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轉(zhuǎn)爐煉鋼知識問答3:頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝(三)
  發(fā)布時間:2017年05月23日 點(diǎn)擊數(shù):

3-22  造渣制度包括哪些內(nèi)容?

造渣制度是確定合適的造渣方法、渣料的種類、渣料的加入數(shù)量和時間以及加速成渣的措施。

3-23什么是單渣操作,它有什么特點(diǎn)?

單渣操作就是在吹煉過程中只造一次渣,中途不倒渣、不扒渣,直到吹煉終點(diǎn)出鋼。

入爐鐵水Si、P、S含量較低,或者鋼種對P、S要求不太嚴(yán)格,以及冶煉低碳鋼時,均可以采用單渣操作。

采用單渣操作,工藝比較簡單,吹煉時間短,勞動條件好,易于實(shí)現(xiàn)自動控制。單渣操作一般脫磷效率在90%左右,脫硫效率約為30%~40%。

3-24什么是雙渣操作,它有什么特點(diǎn)?

在吹煉中途倒出或扒除約1/2~2/3爐渣,然后加入渣料重新造渣為雙渣操作。根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種的要求,也可以多次倒渣造新渣。

在鐵水磷含量高且吹煉高碳鋼、鐵水硅含量高,為防止噴濺,或者在吹煉低錳鋼種時,為防止回錳等均可采用雙渣操作。但當(dāng)前有的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)不能—次拉碳,多次倒?fàn)t并添加渣料補(bǔ)吹,這也是一種變相的雙渣操作;這對鋼的質(zhì)量、材料捎耗以及爐襯都十分不利。

雙渣操作脫磷效率可達(dá)95%以上,脫硫效率約60%左右。雙渣操作會延長吹煉時間,增加熱量損失,降低金屬收得率,也不利于過程自動控制,惡化勞動條件。對煉鋼用鐵水最好采用預(yù)處理進(jìn)行三脫。

3-25什么是留渣操作,它有什么特點(diǎn)?

留渣操作就是將上爐終渣的一部分留給下爐使用。終點(diǎn)熔渣的堿度高,溫度高,并且有一定(TFe)含量,留到下一爐,有利于初期渣盡早形成,并且能提高前期去除P、S的效率,有利于保護(hù)爐襯,節(jié)省石灰用量。

采用留渣操作時,在兌鐵水前首先要加石灰或者先加廢鋼稠化冷凝熔渣,當(dāng)爐內(nèi)無液體渣時方可兌入鐵水,以避免引發(fā)噴濺。

濺渣護(hù)爐技術(shù)在某種程度上可以看作是留渣操作的特例。

3-26  石灰的加入量如何確定?

石灰的加入量是根據(jù)鐵水、廢鋼、生鐵塊中Si、P含量及爐渣堿度來確定的。

3-27  渣料的加入批量和時間應(yīng)怎樣考慮,為什么?

渣料的加入批量和時間對成渣速度有直接的影響。若在開吹時將渣料全部一次加入爐內(nèi),必然導(dǎo)致熔池溫度偏低,熔渣不易形成,并且還會抑制碳的氧化。所以單渣操作時,渣料一般都是分兩批加入。第一批渣料是總量的一半或一半以上,其余的第二批加入。如果需要調(diào)整熔渣或爐溫,才有所謂第三批渣料。

在正常情況下,第一批渣料是在開吹的同時加入。第二批渣料的加入時間是在Si、Mn氧化基本結(jié)束,第一批渣料基本化好,碳焰初起時加入。

3-28  轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣為什么要少加、不加螢石或使用螢石代用品?

螢石作為助熔劑的優(yōu)點(diǎn)是化渣快,效果明顯。但用量過多,對爐襯有侵蝕作用,對環(huán)境也有污染,有時容易形成嚴(yán)重泡沫渣而引起噴濺。另外,螢石是貴重資源,所以要盡量少用或不用。

鐵礦石、燒結(jié)礦、OG泥燒結(jié)礦都可代替螢石。由于它們又是冷卻劑,加入量要根據(jù)熔池溫度而定。有條件的也可采用貧錳礦石作助熔劑。

3-29  渣量的大小對冶煉有哪些影響,如何用錳平衡法計(jì)算渣量?

大渣量操作對冶煉的影響如下:

(1)能適當(dāng)?shù)靥岣呙摿?、脫硫效率?/p>

(2)加大了渣料消耗量;

(3)容易造成噴濺,并增加熱損失和鐵損;

(4)加劇對爐襯的沖刷蝕損,降低爐齡。

所以在保證最大限度地去除磷、硫條件下,渣量越少越好。

渣量可以用元素平衡法計(jì)算。Mn和P兩元素,從渣料及爐襯中的來源很少,其數(shù)量可以忽略不計(jì)。因而可以用Mn或P的平衡來計(jì)算渣量。

3-30  什么是少渣操作,轉(zhuǎn)爐煉鋼為什么要采用少渣操作?

在一般情況下,轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量占金屬量的10%以上,但經(jīng)過三脫預(yù)處理的鐵水,硅、磷、硫含量都很低,轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷、脫硫的負(fù)荷大大減輕了,可以只承擔(dān)脫碳和升溫的任務(wù),能夠做到少渣操作。

當(dāng)每噸金屬料中石灰加入量小于20kg/t時,每噸金屬料形成渣量小于30kg/t為少渣操作。

少渣操作的優(yōu)點(diǎn)如下:

(1)由于鐵水硅含量很低(ω[Si]≤0.15%),為保證爐渣堿度所需的石灰加入量也可減少,降低了渣料消耗和能耗,減少了污染物的排放。

(2)轉(zhuǎn)爐中渣量少,因此氧的利用率高,終點(diǎn)氧含量低,余錳高,鐵損少,合金元素吸收率較高。

(3)減少對爐襯侵蝕,減少噴濺。

3-31  石灰渣化的機(jī)理是怎樣的?

石灰在爐內(nèi)渣化過程是通過試驗(yàn)及對未熔透石灰塊的成分分析了解的。開吹后,各元素的氧化產(chǎn)物FeO、SiO2、MnO、Fe2O3等形成了熔渣。加入的石灰塊就浸泡在初期渣中,被這些氧化物包圍著。這些氧化物從石灰表面向其內(nèi)部滲透,并與CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成一些低熔點(diǎn)的礦物,引起了石灰表面的渣化。這些反應(yīng)不僅在石灰塊的外表面進(jìn)行著,而且也在石灰氣孔的內(nèi)表面進(jìn)行聲。石灰就是這樣逐漸被渣化的。

轉(zhuǎn)爐煉鋼爐渣堿度都大于3.0,其成分點(diǎn)在CaO-FeO-SiO2三元相圖1600℃等溫截面圖上處于Ⅲ、Ⅳ區(qū),石灰在渣化成分點(diǎn)移至Ⅱ區(qū)(液相區(qū))。MnO和Fe2O3同樣也能夠破壞2CaO•SiO2的生成。CaF2和少量MgO能夠擴(kuò)大CaO-FeO- SiO2三元相圖液相區(qū),對成渣有利。

在吹煉前期,由于(TFe)含量高,雖然爐溫不太高,石灰也可以部分渣化;在吹煉中期,由于碳的激烈氧化,(TFe)被大量消耗,熔渣的礦物組成發(fā)生了變化,由2FeO•SiO2→CaO•FeO•SiO2→2CaO•SiO2,熔點(diǎn)升高,石灰的渣化有些停滯,出現(xiàn)返干現(xiàn)象。大約在吹煉的最后的1/3時間內(nèi),碳氧化的高峰已過,(TFe)又有所增加,因而石灰的渣化加快了,渣量又有增加。

3-32  吹煉過程中加速石灰渣化的途徑有哪些?

根據(jù)石灰渣化的機(jī)理分析,加快石灰渣化的途徑有:

(1)改進(jìn)石灰質(zhì)量,采用軟燒活性石灰。這種石灰氣孔率高,比表面積大,可以加快石灰的渣化。

(2)適當(dāng)改變助熔劑的成分。增加MnO、CaF2和少量的MgO含量,都有利于石灰的渣化。

(3)提高開吹溫度,石灰在初期渣中渣化速度也會加快。以廢鋼為冷卻劑時,是在開吹前加入,前期爐溫提高較慢。如果是用鐵礦石為冷卻劑,它可以分批加入,有利于前期爐溫的提高,也有助于前期成渣。

(4)控制合適的槍位既能促進(jìn)石灰的渣化,又可避免發(fā)生噴濺,還可在碳的激烈氧化期熔渣不返干。

(5)采用合成渣可以促進(jìn)熔渣的快速形成。

3-33  泡沫渣是怎樣形成的,它對吹煉有什么影響,如何控制泡沫渣?

在吹煉過程中,由于氧流與熔池的相互作用,形成了氣—熔渣—金屬液密切混合的三相乳化液。分散在爐渣中的小氣泡的總體積,往往超過熔渣本身的體積。熔渣成為薄膜,將氣泡包住并使其隔開,引起熔渣發(fā)泡膨脹,形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度經(jīng)常在1~2m乃至3m。  

由于爐內(nèi)的乳化現(xiàn)象,大大發(fā)展了氣—熔渣—金屬液的界面,加快了爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度。從而達(dá)到了良好的吹煉效果。倘若控制不當(dāng),嚴(yán)重的泡沫渣也會導(dǎo)致事故。

在吹煉初期,爐渣堿度低,并含有一定量的FeO、SiO2、P2O5等成分,主要是這些表面活性物質(zhì)穩(wěn)定了氣泡。

在吹煉中期,碳激烈氧化產(chǎn)生大量的CO氣體,由于爐渣堿度提高,形成了硅酸鹽及磷酸鹽等高熔點(diǎn)礦物,表面活性物質(zhì)減少,穩(wěn)定氣泡主要是固體懸浮微粒。此時如果能控制得當(dāng),避免或減輕熔渣返干現(xiàn)象,就能得到合適的泡沫渣。

在吹煉后期,脫碳速度降低,只要熔渣堿度不過高,穩(wěn)定泡沫的因素就大大減弱了,一般不會產(chǎn)生嚴(yán)重的泡沫渣。

在吹煉過程中,氧壓低,槍位過高,渣中(TFe)大量增加,會促進(jìn)泡沫渣的發(fā)展,嚴(yán)重時還會產(chǎn)生泡沫性噴濺或溢渣。相反,槍位過低,尤其是在碳氧化激烈的中期,(TFe)含量低,又會導(dǎo)致熔渣的返干而造成金屬噴濺。所以,只有控制得當(dāng),才能夠保持正常的泡沫渣。

3-34  吹煉過程中為什么會出現(xiàn)熔渣“返干”現(xiàn)象?

在吹煉過程中,因氧壓高,槍位過低,尤其是在碳氧化激烈的(TFe)含量,保持正常的泡沫渣。

3-35  用輕燒白云石為調(diào)渣劑其加入量怎樣確定?

加入輕燒白云石為調(diào)渣劑,是給爐渣提供足夠數(shù)量的MgO,使其溶解度達(dá)到飽和或過飽和??梢詼p輕初期渣對爐襯的蝕損量;終渣能夠做黏,便于掛渣和濺渣,保護(hù)爐襯利于延長爐襯的使用壽命。

終點(diǎn)渣MgO含量控制范圍在8%~10%,因此輕燒白云石的加入數(shù)量也不一樣。

3-36  對輕燒白云石或菱鎂礦的加入時間如何考慮?

根據(jù)研究:當(dāng)R=0.7時,爐襯的蝕損最嚴(yán)重;在R>1.2時,爐襯的蝕損量才顯著下降。根據(jù)這個結(jié)論來看,輕燒白云石或菱鎂礦應(yīng)早加為好,以保持初期渣中ω(MgO),≥8%,減少爐襯蝕損,加速爐渣熔化。出鋼后根據(jù)熔渣狀況和濺渣的要求,確定是否補(bǔ)加調(diào)渣劑稠渣。

3-37  轉(zhuǎn)爐煉鋼的溫度制度包括哪些內(nèi)容,它對冶煉有什么影響?

溫度制度主要是指煉鋼過程溫度控制和終點(diǎn)溫度控制。

吹煉任何鋼種,對其出鋼溫度都有要求。如果出鋼溫度過低,水口容易結(jié)瘤,鋼包易粘鋼甚至出現(xiàn)要回爐處理的事故。若出鋼溫度過高,不僅會增加鋼中夾雜物和氣體含量,影響鋼的質(zhì)量,而且還會增加鐵的燒損,降低合金元素吸收率,降低爐襯和鋼包內(nèi)襯壽命,造成連鑄坯(或鋼錠)多種缺陷甚至澆注漏鋼。沸騰鋼出鋼溫度過高時,還會引起澆注前期模內(nèi)不沸騰,后期大翻,導(dǎo)致堅(jiān)殼帶過薄等缺陷。因此,控制好終點(diǎn)溫度是頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝的重要環(huán)節(jié)之一??刂坪脽掍撨^程溫度是確保終點(diǎn)溫度達(dá)到目標(biāo)值的關(guān)鍵。

3-38  吹煉過程中熔池?zé)崃康牟稍磁c支出各有哪些方面?

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱量來源是鐵水的物理熱和化學(xué)熱。鐵水的物理熱是指鐵水帶入的熱量,與鐵水溫度有直接關(guān)系;鐵水的化學(xué)熱就是鐵水中各元素氧化、成渣過程所放出的熱量,它與鐵水的化學(xué)成分有關(guān)。

3-39  什么叫轉(zhuǎn)爐的熱效率,如何提高熱效率?

根據(jù)轉(zhuǎn)爐初期渣堿度與爐襯蝕損量關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)只從熱量的來源看,鐵水的物理熱和化學(xué)熱大約各占一半,因此鐵水的溫度與化學(xué)成分直接關(guān)系轉(zhuǎn)薩煉碉熱量的來源,所以對轉(zhuǎn)爐用鐵水的溫度和化學(xué)成分必須有一定的要求。

從熱量支出來看,鋼水的物理熱約占70%,這是一項(xiàng)主要的支出,熔渣帶走的熱量太約占10%,爐氣物理熱也約占10%,金屬鐵珠及噴濺帶走熱、爐襯及冷卻水帶走撤煙塵物理熱,生白云石及礦石分解熱,還有其他熱損失總共約占10%。指鋼水物理熱及礦石分解熱。

真正有效熱占整個熱量來源的70%左右,在熱量的利用上還有一定潛力。其中,熔渣帶走的熱量大約占10%,它與渣量的多少有關(guān)。因此在保證去除P、S的條件下,宜用最小的渣量。渣量過大不僅增加渣料的消耗,也增加熱量的損失,為此最好應(yīng)用鐵水預(yù)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)少渣操作;同時在吹煉過程中還要盡量減少和避免噴濺;縮短冶煉周期,減少爐與爐的間隔時間等,都是減少熱損失,提高轉(zhuǎn)爐熱效率的措施。熱效率提高以后,可以多加廢鋼,或多加冷卻劑鐵礦石,以提高金屬收得率。

來源:鋼鐵技術(shù)網(wǎng)

 

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