-T[0]e)exp(-Kt) 气时间等影响因子对低碳镇静钢全氧量的影响，如 (2) 图3所示，评估影响因子级差发现，影响全氧量去1∙1 降低钢中全氧量 对低碳、超低碳钢全氧含量的变化进行测定与 估算确定主要影响因素包括调整出钢溶解氧含 量、钢包渣成分、RH－KTB 操作及真空脱气纯处理 时间以降低钢中全氧含量． 1∙2 控制钢中细微夹杂物 预先向低碳钢钢水增氮然后进入 RH 装置抽 真空从上升管喷嘴连续喷吹氮气或氩气驱动钢水 环流与脱气以减少钢中尺寸大于10μm 的夹杂物． 试验按预定时间取样考察真空处理前后中间包的 炉渣成分钢水及连铸坯全氧量和非金属夹杂物等 相关参数． 2 试验结果和讨论 2∙1 RH 装置内钢水全氧量变化的研究 由于很难对高温钢水中夹杂物分离去除的基本 步骤进行分析观察忽略全氧去除速率中的系数项 内涵是文献中的一种典型处理方式［7］． 为了研究全氧去除的规律这里假设：真空室和 钢包钢水处于均匀混合状态；去除 T ［O］的控速环 节为钢液相传质．考虑钢包和真空室钢水中全氧的 质量平衡钢包钢水中全氧量随时间的变化可建立 一个二阶非齐次微分方程式来描述． d 2T ［O］ d t 2 ＋ Q W1 ＋ Q＋ akTρ1 w V dT ［O］ d t ＋ QakTρ1T ［O］ w V W1 ＝ QakTρ1T ［O］e w V W1 （1） 式中T ［O］为钢水中全氧浓度10－6 ；t 为脱气处理 时间min；Q 为循环流量t·min －1 ；a 为吸附氧化 物夹杂的有效表面积m 2 ；ρ1 为钢水密度kg·m －3 ； kT 是全氧的传质系数m·min －1 ；T ［O］e 是全氧的 表观平衡浓度10－6 ；w V 是真空室钢水量t；W1 是 环流过程钢包钢水量t． 图1为 RH 环流去除全氧的示意图．图中WV 和 W1 分别为真空室和环流过程中钢包钢水量t； T ［O］V和 T ［O］1 分别为真空室和钢包钢水中全氧 浓度10－6 ；QT ［O］V 和 QT ［O］1 分别为单位时间 从真空室向钢包流出和从钢包流入真空室的全氧质 量t·min －1． 在初始条件 t＝0T ［O］＝T ［O］V＝T ［O］0求 解方程（1）得到 RH 处理过程钢水中全氧浓度随时 间变化的微分方程通解． T ［O］＝T ［O］e＋（T ［O］0－T ［O］e）exp（－κT t） （2） κT＝ QakTρ1 w V Q＋ W1（ Q＋ akTρ1） （3） 其中 κT 为去除全氧的表观速率常数min －1． 图1 RH 装置中去除全氧的示意图 由于系数 κT 涉及环流、扩散、吸附夹杂物表面 积和表观平衡浓度等方面不适当的操作（过度搅 拌、环境污染）会加大逆过程驱动力从而影响全氧 的分离去除． 图2比较了 RH 纯脱气过程弱脱氧钢全氧量的 测定值及计算值．由 T ［O］e＝ R／κT 可以推得二次 氧化 速 率 （ R ）同 时 按 式 （2） 计 算 可 知κT＝ 0∙16min －1R ＝2∙32×10－6 min －1T ［O］e＝ 24∙1×10－6．其中与脱氧产物平衡的溶解氧含量为 9∙6×10－6夹杂物中的氧含量为14∙5×10－6．从 钢水的二次氧化速率看单纯添加铝矾土稀释炉渣 抑制传氧作用有限． 图2 RH 纯脱气期间弱脱氧钢全氧量的变化 2∙2 改进操作与钢的洁净度 全氧量是衡量钢质洁净度的重要指标［1］为了 使全氧量控制在适当水平试验比较了相同搅拌条 件下出钢溶解氧含量（［O］）、钢包渣成分和真空脱 气时间等影响因子对低碳镇静钢全氧量的影响如 图3所示．评估影响因子级差发现影响全氧量去 Vol．31Suppl．1 区 铁等： RH 精炼钢中全氧量变化与操作改进 ·73·