合成渣在低成本生產潔凈鋼中的應用培訓課件(共44頁).ppt

1、合成渣在低本錢生產潔凈鋼中的應用馬春生 成都會議合成渣的歷史 在電弧爐煉鋼工藝問世以后,為了提高鋼的質量和性能,冶金工作者就開發(fā)并應用了爐外合成渣精練工藝。在沒有任何精煉裝置的當年，利用合成渣爐外精煉工藝實現(xiàn)了對鋼水進一步脫氧、脫硫、改變夾雜物形態(tài)、去除鋼中夾雜等改善和提高鋼性能的作用，為開發(fā)大量航空、航天、軍工等領域的高科技鋼做出了巨大的奉獻。應用合成渣的優(yōu)越性 操作簡單、適用性廣、無需專用設施、不占工序時間，與其它精煉工藝LF、RH、VD相比顯著降低生產本錢及節(jié)約工序時間。在生產某些鋼種時完全可以利用合成渣渣洗頂渣改質等工藝手段局部或全部替代其它精煉裝置來實現(xiàn)脫硫、脫氧、改變鋼中夾雜物的形

2、態(tài)、去除鋼中夾雜等工藝目的，提高鋼的潔凈度，改善鋼的質量，減少了其他精煉裝置的負擔，降低鋼的生產本錢。合成渣應用的前景 隨著CAS-OB、LF爐、RH、VD等一系列爐外精煉設施的應用，人們在鋼的生產過程中淡忘，甚至拋棄了合成渣爐外精煉技術。隨著高效低本錢生產潔凈鋼概念的提出，人們又開始重視合成渣爐外精煉技術的開發(fā)與應用。 替代或減輕精煉爐的負擔。 降低本錢 節(jié)約工序時間 促進煉鋼廠循環(huán)經濟的開展LF精煉爐的選擇性應用 功能的發(fā)揮成分、溫度、活套、氧、硫 深脫氧深脫硫鋼水升溫調整成分活套 普通長材：吹氬、頂渣改質、CAS-OB、LT 熱軋帶鋼：S 0.006%,吹氬或CASRH或VD工藝； S

3、0.003%，LFRH或VD工藝； 中厚板： LFVD或RH 冷軋帶鋼： ELC和ULC鋼類， RH； LCAK： LF爐不宜用于生產冷軋鋼類； 特殊鋼棒線材：LF+RHVD合成精煉渣的種類1.預置脫磷合成渣2.鋼包沖洗精煉渣3.頂渣改質劑4.緩釋脫氧劑合成精煉渣的制造分類 本錢 熔點 反響性1.液態(tài)渣2.電弧爐預熔渣3.沖天爐預熔渣4.燒結合成渣5.壓密機制合成渣6.機混合成渣合成渣的理化性能要求用途決定性能要求氧化性 復原性熔點粘度流動性堿度脫磷 鐵水預處理脫磷 先脫硅、后脫磷 復吹轉爐脫磷 脫磷條件FeO、T、R)前后 脫磷轉爐脫磷 投資、能源、時間、工序 預置脫磷劑脫磷轉爐脫磷的困難

4、由于脫磷反響是放熱反響，溫度、爐渣中CaO和FeO含量對脫磷率有著直接的影響。在轉電爐煉鋼過程中，只有當渣中SiO2和(FeO)含量到達一定的程度是石灰才能融化，一般認為良好脫磷的條件是，溫度為12901320左右；堿度CaO / SiO22.0；渣中(FeO)含量13%。 在煉鋼爐中，當熔池中爐渣堿度和渣中FeO含量都增加到滿足脫磷要求的時候，熔池溫度就可能超過最正確脫磷溫度，冶煉前期的脫磷效率就低。如果煉鋼爐前期脫磷不好，等到冶煉后期高溫脫磷的話，必須是高溫、高堿度、高氧化性脫磷。冶煉終點的三高狀態(tài)，將會對煉鋼本錢和質量造成惡劣的影響，因此都追求冶煉前期脫磷。脫磷劑成分 CaO Fe2O3

5、 FeO SiO2 Al2O3 MgO P2O5含量/% 35-45 33-43 11-20 5 5 3 0.5 12501280按CaO：Fe2O3FeO為2:1進行配制參加量為1520kg/t。 轉爐 參加量：1422/18.5 鐵水磷：0.080.15/0.09 終點磷：0.0040.012/0.01 終點碳：0.080.53/0.35 終點溫度：15901620/1613 電爐 參加量：1520/17.5鐵水磷： 0.080.15/0.09 終點磷： 0.0040.010/0.009終點碳： 0.080.50/0.33 終點溫度：15851620/1610 鋼包合成精煉渣功能功能設計：

6、1.稀釋型改變鋼包渣成分SiO2、FeO、Al2O3)2.輔助脫氧、脫硫型-脫氧劑、脫硫劑3.促進脫氧產物上浮型-熔點、粘度、成分合成渣根本原料的選擇7Al2O312CaO的獲取 電爐熔融 燒結 鈣渣 加密機制原料選擇低熔點低氧化性低SiO2含量發(fā)泡功能改善流動性復原功能有害元素的控制鋼種要求合成精煉渣的脫氧 一種是在合成渣中參加一定量的具有脫氧能力的物質，使其與鋼中的氧直接反響進行脫氧，如CaC2、Al等。 另一種脫氧作用是通過參加合成渣后，破壞鋼中原來Mn、Si、Al、C等脫氧反響的平衡，促進了Mn、Si、Al、C等脫氧反響的進一步進行。 隨著出鋼過程合成渣的參加，鋼液溫度下降，降低了渣中

7、SiO2、MnO、(Al2O3)、(CO)等的濃度，使反響平衡向右移動，脫氧反響繼續(xù)進行。由此也可以斷定，如果合成渣的堿度越大，其脫氧的效果就越好。合成渣脫硫 渣的成分對硫的分配系數(shù)有很大的影響。爐渣中FeO值增加，LS值降低。當(CaO)/(FeO)的比值增加時，LS值提高。渣中的MgO在含量不高時，能起到與CaO類似的脫硫作用，但是當(MgO)到達10%時，隨(MgO) 含量增加，LS值下降。 在鋼包中用合成渣精煉鋼液時，也存在著類似的關系。渣中SiO2+Al2O3的總量對LS也有明顯的影響。有資料認為：當SiO2+Al2O3=30%34%，(FeO)0.5%，(MgO)12%時，可到達較

8、高的LS值。表3-33說明在CaO-Al2O3渣中，不同CaO%對應的LS值。 電石的脫硫鋼包合成渣精煉的動力學條件鋼流沖擊攪拌發(fā)泡劑作用 炸裂熔化 強化攪拌Al2O3的危害 鋁脫氧鋼的特點 脫氧劑與夾雜物的關系(終點C、帶渣量 結瘤 IF 軸承鋼 管線 簾線鋼包合成精煉渣的去除夾雜物作用 出鋼過程中參加的合成精煉渣在鋼流的巨大動力沖擊下，與鋼水迅速混合并進行充分的熱交換而熔化，特別是以“鈣渣7Al2O312CaO為主體的合成渣熔點低，熔化更快。這些熔化了的合成渣是含有大量Al2O3的鋁酸鈣，對固相的脫氧產物Al2O3有較好的吸附能力，像母液一樣將出鋼時參加的石灰和產生的固相脫氧產物Al2O3

9、吸附進來轉變?yōu)橐合嗟匿X酸鈣凝聚在一起長大，迅速上浮。解決鋁脫氧鋼絮水口 大量的生產實踐說明，在生產鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼出鋼時參加上述合成精煉渣，對于解決連鑄水口結瘤問題效果十分顯著，這反過來證明了：出鋼時合成精煉渣渣洗工藝可以促進鋼中一次脫氧產物(Al2O3)的去除。 鋼包精煉渣改變鋼包頂渣成分作用 出鋼時參加合成渣可以對煉鋼爐進入鋼包的爐渣有稀釋作用，降低頂渣中FeO、(MnO)、(P2O5)、(CaS)和(SiO2)的含量，增加了(CaO)和( Al2O3)的含量，從而降低了爐渣的氧化性，減少了鋼水回磷的幾率，有利于提高出鋼時的脫硫效率，增加了頂渣的堿度，強化了頂渣吸附Al2O3夾雜的能力，為LF

10、爐精煉創(chuàng)造了良好的條件。 稀釋法頂渣改質劑成分指標 成分CaOAl2O3 MgOCaF2 SiO2 P、S水分 含量% 3040 2030 79 46 8 0.05 0.5鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼鋼包渣洗用合成精煉渣理化指標 成份 CaO Al2O3 MgO SiO2 CaF2 燒減 金屬Al 含量/% 4060 1520 58 6 46 68 010簾線鋼類合成精煉渣典型組成 組成 CaO SiO2 Al2O3 MgO CaF2 燒減 含量/% 3040 3040 8 68 46 68頂渣改質劑稀釋煉鋼爐渣改變頂渣成分吸附夾雜物能力、堿度、氧化性。與鋼包精煉渣組合：替代LF爐，減輕LF爐負擔提高鋼包的使

11、用壽命稀釋法頂渣改質劑成分指標 成分 CaOAl2O3 MgO CaF2 SiO2 P、S水分含量% 3040 2030 79 46 6 0.05 0.5脫氧、脫硫型頂渣改質劑成分 成份 CaO Al2O3 MgO SiO2 CaF2 C 燒減 Al 含量% 20-60 15-20 5-8 6 4-6 0-10 8-10 15-50 利用鋁灰進行頂渣改質的探討 在煉鋼過程中，可適量參加作為輔助脫氧和改變渣的成分使用。但是由于鋁灰中的鹽渣含有易燃物H3、刺激物h4、有害物H5、可浸出物H13，由于其可浸出性，與水反響產生有毒、有害氣體，嚴重污染環(huán)境，氧化鋁又是高熔點2050物質，氮化鋁反響后也會

12、生產氮氣，污染鋼液，故在使用過程中應綜合考慮，認真對待。 改前 改后CaO 48/43-51 43/(36-53)SiO2 14/11-16 9.7/(3.0-18)Al2O3 1.1/(0.7-1.4) )MgO 10/(9-12) 8.6/(5.7-13)FeO 19/(15-26) 1.47/(0.49-2.75)MnO 2.0/(1.4-3.7) 1.05/(0.15-2.67)出鋼脫硫率及降低脫氧鋁用量 應用出鋼沖洗合成精煉渣和頂渣改質工藝，在不配加電石脫氧時，渣洗脫硫率為0%58%，平均為17%；配加電石脫氧時渣洗脫硫率15%80%，平均為37%。 應用出鋼沖洗合成精煉渣和頂渣改質

13、工藝可減少出鋼時沉淀脫氧用鋁量10%左右；可減少精煉時擴散脫氧用鋁量30%以上。減少了水口結瘤現(xiàn)象 某150噸轉爐大型煉鋼廠在應用渣洗和頂渣改質工藝之前，經常生因塞棒被浸蝕嚴重和水口結瘤而發(fā)生的斷澆事故。應用該工藝后，鈣處理消耗鈣線的量降低了1030%，涮塞棒的事故減少了80%，水口結瘤的現(xiàn)象急劇減少，因水口結瘤而斷澆返爐的事故根本杜絕。大量的生產實踐說明，只要各工序認真操作，特別是認真執(zhí)行鋼包合成渣渣洗和頂渣改質工藝，就能從根本上解決水口結瘤問題。提高鋼材潔凈度 某40噸電爐廠應用渣洗和頂渣改質工藝后，生產的高檔軸承鋼A、B、C、D、DS夾雜物檢查不合格率降低了76%。 某100噸轉爐特殊鋼

14、廠應用上述工藝生產100Cr6、SKF等高檔次軸承鋼，鋼材夾雜物檢查的合格率也有很大提高。夾雜物檢驗中單點超標率減少了50%、B粗單點超標率減少了42%，D粗單點超標率減少了30%。緩釋脫氧劑的開發(fā)和應用 LF爐精煉功能有脫氧、脫硫、精煉、去除夾雜等。為了滿足脫氧的要求需要向爐渣投放脫氧材料；為了吸附夾雜需要熔渣有適宜的粘度、流動性和組成；為了對鋼液進行保溫并與大氣有效隔絕要求熔渣有連續(xù)發(fā)泡的功能。因此，在LF爐精煉過程中往往要不斷地參加脫氧劑及精煉渣、發(fā)泡渣、脫硫渣、脫氧劑等多種材料。LF爐粉狀脫氧劑 參加的脫氧劑多為粉狀，如碳粉、硅鐵粉、金屬鋁粉等。當這些脫氧劑直接參加LF爐內時脫氧劑的利

15、用率低下，一是由于除塵系統(tǒng)巨大抽力作用，局部粉狀脫氧劑將會被抽走；二是參加的粉狀脫氧劑局部在電弧的高溫區(qū)與進入LF爐系統(tǒng)的空氣中的氧進行了氧化反響；三是參加的粉狀脫氧劑落到渣面上時分別不均勻，成堆成塊，反響集中、不徹底、不均衡，漂浮在渣外表的脫氧劑也易被進入LF爐系統(tǒng)的空氣中的氧氧化。總之，粉狀脫氧劑的利用率低。緩釋脫氧劑的理化性能指標種類 金屬Al CaO Al2O3 SiO2 CaF2 MgO C 燒減強緩% 2030 2327 121 6 35 68 05 610弱緩% 510 1825 2025 6 35 68 015 610 緩釋脫氧效果LF爐精煉造渣本錢比照中間包覆蓋劑的優(yōu)化中間包覆蓋劑的優(yōu)化 中間包覆蓋劑的冶金功