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炼钢精炼生产中的参数控制

发布时间:2020-08-19 15:18:34 浏览:1032次

【摘要】在目前冶金企业的炼钢生产中,连铸技术得到迅猛发展。炼钢精炼技术也要求越来越高,技术发展水平受到的极大的挑战,利用炼钢生产中的加热功能可以解决很多连铸生产中的缺陷,对于调高产量,提升钢水质量,协调炼钢生产与连铸匹配的节奏都有着重要的作用和积极的意义。这就要求我们在精炼的过程中,必须控制好各项生产参数,让LF充分发挥出最大的潜力。在生产中快速升温,采用泡沫埋弧加热工艺减少电弧对炉盖和钢包渣线的热辐射,提高生产效率,稳步让炼钢技术成熟化。


【关键词】炼钢生产;精炼;控制


LF钢包精炼炉是处在还原气氛之内进行的,工艺流程按照利用电极埋弧加热和合成渣精炼,其中大部分的合成渣具有良好的还原作用,完成脱硫、脱氧和去气等重要的炼钢生产任务,不但节能降耗,增加产量,而且对钢水质量也有很大的提升作用。在这个额精炼工艺过程中,最终效果的好坏和合成渣有着直接的关系。在LF精炼中,一般都向钢包之内加入一定比例的合成渣料,利用电弧加热形成液态渣,起到良好的绝热保温作用,该工艺流程的特点大致有以下几步:


(1)采用高碱度、高还原性渣料可以进一步脱除钢中硫、氧。由于在LF炉精炼中采用底部吹氩搅拌,增加了渣-钢接触面积和机会,可获得满意的精炼效果。


(2)保护包衬,提高热效率。


(3)捕捉钢中夹杂物,净化钢液。LF炉通过底部吹氩搅拌,促使钢中夹杂物聚集上浮,与渣接触被吸收,可以精炼超纯净钢液。


(4)隔绝空气,防止钢液吸收气体。


(5)对夹杂物进行变性处理。


1影响脱硫的主要因素


(1)炉渣碱度:渣中含有CaO是脱硫的首要条件,提高渣中CaO浓度有利于脱硫反应的进行。生产实践表明,碱度R=2.5~3.5时脱硫效果最好;


(2)渣量:适当加大渣量可以提高CaO含量,稀释CaS浓度,对脱硫有明显效果;


(3)渣中FeO含量:随着FeO含量的降低有利于脱硫反应进行;


(4)搅拌能力:满足脱硫的热力学条件后,限制环节变为硫在钢中的扩散与硫在渣中的转移。因此增强搅拌能力,增大有效反应面积可提高脱硫速率。


2合理的精炼渣系


LF炉精炼关键在于快速造白渣。在LF快速而稳定的造出流动性好并有一定乳化性的还原性白渣,是LF脱硫、吸附夹杂及保证钢水质量所必需的。结合自身的生产特点开发了造白渣脱硫技术。出钢过程加完合金后,到精炼位后加入部分化渣剂化渣,待化透后开始加热,在加热过程中,加第一批渣料,渣料熔化良好后,加入第一批脱氧剂(约为总量的2/3)。当精炼成份微调后,此时钢渣应变黄白色,接着加入第二批脱氧剂(约为总量的1/3)约3~5min后,钢渣应全部变为白渣,保持白渣时间约为10~15min。渣料配比为石灰:萤石=5~6。


(1)渣量控制


适当的渣量是脱硫的首要条件。渣量小,渣中碱度达不到要求,不利于脱硫;渣量过大,虽可以提高脱硫率,但原材料和电耗也增加。同时,炉渣过厚,脱硫反应时间过长,不利于调节生产节奏。在生产中,渣料不是一次性加入,而是分批加入。第一次在加热前加入60%左右,含CaO>50%的精炼渣,剩余的则为硅钙粉、碳化硅和石灰等在处理过程中分批次根据炉渣状况加入。


(2)渣况判断及渣性控制


正常情况下LF炉渣子颜色随着氧化性变化,渣子氧化性不同,其颜色也不同。同时炉渣碱度不同,其物理状态也不同,因此可以利用观察渣子状态来判断其氧化性和碱度情况。为及时了解炉渣特性,需要对炉渣外观物理特性有所了解。实际生产中,使用烧氧管粘钢包内炉渣,观察炉渣颜色形状,来判断渣子氧化性和碱度等化学性质。然后做相应调整,保证炉渣合适的理化性能。


白渣是一种碱性渣,具有良好的脱氧和脱硫能力。造白渣的好坏直接关系到钢液脱硫的效果。而评定白渣的好坏首先是看渣色,不仅看炉渣白的程度,而且要看白渣保持时间。白渣颜色稳定,且保持时间长,才能说明钢液脱氧良好。碱性渣随着炉渣的氧化性而呈现不同的颜色,所以渣色是炉渣与钢液脱氧程度的标志。随着炉渣氧化性的减弱,炉渣颜色也逐渐变浅,由黑色→棕色→黄色→淡黄色→白色变化。


钢LF炉造白渣脱硫主要是在稀薄渣熔化形成后,添加SiC粉使炉渣具有还原性,逐步使炉渣变白。精炼渣主要含CaO>50%,然后进行加热化渣处理。待精炼渣基本熔化时,加入第1批SiC粉,第1次加热结束,测温取样同时观察炉渣状况,氧化渣一般呈黑色。如果炉渣呈淡黄色、黄色、棕色以至发黑时,说明炉渣脱氧不良,需进一步脱氧。如果炉渣呈白色或稍带一点灰色,说明炉渣脱氧良好,可以不加或少加SiC粉。在造白渣处理中,为了加速炉渣脱氧,在加SiC粉时,也采取加适量铝粒进行脱氧。在造白渣过程中SiC粉的投入量占总渣量的20%左右,加铝粒是为了加速脱氧。


造好的白渣呈均匀的小泡沫,用渣棒粘渣,渣层均匀。冷却后表面呈白色鱼子状,断面白色带灰色或细线,且疏松多孔,冷却后会自动粉化成白色粉末。这是最理想的白渣现象。如没粉化,则碱度不够,仍须加石灰调整。所以在处理时,也须人工加精炼渣调整碱度。


3生产参数控制:


(1)优化吹氩模式


通过优化吹氩控制来达到快速造白渣、并加强白渣的精炼效果。炉外精炼过程中钢液的搅拌是重要的操作,在精炼过程中起着均匀钢液温度与成分、促进钢渣之间反应、加快夹杂物上浮的作用,而且直接关系着其它精炼手段的实现。精炼过程中搅拌是必不可少的手段,合理的搅拌可以提高钢液的质量,但是不合理的搅拌可能恶化钢液质量。


当吹氩过大会造成炉内的气泡迅速逸出,达不到造白渣的要求。如从精炼开始到结束都保持一定的吹氩压力和流量,前期吹氩过小对化渣不利,后期吹氩过大易卷渣、吸气,既不能有效保证快速化渣,也不能避免夹杂物的卷人。很有必要制定一个较为合适的吹氩制度。简单说来,应达到如下要求:


在精炼前期由于要加入大量的造渣料,必须有较大的吹氩压力才能保证所加入的料在钢包表面完全铺开,保证造渣料不在加料孔边堆积,为造出白渣提供有利条件。当造渣料化开后,要达到发泡的效果,必须减小吹氩压力,便于维持发泡埋弧,增强钢渣反应及脱硫的效果。


通电结束后,再减小吹氩压力和流量,保证钢水一定的软吹时间,使得各类夹杂物充分上浮,从而提高钢水纯净度,达到钢水精炼的目的。


根据各钢包容量的大小,通过计算吹氩的搅拌强度,确定各精炼阶段最佳的吹氩流量。


(2)稳定精炼的通电参数


通过稳定供电制度来保证白渣的造出和维持。通过生产实践,也摸索了一点规律:通电开始采用小电流起弧,防止因突然大电流起弧电极晃动厉害造成断电极。起弧稳定一定时间后,进人加料阶段,此时为了保证造渣料完全化开需增大电流,用高电能转化的热量融化造渣料。当造渣料完全化开后考虑浇注温度要求进行调温处理,逐步降低通电电流,维持精炼功效。


参考文献:


[1]赵沛.炉外精炼及铁水预处理实用技术手册[M].北京.冶金工业出版社.2004.


[2]张敏.超低硫钢钢水精炼技术研究[D],攀枝花:攀枝花钢铁研究院,2007,6.


[3]赵保国等.LF精炼造渣工艺研究[J].包钢科技.2003(29).


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