自贝塞麦发明酸性空气底吹转炉炼钢法起,开始了转炉大量生产钢水的历史,如图3所示。上世纪50年代用氧气代替空气炼钢是炼钢史上的一次重大变革,70年代出现的氧气底吹转炉和顶吹复合转炉,是氧气转炉在发展和完善通路上取得的丰硕成果,如图4所示。
一、吹炼过程元素氧化规律
(一)炉钢吹炼过程和元素的氧化规律
1)冶炼过程概述
从装料到出钢,倒渣,转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉和倒渣几个阶段,如图5所示。一炉钢的吹氧时间通常为12-18in左右。
上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼。在送氧开吹的同时,加入第一批渣料,加入量相当于全炉总渣量的三分之二,开吹4-6分钟后,第一批渣料化好,再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好,则许加入第三批萤石渣料。吹炼过程中的供氧强度:
小型转炉为2.5-4.5以上的转炉一般为2.8-3.6in)。
◆开吹时氧枪枪位采用高枪位,目前是为了早化渣,多去磷,保护炉衬;
◆在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”,不喷溅,快速脱碳与脱硫,熔池均匀升温为原则;
◆在吹炼末期要降枪,主要目的是熔池钢水成分和温度均匀,加强熔池搅拌,稳定火焰,便于判断终点,同时使降低渣中fe含量,减少铁损,达到溅渣的要求。
◆当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时,即停吹,倒炉取样,测定钢水温度,取样快速分析[c]、[s]、[p]的含量,当温度和成分符合要求时,就出钢。
◆当钢水流出总量的四分之一时,向钢包中的脱氧合金化剂,进行脱氧,合金化,由此一炉钢冶炼完毕。
(1)硅的氧化规律
在吹炼初期,铁水中的[si]和氧的亲和力大,而且[si]氧化反应为放热反应,低温下有利于此反应的进行,因此,[si]在吹炼初期就大量氧化。
[si]+o2=(sio2)(氧气直接氧化)
[si]+2[o]=(sio2)(熔池内反应)
[si]+(feo)=(sio2)+2[fe](界面反应)
2(feo)+(sio2)=(2feo?sio2)
随着吹炼的进行石灰逐渐溶解,2feo?ao?ao牢固的结合为稳定的化合物,sio2活度很低,在碱性渣中feo的活度较高,这样不仅使[si]被氧化到很低程度,而且在碳剧烈氧化时,也不会被还原,即使温度超过1530c,[c]与[o]的亲和力也超过[ao)与(ao?]也不能还原(sio2)。
硅的氧化对熔池温度,熔渣碱度和其他元素的氧化产生影响:
▼[si]氧化可使熔池温度升高;
▼[si]氧化后生成(sio2),降低熔渣碱度,熔渣碱度影响脱磷,脱硫;
▼熔池中[c]的氧化反应只有到0.15时,才能激烈进行。影响硅氧化规律的主要因素:[si]与[o]的亲和力,熔池温度,熔渣碱度和feo活度。=""(2)锰的氧化规律=""在吹炼初期,[mn]也迅速氧化,但不如[n]+[o]="(n]+[o2]="(n]+(feo)="(mno)+[fe](界面反应)"(no?sio2"余锰或残锰:=""锰的氧化产物是碱性氧化物,在吹炼前期形成(ao含量的增加,会发生=""(ao?no)呈自由状态,吹炼后期炉温升高后,(]="[no)+[fe]=(feo)+[mn]"吹炼终了时,钢中的锰含量也称余锰或残锰。残锰高,可以降低钢中硫的危害,但冶炼工业纯铁,则要求残锰越低越好。=""影响残锰的因素:=""◆炉温高有利于(mno)的还原,残锰量高;=""◆碱度升高,可提高自由(mno)浓度,残锰量增加;=""◆降低熔渣中(feo)含量,可提高残锰含量;=""◆铁水中锰含量高,单渣操作,钢水残锰也会高些。=""(3)碳的氧化规律=""影响碳氧化速度的变化规律的主要因素有:熔池温度、熔池金属成分、熔渣中(∑feo)和炉内搅拌强度。在吹炼的前、中、后期,这些因素是在不断发生变化,从而体现出吹炼各期不同的碳氧化速度,如图6所示。=""吹炼前期:熔池平均温度低于1400-1500c,[n]含量高且与[o]亲和力均大于[c]-[o]的亲和力,(∑feo)较高,但化渣、脱碳消耗的(feo)较少,熔池搅拌、碳的氧化速度不如中期高。=""吹炼中期:熔池温度高于1500c,[n]含量降低,-[o]亲和力,碳氧化消耗较多的(feo),熔渣中(∑feo)有所降低,熔池搅拌强烈,反应区乳化较好,结果此期的碳氧化速度高。=""吹炼后期,熔池温度很高,超过1600c,[c]含量较低,(∑feo)增加,熔池搅拌不如中期,碳氧化速度比中期低。=""(4)磷的变化规律=""磷的变化规律主要表现为吹炼过程中的脱磷速度。脱磷速度的变化规律,主要受熔池温度,熔池中金属[p]含量,熔渣中(∑feo),熔渣碱度,熔池的搅拌强度或脱碳速率的影响。=""表1顶吹转炉吹炼各期的特点=""因素时期=""熔池温度=""(∑feo)=""炉渣碱度=""降碳速度=""前期=""较低=""较高=""低=""低于中期=""中期=""较高=""较低=""较高=""高于初期=""后期=""高=""高=""高=""低于中期=""前期不利于脱磷的因素是炉渣碱度比较低,因此,为及早形成碱度较高的炉渣,是前期脱磷的关键。=""中期不利于脱磷的因素是(∑feo)较低,因此,如何控制渣中(∑feo)达10-20,避免炉渣“返干”是中期脱磷的关键。=""后期不利于脱磷的热力学因素是熔
喜欢一六二二请大家收藏:(m.iuu123.com),爱优小说网更新速度最快。