合成渣在低成本生產(chǎn)潔凈鋼中的應(yīng)用培訓(xùn)課件(共44頁).ppt

1、合成渣在低本錢生產(chǎn)潔凈鋼中的應(yīng)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(zhì)量和性能,冶金工作者就開發(fā)并應(yīng)用了爐外合成渣精練工藝。在沒有任何精煉裝置的當(dāng)年，利用合成渣爐外精煉工藝實(shí)現(xiàn)了對鋼水進(jìn)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(lǐng)域的高科技鋼做出了巨大的奉獻(xiàn)。應(yīng)用合成渣的優(yōu)越性 操作簡單、適用性廣、無需專用設(shè)施、不占工序時(shí)間，與其它精煉工藝LF、RH、VD相比顯著降低生產(chǎn)本錢及節(jié)約工序時(shí)間。在生產(chǎn)某些鋼種時(shí)完全可以利用合成渣渣洗頂渣改質(zhì)等工藝手段局部或全部替代其它精煉裝置來實(shí)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(zhì)量，減少了其他精煉裝置的負(fù)擔(dān)，降低鋼的生產(chǎn)本錢。合成渣應(yīng)用的前景 隨著CAS-OB、LF爐、RH、VD等一系列爐外精煉設(shè)施的應(yīng)用，人們在鋼的生產(chǎn)過程中淡忘，甚至拋棄了合成渣爐外精煉技術(shù)。隨著高效低本錢生產(chǎn)潔凈鋼概念的提出，人們又開始重視合成渣爐外精煉技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。 替代或減輕精煉爐的負(fù)擔(dān)。 降低本錢 節(jié)約工序時(shí)間 促進(jìn)煉鋼廠循環(huán)經(jīng)濟(jì)的開展LF精煉爐的選擇性應(yīng)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(diào)整成分活套 普通長材：吹氬、頂渣改質(zhì)、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(chǎn)冷軋鋼類； 特殊鋼棒線材：LF+RHVD合成精煉渣的種類1.預(yù)置脫磷合成渣2.鋼包沖洗精煉渣3.頂渣改質(zhì)劑4.緩釋脫氧劑合成精煉渣的制造分類 本錢 熔點(diǎn) 反響性1.液態(tài)渣2.電弧爐預(yù)熔渣3.沖天爐預(yù)熔渣4.燒結(jié)合成渣5.壓密機(jī)制合成渣6.機(jī)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(fù)原性熔點(diǎn)粘度流動性堿度脫磷 鐵水預(yù)處理脫磷 先脫硅、后脫磷 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐脫磷 脫磷條件FeO、T、R)前后 脫磷轉(zhuǎn)爐脫磷 投資、能源、時(shí)間、工序 預(yù)置脫磷劑脫磷轉(zhuǎn)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(zhuǎn)電爐煉鋼過程中，只有當(dāng)渣中SiO2和(FeO)含量到達(dá)一定的程度是石灰才能融化，一般認(rèn)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(dāng)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(shí)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(diǎn)的三高狀態(tài)，將會對煉鋼本錢和質(zhì)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(jìn)行配制參加量為1520kg/t。 轉(zhuǎn)爐 參加量：1422/18.5 鐵水磷：0.080.15/0.09 終點(diǎn)磷：0.0040.012/0.01 終點(diǎn)碳：0.080.53/0.35 終點(diǎn)溫度：15901620/1613 電爐 參加量：1520/17.5鐵水磷： 0.080.15/0.09 終點(diǎn)磷： 0.0040.010/0.009終點(diǎn)碳： 0.080.50/0.33 終點(diǎn)溫度：15851620/1610 鋼包合成精煉渣功能功能設(shè)計(jì)：

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(jìn)脫氧產(chǎn)物上浮型-熔點(diǎn)、粘度、成分合成渣根本原料的選擇7Al2O312CaO的獲取 電爐熔融 燒結(jié) 鈣渣 加密機(jī)制原料選擇低熔點(diǎn)低氧化性低SiO2含量發(fā)泡功能改善流動性復(fù)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(zhì)，使其與鋼中的氧直接反響進(jìn)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(jìn)了Mn、Si、Al、C等脫氧反響的進(jìn)一步進(jìn)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(jìn)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(dāng)(CaO)/(FeO)的比值增加時(shí)，LS值提高。渣中的MgO在含量不高時(shí)，能起到與CaO類似的脫硫作用，但是當(dāng)(MgO)到達(dá)10%時(shí)，隨(MgO) 含量增加，LS值下降。 在鋼包中用合成渣精煉鋼液時(shí)，也存在著類似的關(guān)系。渣中SiO2+Al2O3的總量對LS也有明顯的影響。有資料認(rèn)為：當(dāng)SiO2+Al2O3=30%34%，(FeO)0.5%，(MgO)12%時(shí)，可到達(dá)較

8、高的LS值。表3-33說明在CaO-Al2O3渣中，不同CaO%對應(yīng)的LS值。 電石的脫硫鋼包合成渣精煉的動力學(xué)條件鋼流沖擊攪拌發(fā)泡劑作用 炸裂熔化 強(qiáng)化攪拌Al2O3的危害 鋁脫氧鋼的特點(diǎn) 脫氧劑與夾雜物的關(guān)系(終點(diǎn)C、帶渣量 結(jié)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(jìn)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(diǎn)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(chǎn)物Al2O3有較好的吸附能力，像母液一樣將出鋼時(shí)參加的石灰和產(chǎn)生的固相脫氧產(chǎn)物Al2O3

9、吸附進(jìn)來轉(zhuǎn)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(chǎn)實(shí)踐說明，在生產(chǎn)鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼出鋼時(shí)參加上述合成精煉渣，對于解決連鑄水口結(jié)瘤問題效果十分顯著，這反過來證明了：出鋼時(shí)合成精煉渣渣洗工藝可以促進(jìn)鋼中一次脫氧產(chǎn)物(Al2O3)的去除。 鋼包精煉渣改變鋼包頂渣成分作用 出鋼時(shí)參加合成渣可以對煉鋼爐進(jìn)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(shí)的脫硫效率，增加了頂渣的堿度，強(qiáng)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(zhì)劑成分指標(biāo) 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(biāo) 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(zhì)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(fù)擔(dān)提高鋼包的使

11、用壽命稀釋法頂渣改質(zhì)劑成分指標(biāo) 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(zhì)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(jìn)行頂渣改質(zhì)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(chǎn)生有毒、有害氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，氧化鋁又是高熔點(diǎn)2050物質(zhì)，氮化鋁反響后也會

12、生產(chǎn)氮?dú)?，污染鋼液，故在使用過程中應(yīng)綜合考慮，認(rèn)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(yīng)用出鋼沖洗合成精煉渣和頂渣改質(zhì)工藝，在不配加電石脫氧時(shí)，渣洗脫硫率為0%58%，平均為17%；配加電石脫氧時(shí)渣洗脫硫率15%80%，平均為37%。 應(yīng)用出鋼沖洗合成精煉渣和頂渣改質(zhì)

13、工藝可減少出鋼時(shí)沉淀脫氧用鋁量10%左右；可減少精煉時(shí)擴(kuò)散脫氧用鋁量30%以上。減少了水口結(jié)瘤現(xiàn)象 某150噸轉(zhuǎn)爐大型煉鋼廠在應(yīng)用渣洗和頂渣改質(zhì)工藝之前，經(jīng)常生因塞棒被浸蝕嚴(yán)重和水口結(jié)瘤而發(fā)生的斷澆事故。應(yīng)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(jié)瘤的現(xiàn)象急劇減少，因水口結(jié)瘤而斷澆返爐的事故根本杜絕。大量的生產(chǎn)實(shí)踐說明，只要各工序認(rèn)真操作，特別是認(rèn)真執(zhí)行鋼包合成渣渣洗和頂渣改質(zhì)工藝，就能從根本上解決水口結(jié)瘤問題。提高鋼材潔凈度 某40噸電爐廠應(yīng)用渣洗和頂渣改質(zhì)工藝后，生產(chǎn)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(zhuǎn)爐特殊鋼

14、廠應(yīng)用上述工藝生產(chǎn)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(yàn)中單點(diǎn)超標(biāo)率減少了50%、B粗單點(diǎn)超標(biāo)率減少了42%，D粗單點(diǎn)超標(biāo)率減少了30%。緩釋脫氧劑的開發(fā)和應(yīng)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(jìn)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(dāng)這些脫氧劑直接參加LF爐內(nèi)時(shí)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(jìn)入LF爐系統(tǒng)的空氣中的氧進(jìn)行了氧化反響；三是參加的粉狀脫氧劑落到渣面上時(shí)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(jìn)入LF爐系統(tǒng)的空氣中的氧氧化?？傊?，粉狀脫氧劑的利用率低。緩釋脫氧劑的理化性能指標(biāo)種類 金屬Al CaO Al2O3 SiO2 CaF2 MgO C 燒減強(qiáng)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