無取向電工鋼(硅鋼)生產(chǎn)流程[S]、[C]、[N]的控制

1、無取向電工鋼（硅鋼）無取向電工鋼（硅鋼）生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程SS、CC、NN的控制的控制鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院連鑄技術(shù)國(guó)家工程研究中心連鑄技術(shù)國(guó)家工程研究中心仇圣桃2008.112008.11Central Iron & Steel Research Institute NERC-CCTNERC-CCTNERC-CCT 一、一、 C、S、 N對(duì)無取向電工鋼的危害對(duì)無取向電工鋼的危害 二、轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)無取向電工鋼的關(guān)鍵工序二、轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)無取向電工鋼的關(guān)鍵工序 三、鐵水預(yù)處理工序三、鐵水預(yù)處理工序 S、 N的控制的控制 四、轉(zhuǎn)爐工序四、轉(zhuǎn)爐工序C、S、 N的控制的控制 五、五、RH精煉工序

2、精煉工序C、S、 N的控制的控制 六、精煉后鋼水六、精煉后鋼水C、 N的控制的控制 七七 、LF精煉工序精煉工序C、S、 N的控制的控制目目 錄錄NERC-CCTNERC-CCT 電工鋼中電工鋼中CC對(duì)磁性能的影響對(duì)磁性能的影響鋼中鋼中C的作用：的作用：1、成品、成品C含量增加，碳化物也隨之含量增加，碳化物也隨之增加，磁感降低，鐵損增加；增加，磁感降低，鐵損增加；2、無取向電工鋼要求：、無取向電工鋼要求：C30ppm。一、一、 CC、SS、NN對(duì)無取向電工鋼的危害對(duì)無取向電工鋼的危害NERC-CCTNERC-CCT 電工鋼中電工鋼中SS對(duì)磁性能的影響對(duì)磁性能的影響 鋼中鋼中S含量增加，鐵損增加

3、，存在鐵損急劇增加的含量增加，鐵損增加，存在鐵損急劇增加的S含含量，由此，電工鋼中量，由此，電工鋼中S控制成分為小于控制成分為小于50ppm。NERC-CCTNERC-CCT 電工鋼中電工鋼中NN對(duì)磁性能的影響對(duì)磁性能的影響 N含量在含量在25ppm以上時(shí)，鐵損急劇增加，由此，鋼中以上時(shí)，鐵損急劇增加，由此，鋼中N含量控制應(yīng)以含量控制應(yīng)以25ppm為極限。為極限。NERC-CCTNERC-CCT 電工鋼中電工鋼中MnMn對(duì)磁性能的影響對(duì)磁性能的影響鋼中鋼中Mn的作用：的作用：1、形成、形成MnS，防止，防止FeS引起的熱脆；引起的熱脆；2、擴(kuò)大、擴(kuò)大相區(qū)；相區(qū)；3、Mn/S10，保證良好熱加工

4、性能和，保證良好熱加工性能和MnS粗化；粗化；4、改善組織和織構(gòu)。、改善組織和織構(gòu)。NERC-CCTNERC-CCT 電工鋼中電工鋼中AlAl對(duì)磁性能的影響對(duì)磁性能的影響鋼中鋼中Als的作用：的作用：1、Als0.15%,其作用與其作用與Si的作用相同，提高的作用相同，提高值，縮小值，縮小相區(qū)，相區(qū)， 促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，粗化促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，粗化AlN，改善織構(gòu)，減輕時(shí)效；，改善織構(gòu)，減輕時(shí)效；2、Als在在50140ppm，P15顯著增加；顯著增加；3、 Als30ppm， P15顯著降低；顯著降低；NERC-CCTNERC-CCT二、轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)無取向電工鋼的關(guān)鍵工序二、轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)無取向電工鋼的

5、關(guān)鍵工序關(guān)鍵工序與任務(wù)：v 鐵水預(yù)處理工序，脫S、控制N；v 轉(zhuǎn)爐冶煉工序，脫C、脫N、控S；v RH 精煉工序，脫C、脫S、控N；v 連鑄工序，控C、控N、控S。NERC-CCTNERC-CCT鋼鋼 種種鐵水脫硫鐵水脫硫轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐控硫控硫出鋼出鋼脫硫脫硫真空深真空深脫硫脫硫深深淺淺中低牌號(hào)無取向硅鋼S 60 ppm高牌號(hào)無取向硅鋼S 50 ppm 轉(zhuǎn)爐流程脫硫工序的選擇轉(zhuǎn)爐流程脫硫工序的選擇NERC-CCTNERC-CCT三、鐵水預(yù)處理工序三、鐵水預(yù)處理工序 SS、NN的控制的控制3.1 鐵水預(yù)處理脫鐵水預(yù)處理脫S3.2 鐵水預(yù)處理控鐵水預(yù)處理控NNERC-CCTNERC-CCT1）鐵水脫硫的

6、優(yōu)點(diǎn): 鐵水中碳、硅含量高，提高了硫的反應(yīng)能力，從而有利于脫硫； 鐵水中氧含量低，提高了渣鐵之間的硫分配比，脫硫效率高； 鐵水脫硫因其較好的動(dòng)力學(xué)條件，脫硫劑利用率高，而且脫硫速度快； 鐵水脫硫費(fèi)用低，如高爐、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉每脫除1kg硫，其費(fèi)用分別約為鐵水脫硫的2.5倍、16倍和6倍。3.1 3.1 鐵水預(yù)處理脫鐵水預(yù)處理脫SSNERC-CCTNERC-CCT2）鐵水脫硫的方法 鐵水脫硫可分為四大類： 投入法投入法( (鋪撒法鋪撒法) ) 鐵水容器轉(zhuǎn)動(dòng)法鐵水容器轉(zhuǎn)動(dòng)法( (搖包法搖包法) ) 機(jī)械攪拌法機(jī)械攪拌法(KR(KR法法) ) 噴吹法噴吹法( (魚雷罐、鐵水包魚雷罐、鐵水包) )3）

7、當(dāng)前最常用的鐵水脫硫方法 機(jī)械攪拌法機(jī)械攪拌法(KR)(KR)與噴吹法與噴吹法: : KRKR日本、韓國(guó)等亞洲國(guó)家日本、韓國(guó)等亞洲國(guó)家 噴吹法噴吹法俄羅斯、中國(guó)等國(guó)家俄羅斯、中國(guó)等國(guó)家NERC-CCTNERC-CCT4）常用鐵水脫硫劑 碳化鈣系脫硫劑碳化鈣系脫硫劑 CaCCaC2 2脫硫的基本反應(yīng)式：脫硫的基本反應(yīng)式： CaCCaC2 2+S=CaS(s)+2C+S=CaS(s)+2C CaCCaC2 2脫硫能力較強(qiáng)。在動(dòng)力學(xué)條件較好時(shí)，最低脫硫能力較強(qiáng)。在動(dòng)力學(xué)條件較好時(shí)，最低SS可達(dá)可達(dá) 0.001%0.001%，廣泛用于機(jī)械攪拌和噴吹脫硫方法；，廣泛用于機(jī)械攪拌和噴吹脫硫方法； 提高脫硫

8、速度的主要措施包括：減小提高脫硫速度的主要措施包括：減小CaCCaC2 2粒度、強(qiáng)化攪拌、粒度、強(qiáng)化攪拌、提高鐵水溫度等；提高鐵水溫度等； 添加適量的碳和添加適量的碳和CaCOCaCO3 3等成份，形成復(fù)合等成份，形成復(fù)合CaCCaC2 2脫硫劑，有利于脫硫劑，有利于提高脫硫效率。提高脫硫效率。 主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)： 易吸水，運(yùn)輸和存貯需要采取特殊安全措施；易吸水，運(yùn)輸和存貯需要采取特殊安全措施； 比較昂貴比較昂貴; ; 脫硫渣對(duì)環(huán)境污染較大。脫硫渣對(duì)環(huán)境污染較大。NERC-CCTNERC-CCT 石灰系脫硫劑 CaOCaO脫硫的基本反應(yīng)式：脫硫的基本反應(yīng)式： CaO(s)+S=CaS(s)+

9、OCaO(s)+S=CaS(s)+O 純純CaOCaO的脫硫能力低于的脫硫能力低于CaC2CaC2，脫硫速度慢，脫硫效果不穩(wěn)，脫硫速度慢，脫硫效果不穩(wěn)定；定； 添加適量添加適量C C等反應(yīng)促進(jìn)劑，形成復(fù)合石灰系脫硫劑，提高等反應(yīng)促進(jìn)劑，形成復(fù)合石灰系脫硫劑，提高脫硫效率；脫硫效率； 提高脫硫效率的主要措施：提高脫硫效率的主要措施： 加大攪拌加大攪拌 增大反應(yīng)面積增大反應(yīng)面積 提高鐵水溫度提高鐵水溫度 適用于適用于KRKR機(jī)械攪拌脫硫工藝機(jī)械攪拌脫硫工藝NERC-CCTNERC-CCT 金屬鎂脫硫 金屬鎂脫硫的基本反應(yīng)式：金屬鎂脫硫的基本反應(yīng)式： Mg(g)+S=MgS(s)Mg(g)+S=Mg

10、S(s) 主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)： 脫硫能力強(qiáng)，速度快，脫硫后渣量少、鐵損少、熱損少；脫硫能力強(qiáng)，速度快，脫硫后渣量少、鐵損少、熱損少； 脫硫反應(yīng)為放熱過程，適應(yīng)溫低鐵水脫硫。脫硫反應(yīng)為放熱過程，適應(yīng)溫低鐵水脫硫。 主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)： 價(jià)格昂貴，容易揮發(fā)。價(jià)格昂貴，容易揮發(fā)。 措施：措施： 制作成鈍化鎂粒；制作成鈍化鎂粒； 添加添加CaOCaO進(jìn)行復(fù)合噴吹。進(jìn)行復(fù)合噴吹。 廣泛用于噴吹法脫硫工藝廣泛用于噴吹法脫硫工藝NERC-CCTNERC-CCT某廠某廠100100噸鐵水罐噴吹顆粒鎂脫硫噸鐵水罐噴吹顆粒鎂脫硫主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 參 數(shù)指 標(biāo)脫硫年處理能力/萬ta1164脫硫日處理能力/罐

11、64鐵水罐裝載能力/t98110鐵水罐有效自由空間/mm800(108t時(shí))噴吹罐容積/m30.52噴吹壓力/MPa0.30.5噴吹流量/Nm3min13060噴吹速度/kgmin16155）鐵水脫硫?qū)嵗榻BNERC-CCTNERC-CCT脫硫效果：脫硫效果：o S0.005%S0.005%的比例達(dá)到的比例達(dá)到9.92%9.92%；o SS平均為平均為0.003%0.003%；o SS最低可控制最低可控制到到0.002%0.002%以下；以下；o “深脫深脫”的平均脫硫率達(dá)到的平均脫硫率達(dá)到90%90%。 NERC-CCTNERC-CCT1) 氮在鐵中的溶解 在一定溫度，在一定溫度，1atm1

12、atm大氣壓下，大氣壓下，NN在鋼中存在形式：在鋼中存在形式： 自由狀態(tài)的氮原子，自由狀態(tài)的氮原子， 間隙固溶體；間隙固溶體； 化合物狀態(tài)的氮原子，化合物狀態(tài)的氮原子，AlNAlN、TiNTiN、ZrNZrN、VNVN、FeFe4 4N N。3.2 3.2 鐵水預(yù)處理控鐵水預(yù)處理控NN2）影響氮在鋼中溶解度的元素v 鐵的狀態(tài)或晶體結(jié)構(gòu)；鐵的狀態(tài)或晶體結(jié)構(gòu)；v 溫度與氮?dú)夥謮?；溫度與氮?dú)夥謮?；v 合金元素含量。合金元素含量。NERC-CCTNERC-CCT 氮在氮在-Fe、 Fe、 Fe、液態(tài)鐵中的溶解度、液態(tài)鐵中的溶解度氮在鐵液中的溶解度氮在鐵液中的溶解度氮在鐵中的溶解度氮在鐵中的溶解度 鐵的

13、狀態(tài)或晶體結(jié)構(gòu)對(duì)氮的溶解度的影響鐵的狀態(tài)或晶體結(jié)構(gòu)對(duì)氮的溶解度的影響 NERC-CCTNERC-CCTC、Si：降低溶解度；Nb、V、Cr、Mn、Zr、Ti、Al：增加溶解度；Mo、Ni、Co ：影響不大。 合金元素含量對(duì)氮在鐵液中溶解度的影響合金元素含量對(duì)氮在鐵液中溶解度的影響NERC-CCTNERC-CCT 低氮鐵水的獲得低氮鐵水的獲得鐵水鐵水N含量：含量：3040ppm低氮鐵水的措施：低氮鐵水的措施：v 高爐順行；v 高溫；v 高錳；v 高硅。NERC-CCTNERC-CCT四、四、轉(zhuǎn)爐工序轉(zhuǎn)爐工序CC、SS、 NN的控制的控制4.14.1 轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫CC4.24.2

14、轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫NN4.34.3 轉(zhuǎn)爐冶煉工序控轉(zhuǎn)爐冶煉工序控SSNERC-CCTNERC-CCT4.1 4.1 轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫CC 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳、氧的控制：轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳、氧的控制： 根據(jù)根據(jù)RHRH真空脫碳原理，要求處理前初始鋼水的真空脫碳原理，要求處理前初始鋼水的CC和和OO應(yīng)達(dá)到一定的范圍，以求最佳脫碳效果。應(yīng)達(dá)到一定的范圍，以求最佳脫碳效果。 對(duì)于生產(chǎn)成品對(duì)于生產(chǎn)成品C30ppmC30ppm的電工鋼來說，的電工鋼來說， RHRH真真空脫碳的最佳含量：空脫碳的最佳含量： CC：0.030.030.040.04； OO：600ppm600ppm700ppm700ppm

15、。 NERC-CCTNERC-CCT 氮在渣中的存在形式：v 自由氮離子，自由氮離子，NN代替代替OO；v 化合氮離子，化合氮離子，NN-4-4 代替代替OO-2-2 4.2 4.2 轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫轉(zhuǎn)爐冶煉工序脫NN 轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉：轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉： 形成形成COCO、O O2 2氣泡、惰性氣體氣泡、惰性氣體ArAr氣氣泡為氮的去除創(chuàng)造良好條件；泡為氮的去除創(chuàng)造良好條件； 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氮含量可達(dá)：轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氮含量可達(dá)：101015ppm15ppm。新日鐵八幡廠氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程新日鐵八幡廠氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程N(yùn)的變化的變化NERC-CCTNERC-CCT 氧氣流量對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧氣流量對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)NN的影響

16、的影響 渣層厚度對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)渣層厚度對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)NN的影響的影響NERC-CCTNERC-CCT 盡可能提高入爐鐵水溫度，縮短廢鋼熔化時(shí)間，盡可能提高入爐鐵水溫度，縮短廢鋼熔化時(shí)間，保證爐渣脫硫反應(yīng)的時(shí)間；保證爐渣脫硫反應(yīng)的時(shí)間； 鐵水殘?jiān)鼛肓蛄空伎偭蛄康蔫F水殘?jiān)鼛肓蛄空伎偭蛄康?%8%12%12%，扒渣時(shí)，扒渣時(shí)應(yīng)盡量扒盡，應(yīng)保證較高的終渣堿度應(yīng)盡量扒盡，應(yīng)保證較高的終渣堿度(R=4.4)(R=4.4)、較低的終渣較低的終渣(FeO)(FeO)(不大于不大于16.40%)16.40%)及適宜的終點(diǎn)溫及適宜的終點(diǎn)溫度度(t1680)(t1680)，以增強(qiáng)爐渣脫硫能力；，以增強(qiáng)爐渣脫硫能力； 控

17、制轉(zhuǎn)爐殘留渣量，應(yīng)考慮停止濺渣控制轉(zhuǎn)爐殘留渣量，應(yīng)考慮停止濺渣1 12 2爐后爐后再冶煉，在爐況允許的情況下，連續(xù)冶煉電工再冶煉，在爐況允許的情況下，連續(xù)冶煉電工鋼時(shí)也應(yīng)該停止濺渣；鋼時(shí)也應(yīng)該停止濺渣； 造渣材料要滿足低硫要求。造渣材料要滿足低硫要求。4.3 4.3 轉(zhuǎn)爐冶煉工序控轉(zhuǎn)爐冶煉工序控SS1 1）轉(zhuǎn)爐吹煉過程轉(zhuǎn)爐吹煉過程“回硫回硫”的控制的控制NERC-CCTNERC-CCT2 2）影響轉(zhuǎn)爐）影響轉(zhuǎn)爐“回硫回硫”的因素分析的因素分析入爐鐵水S對(duì)S的影響-0.03-0.02-0.0100.010.020.0300.010.020.030.040.050.06鐵水S,%S，鐵水脫鐵水脫S

18、S扒渣對(duì)回硫的影響扒渣對(duì)回硫的影響入爐鐵水入爐鐵水SS對(duì)回硫的影響對(duì)回硫的影響廢鋼種類對(duì)回硫的影響廢鋼種類對(duì)回硫的影響石灰中石灰中SS對(duì)回硫的影響對(duì)回硫的影響NERC-CCTNERC-CCT3 3）控制轉(zhuǎn)爐回硫的主要措施）控制轉(zhuǎn)爐回硫的主要措施v扒除脫硫后鐵水面上的脫硫渣；v選用低硫廢鋼；v控制轉(zhuǎn)爐爐料中硫含量，嚴(yán)格相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；v選擇回硫穩(wěn)定的脫硫工藝。NERC-CCTNERC-CCT五、五、RHRH精煉工序精煉工序CC、SS、 NN的控制的控制 5.1 RH脫碳技術(shù)脫碳技術(shù)5.2 RH脫硫技術(shù)脫硫技術(shù)5.3 RH處理控氮處理控氮部分內(nèi)容源于余志祥教授講學(xué)NERC-CCTNERC-CCT5.

19、1 RH5.1 RH脫碳技術(shù)脫碳技術(shù) 真空條件下脫碳行為的特點(diǎn)：真空條件下脫碳行為的特點(diǎn)： 決定真空脫碳速度的主要參數(shù)之一是體積傳質(zhì)系數(shù)決定真空脫碳速度的主要參數(shù)之一是體積傳質(zhì)系數(shù)a ak k，與真空室截面與真空室截面(Av)(Av)、鋼水循環(huán)量、鋼水循環(huán)量(Q)(Q)及鋼水碳含量及鋼水碳含量(Cv)(Cv)成正比：成正比：a ak k A Av v0.32 . 0.32 . Q Q1.17 . 1.17 . C Cv v1.481.48； RHRH真空脫碳速度的限制環(huán)節(jié)是鋼水側(cè)碳和氧的傳質(zhì)阻力，真空脫碳速度的限制環(huán)節(jié)是鋼水側(cè)碳和氧的傳質(zhì)阻力，由碳擴(kuò)散向氧擴(kuò)散轉(zhuǎn)變的臨界條件為：由碳擴(kuò)散向氧擴(kuò)散

20、轉(zhuǎn)變的臨界條件為： 當(dāng)鋼水當(dāng)鋼水C0.05%C0.05%進(jìn)行脫碳時(shí)進(jìn)行脫碳時(shí), ,脫碳速度的限制性環(huán)節(jié)為脫碳速度的限制性環(huán)節(jié)為碳在鋼液側(cè)的擴(kuò)散，反應(yīng)速率可表達(dá)為碳在鋼液側(cè)的擴(kuò)散，反應(yīng)速率可表達(dá)為: :66.0%OC)%(%PCCDVFdtCdNERC-CCTNERC-CCT 脫碳影響因素的分析插入管供氣流量90Nm3/h05010015020025030035005101520處理時(shí)間(min)C(ppm)550mm650mm720mm750mm插入管直徑對(duì)脫碳速度的影響：插入管直徑對(duì)脫碳速度的影響： 脫碳速度隨插入管內(nèi)徑的增大而增大；脫碳速度隨插入管內(nèi)徑的增大而增大；循環(huán)量循環(huán)量Q與插入管內(nèi)

21、徑與插入管內(nèi)徑d4/3成正比。最大限度成正比。最大限度延長(zhǎng)內(nèi)徑為延長(zhǎng)內(nèi)徑為700750mm的時(shí)間段。的時(shí)間段。真空降壓制度對(duì)脫碳的影響真空降壓制度對(duì)脫碳的影響 快速降壓可加大脫碳速度；快速降壓可加大脫碳速度； 其脫碳速度增大主要體現(xiàn)在脫碳的前其脫碳速度增大主要體現(xiàn)在脫碳的前5分鐘內(nèi)。分鐘內(nèi)。不同插入深度下的脫碳曲線不同插入深度下的脫碳曲線05101520020406080100120140160180200220240 C,ppm脫碳時(shí)間 ，min 550mm 650mm 750mm不同浸漬管徑下脫碳比較不同浸漬管徑下脫碳比較650mm內(nèi)徑，供氣流量90Nm3/h050100150200250

22、30005101520處理時(shí)間(min)C(ppm)原操作快速降壓快速降壓前后的降碳曲線快速降壓前后的降碳曲線NERC-CCTNERC-CCT 改進(jìn)真空脫碳效果的措施1 1）提高抽氣速度，實(shí)行真空快速降壓，提高脫碳速度；）提高抽氣速度，實(shí)行真空快速降壓，提高脫碳速度；2 2）盡可能加大插入管直徑，加大驅(qū)動(dòng)氣體流量，增大鋼水循環(huán)量，提高脫碳）盡可能加大插入管直徑，加大驅(qū)動(dòng)氣體流量，增大鋼水循環(huán)量，提高脫碳速度；速度；3 3）強(qiáng)制（吹氧）脫碳。）強(qiáng)制（吹氧）脫碳。效果：效果：RH真空脫碳可在真空脫碳可在1520分鐘之內(nèi)，分鐘之內(nèi)，將鋼水中的碳降低到將鋼水中的碳降低到(1015)10-6 。最佳。最

23、佳脫碳效果可達(dá)脫碳效果可達(dá)10ppm。強(qiáng)制（吹氧）脫碳的特點(diǎn)：強(qiáng)制（吹氧）脫碳的特點(diǎn)：可提高初始可提高初始C，達(dá)到，達(dá)到0.040.06%；可降低初始可降低初始O，降至，降至250 400ppm。脫碳速度比傳統(tǒng)脫碳速度比傳統(tǒng)RH脫碳快。脫碳快。RH、RHKTB工藝脫碳曲線工藝脫碳曲線改進(jìn)前后的降碳曲線改進(jìn)前后的降碳曲線NERC-CCTNERC-CCTv 保證真空系統(tǒng)的密封性，確保處理過程的真空度不變；保證真空系統(tǒng)的密封性，確保處理過程的真空度不變；v 氣體流量調(diào)節(jié)由小到大，防止處理過程噴濺；氣體流量調(diào)節(jié)由小到大，防止處理過程噴濺；v 控制鋼水溫度，控制真空室的烘烤；控制鋼水溫度，控制真空室的烘

24、烤；v 減少處理過程溫降。處理過程中通常每減少處理過程溫降。處理過程中通常每5 5分鐘測(cè)溫一次，分鐘測(cè)溫一次，以判斷溫降及鋼液循環(huán)情況。以判斷溫降及鋼液循環(huán)情況。 RH脫碳在操作中需注意的幾個(gè)問題NERC-CCTNERC-CCT5.2 RH5.2 RH脫硫技術(shù)脫硫技術(shù) RHRH脫硫基礎(chǔ)脫硫基礎(chǔ)aSaCaOaSaCaSKRHRH脫硫的化學(xué)反應(yīng)平衡式為：脫硫的化學(xué)反應(yīng)平衡式為： (CaO)+ S= (CaS) + O 脫硫的條件：脫硫的條件： CaO的活度高；的活度高； 氧的活度低；氧的活度低； 渣堿度高，提高渣的硫渣堿度高，提高渣的硫容量。容量。對(duì)于鋁脫氧電工鋼鋼水，其基本反應(yīng)式為：對(duì)于鋁脫氧電

25、工鋼鋼水，其基本反應(yīng)式為： 3(CaO)+2Al+3S=(Al2O3)+3(CaS)優(yōu)勢(shì)：優(yōu)勢(shì)： 鋁參與脫硫反應(yīng)速度快鋁參與脫硫反應(yīng)速度快 在石灰粒子表面生成鋁酸鹽，可提高石灰在石灰粒子表面生成鋁酸鹽，可提高石灰的硫容量和脫硫效率；的硫容量和脫硫效率； 可使鋼中可使鋼中S脫至脫至 0.001%； RH脫硫反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)是鋼液一側(cè)邊脫硫反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)是鋼液一側(cè)邊界層中的硫向氧化鈣表面擴(kuò)散；界層中的硫向氧化鈣表面擴(kuò)散；脫硫速度可表示為：脫硫速度可表示為： 脫硫速度取決于：脫硫速度取決于： 渣的硫容量渣的硫容量 影響質(zhì)量傳輸系數(shù)的攪拌能影響質(zhì)量傳輸系數(shù)的攪拌能 在在RH真空精煉條件下，借助于上升

26、管的真空精煉條件下，借助于上升管的驅(qū)動(dòng)氬氣，使進(jìn)入真空室內(nèi)的鋼液形成乳化驅(qū)動(dòng)氬氣，使進(jìn)入真空室內(nèi)的鋼液形成乳化液態(tài)區(qū)，極大地?cái)U(kuò)大了表面積；液態(tài)區(qū)，極大地?cái)U(kuò)大了表面積； 另一方面，鋼液經(jīng)下降管以一定速度返另一方面，鋼液經(jīng)下降管以一定速度返回鋼包中，加速鋼液攪拌，其攪拌能與鋼包回鋼包中，加速鋼液攪拌，其攪拌能與鋼包底吹氬氣攪拌能相當(dāng)，可達(dá)底吹氬氣攪拌能相當(dāng)，可達(dá)200瓦瓦/噸鋼噸鋼eSSSKVAdtSd%良好的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，顯示了良好的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，顯示了RH在脫硫方面的優(yōu)勢(shì)！在脫硫方面的優(yōu)勢(shì)！NERC-CCTNERC-CCT RH脫硫?qū)嶋H操作中需討論的問題不同不同CaO系渣的系渣的C

27、s1）脫硫劑的選擇）脫硫劑的選擇 選擇選擇CaO-CaF2脫硫率最高，脫硫率最高，CaO與與CaF2比例以比例以6：4為宜。為宜。2）對(duì)鋼包渣的要求）對(duì)鋼包渣的要求 鋼包渣中氧勢(shì)越高，硫分配比越低鋼包渣中氧勢(shì)越高，硫分配比越低鋼水回硫量隨鋼渣氧勢(shì)的升高而增大。鋼水回硫量隨鋼渣氧勢(shì)的升高而增大。CaO-CaF2 的相圖的相圖NERC-CCTNERC-CCT3）脫硫時(shí)機(jī)的選擇）脫硫時(shí)機(jī)的選擇 鋼中鋼中O越高，則脫硫效率越低。因此，脫越高，則脫硫效率越低。因此，脫硫的時(shí)機(jī)應(yīng)選擇在：硫的時(shí)機(jī)應(yīng)選擇在： 鋼水脫氧后；鋼水脫氧后； 鋼水進(jìn)行鋼水進(jìn)行合金化后。合金化后。4）脫硫劑消耗對(duì)脫硫率的影響）脫硫劑消

28、耗對(duì)脫硫率的影響 脫硫率隨脫硫劑消耗的上升而提高，最高脫硫率隨脫硫劑消耗的上升而提高，最高脫硫率達(dá)脫硫率達(dá)83.3%，最低，最低S為為0.001%。5）鋼水溫度對(duì)脫硫率的影響）鋼水溫度對(duì)脫硫率的影響 脫硫率隨脫硫率隨RH處理鋼水溫度的上升而提高。處理鋼水溫度的上升而提高。脫硫劑消耗對(duì)脫硫率的影響02040608010002468脫硫劑加入量,kg/t鋼脫硫率,% RHRH脫硫需要注意的問題：脫硫需要注意的問題： 鋼液溫度損失。當(dāng)添加鋼液溫度損失。當(dāng)添加1.5kg/t.鋼脫硫劑時(shí)，鋼脫硫劑時(shí)，溫度降低溫度降低5； 對(duì)耐材侵蝕速度加快，平均達(dá)對(duì)耐材侵蝕速度加快，平均達(dá)到每爐到每爐1.11mm。NE

29、RC-CCTNERC-CCT RH RH脫硫的效果脫硫的效果1 1）國(guó)內(nèi)某廠利用）國(guó)內(nèi)某廠利用RHRH工藝生產(chǎn)高牌號(hào)無取工藝生產(chǎn)高牌號(hào)無取向硅鋼時(shí)，成品中向硅鋼時(shí)，成品中SS含量穩(wěn)定控制在含量穩(wěn)定控制在10 10 ppmppm以下。以下。2 2）新日鐵某廠利用）新日鐵某廠利用RH-PBRH-PB工藝生產(chǎn)超低工藝生產(chǎn)超低硫鋼，脫硫劑采用硫鋼，脫硫劑采用1:11:1的的CaO-CaFCaO-CaF2 2，脫硫，脫硫劑添加速度劑添加速度maxmax300kg/min300kg/min，氬氣流量：，氬氣流量：1666.7NL/min1666.7NL/min，處理，處理20min20min，可使，可使S

30、S由由202030 ppm30 ppm降至降至5 ppm5 ppm。3 3）新日鐵另一鋼廠采用）新日鐵另一鋼廠采用RH-RH-噴吹法，采噴吹法，采用用6:4 6:4 CaO-CaF2+(10%15%)MgO，添加，添加速度速度100kg/min100kg/min，氬氣量，氬氣量max3500NL/minmax3500NL/min，處，處理理20min20min，使，使SS由由2020ppm57ppm57ppm降至降至5 ppm5 ppm。NERC-CCTNERC-CCT5.3 RH5.3 RH處理控處理控NN對(duì)于低碳、低氮鋼液，對(duì)于低碳、低氮鋼液，工藝很難進(jìn)行有效的脫氮！工藝很難進(jìn)行有效的脫氮

31、！獲得超低氮鋼的方法：獲得超低氮鋼的方法： 煉鋼過程最大程度地脫煉鋼過程最大程度地脫N； 煉鋼后最大程度地控?zé)掍摵笞畲蟪潭鹊乜豊。鋼液的脫氮方式：鋼液的脫氮方式： 熔渣脫氮熔渣脫氮 氣泡脫氮；氣泡脫氮； 真空脫氮。真空脫氮。 真空處理是減少和控制鋼中氮主要真空處理是減少和控制鋼中氮主要手段，為增加氮在鋼中傳質(zhì)系數(shù)、加大手段，為增加氮在鋼中傳質(zhì)系數(shù)、加大鋼渣反映界面積，應(yīng)該采用真空吹氬同鋼渣反映界面積，應(yīng)該采用真空吹氬同時(shí)進(jìn)行時(shí)進(jìn)行。NERC-CCTNERC-CCT6.1 精煉后鋼水增碳的控制精煉后鋼水增碳的控制6.2 精煉后鋼水增氮的控制精煉后鋼水增氮的控制六、精煉后鋼水六、精煉后鋼水CC、

32、NN的控制的控制NERC-CCTNERC-CCT6.1 6.1 精煉后鋼水精煉后鋼水CC的控制的控制 鋼水增碳的控制鋼水增碳的控制0246810121416脫碳終點(diǎn)C真空結(jié)束CCC (ppm)1）控制脫碳過程中從真空室結(jié)瘤殘鋼的增碳；）控制脫碳過程中從真空室結(jié)瘤殘鋼的增碳； 2）控制冷卻廢鋼的增碳；）控制冷卻廢鋼的增碳；3）控制合金的增碳；）控制合金的增碳；通過上述措施增碳可控制在：通過上述措施增碳可控制在：12ppm 連鑄過程的增碳連鑄過程的增碳 1）鋼包襯磚對(duì)增碳的影響）鋼包襯磚對(duì)增碳的影響 AL-Mg-C磚罐和低碳磚罐鋼水增碳情況，鋼包采磚罐和低碳磚罐鋼水增碳情況，鋼包采用無碳磚是十分重

33、要的措施，可控制增碳用無碳磚是十分重要的措施，可控制增碳1ppm；2） 中包覆蓋劑對(duì)增碳的影響中包覆蓋劑對(duì)增碳的影響 中包覆蓋劑的碳含量高低直接影響鋼水增碳。因中包覆蓋劑的碳含量高低直接影響鋼水增碳。因此必須選用無碳中包渣，使增碳此必須選用無碳中包渣，使增碳1ppm。3） 浸入式水口增碳的控制浸入式水口增碳的控制 選用低碳無硅復(fù)合水口可控制增碳選用低碳無硅復(fù)合水口可控制增碳1.5ppm。 通過上述各項(xiàng)措施，使真空脫碳結(jié)束至連鑄坯的通過上述各項(xiàng)措施，使真空脫碳結(jié)束至連鑄坯的總的增碳可控制在總的增碳可控制在610ppm。 增碳量（ppm） AL-Mg-C磚罐 6.7無碳磚罐 0.4中包渣1 中包渣

34、2 保護(hù)渣碳含量，% 4.00.1 鋼水增碳，10-6 3.90.13.81.101234普通鋁碳質(zhì)水口低碳無硅復(fù)合水口ppmNERC-CCTNERC-CCT6.2 6.2 精煉后鋼水精煉后鋼水NN的控制的控制連鑄過程控制二次吸氮的措施：連鑄過程控制二次吸氮的措施：1）大包到中間包使用長(zhǎng)水口，連接處采用氬氣密封；）大包到中間包使用長(zhǎng)水口，連接處采用氬氣密封；2） 中間包到結(jié)晶器使用浸入式水口和保護(hù)渣。中間包到結(jié)晶器使用浸入式水口和保護(hù)渣。NERC-CCTNERC-CCT7.1 LF精煉工序脫精煉工序脫S7.2 LF精煉工序控精煉工序控N七、七、 LFLF精煉工序精煉工序 SS、CC、NN的控制的控制NERC-CCTNERC-CCT7.1 LF7.1 LF精煉脫精煉脫SS鋼包爐脫硫效果受制于三因素：鋼包爐脫硫效果受制于三因素： 鋼液的充分脫氧和爐渣盡可能低的氧勢(shì)；鋼液的充分脫氧和爐渣盡可能低的氧勢(shì)； 高堿度鋼包渣，良好的流動(dòng)性，高硫容量；高堿度鋼包渣，良