8.2 合成渣洗.ppt

1、,一、組織教學(xué) 二、教學(xué)內(nèi)容 1 概述 2 合成渣的性質(zhì) 3 合成渣洗的精煉作用,8.2 合成渣洗,1 概述,（1）、含義：合成渣洗是由煉鋼爐初煉的鋼水再在鋼包內(nèi)通過鋼液對(duì)合成渣的沖洗進(jìn)一步提高鋼水質(zhì)量的一種爐外精煉方法。 適合于處理用于制造高強(qiáng)度鋼板、鋼管、輸氣管道、航空及耐寒和深沖變形部件的鋼種。 （2）、合成渣種類： 液態(tài)渣、固態(tài)渣 （3）、主要目的： 降低鋼中的氧，硫和非金屬夾雜物含量，它可以把O降至0.002%、S降至0.005%甚至0.003%。 （4）、合成渣洗過程：在一個(gè)專門容器內(nèi)(一般使用電弧爐)熔煉合成渣(液態(tài))，爐渣溫度控制在16801750C,出鋼前將熔煉好的合成渣倒入

2、鋼包內(nèi)并移至爐下，在出鋼過程中鋼液流沖擊包內(nèi)的合成渣，充分?jǐn)嚢?，鋼液與合成渣充分接觸，使鋼液得到渣洗。為了使鋼渣充分?jǐn)嚢杞佑|，需大出鋼口、深坑出鋼，即鋼水有一定的沖擊力，鋼流有一定的高度和速度，使鋼水盡快出凈?；鞗_高度一般為34米，出鋼時(shí)間要短，如10t爐子3555秒，20t爐子4550秒，合成渣用量一般為鋼水量的56%，進(jìn)行渣洗的鋼液出鋼前應(yīng)扒除爐渣，然后再出鋼。,返回,（1）合成渣成分 合成渣主要有CaO-Al2O3系，CaO-SiO2-Al2O3系，CaO-SiO2-CaF2系等。其中CaO含量大都波動(dòng)在45一60的范圍，MgO波動(dòng)在610%, Al2O3波動(dòng)在1216%。SiO2波動(dòng)在

3、1620%。 通常是將合成渣在化渣爐內(nèi)熔化成液態(tài)再倒入鋼包內(nèi)使用。 特點(diǎn)：堿度(石灰粘土渣) (石灰氧化鋁渣 ) （自熔性固體渣 ） 游離氧化鈣量(CaO)來表示能參與冶金反應(yīng)的氧化鈣的數(shù)量,2 合成渣的性質(zhì),下頁,2 合成渣的性質(zhì),下頁,（2）合成渣的熔點(diǎn) 合成渣的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)?shù)陀诒辉翠撘旱娜埸c(diǎn)。 鋼的熔點(diǎn)可按下式近似地計(jì)算。 式中 含元素鋼的近似熔點(diǎn)，； 一鋼中元素增加1時(shí)使純鐵的熔點(diǎn)降低值，； 鋼中B元素的質(zhì)量百分含量； 1538純鐵的熔點(diǎn)，。 不同B元素的值列于表8-6。 各種合成渣的熔點(diǎn)可根據(jù)合成渣的成分，利用相應(yīng)的相圖來確定。,2 合成渣的性質(zhì),下頁,（3）合成渣的流動(dòng)性 合成渣要求

4、有較好的流動(dòng)性，流動(dòng)性是影響渣在鋼液中的乳化程度的重要因素。 有人研究了Al2O3、CaF2和Na2AlF6對(duì)白渣粘度的影響。白渣的組成為：58CaO、20SiO2、10MgO、5%A12O3、7CaF2。試驗(yàn)是在粘度等于0.3Pas不變的情況下進(jìn)行的，發(fā)現(xiàn)渣的熔點(diǎn)隨(CaO)和(CaO+MgO)含量的增加而提高。為了使渣的熔點(diǎn)小于1500，必須使(CaOMgO)63。用A12O3或Na2AlF6代替CaO時(shí)，渣的熔點(diǎn)會(huì)急劇降低。因此，對(duì)于爐外精煉，推薦采用下述成分的合成渣，5055CaO；610MgO；1520SiO2；815A12O3；5.0CaF2。其中SiO2、Al2O3、CaF2三組

5、元的總量控制在3540之間。 。,2 合成渣的性質(zhì),（4）合成渣表面張力 在渣洗過程中，雖然直接起作用的是鋼渣之間的界面張力和渣與夾雜之間的界面張力(如鋼渣間的界面張力決定了乳化渣滴的直徑和渣滴上浮的速度，而渣與夾雜間的界面張力的大小影響著懸浮于鋼液中的渣滴吸附和同化非金屬夾雜的能力，但是界面張力的大小是與每一相的表面張力直接有關(guān)的。 通常熔渣都是由兩種以上氧化物組成，其表面張力可按下式計(jì)算： 式中 合成渣的表面張力； 組元1和組元2的表面張力； 組元1和組元2的濃度；,下頁,2 合成渣的性質(zhì),（5）合成渣還原性 由渣洗完成的精煉任務(wù)決定了渣洗所用的熔渣都是還原性的，渣中(FeO)含量都很低。

6、電爐還原期的白渣，(FeO)含量小于0.6，高爐渣(FeO)小于0.48，,返回,3 合成渣洗的精煉作用,合成渣洗工藝： 按要求的成分、溫度、渣量先倒入鋼包內(nèi)，然后吊到電弧爐或轉(zhuǎn)爐出鋼位置，靠出鋼鋼流的沖擊使合成渣乳化，渣和鋼充分接觸混合，然后乳化的渣滴上浮至鋼液面，完成鋼液的脫硫，脫氧、去除非金屬夾雜等精煉任務(wù)。,下頁,3 合成渣洗的精煉作用,（1）合成渣的乳化和上浮 倒入鋼包內(nèi)的合成渣在鋼流的沖擊下，被分裂成細(xì)小的渣滴并彌散于鋼液中，粒徑越小，與鋼液接觸的表面積越大，渣洗作用越強(qiáng)。乳化的渣滴隨鋼流紊亂攪動(dòng)的同時(shí)不斷碰撞合并長大上浮。,下頁,3 合成渣洗的精煉作用,（2）合成渣對(duì)鋼中脫氧元素

7、脫氧能力的影響 1）硅脫氧 用硅脫氧的反應(yīng)式為： Si+2O=(SiO2) 當(dāng)溫度降低時(shí)，硅的脫氧能力明顯增強(qiáng)。 2）鋁脫氧 用Al脫氧的反應(yīng)式為 反應(yīng)的平衡常數(shù) 用鋁脫氧時(shí)，由于脫氧產(chǎn)物(Al2O3)來不及從鋼液中排出，鋼中的氧是不可能那么低。,下頁,3 合成渣洗的精煉作用,（3）擴(kuò)散脫氧 當(dāng)還原性合成渣與未脫氧(或脫氧不充分)的鋼液接觸時(shí)，鋼中溶解的氧能通過擴(kuò)散進(jìn)入渣中，從而使鋼液脫氧。其脫氧限度可用熱力學(xué)方法計(jì)算。氧在熔渣和鋼液中的分配可寫成： 式中 氧在鋼液與熔渣中的分配系數(shù) 渣中FeO的活度系數(shù) 由氧的物質(zhì)平衡和分配系數(shù)的關(guān)系式，可以算出平衡時(shí)鋼中氧含量將會(huì)降低到相當(dāng)?shù)偷乃?。但是在電爐還原期，該過程未達(dá)到平衡。其限制性環(huán)節(jié)在于擴(kuò)散。當(dāng)渣洗時(shí)，合成渣在鋼液中乳化使鋼渣界面成百倍地增大。同時(shí)強(qiáng)烈地?cái)嚢瓒际箶U(kuò)散過程顯著地加快。,下頁,3 合成渣洗的精煉作用,（4）夾雜物的去除 1）一方面鋼液內(nèi)的夾雜物與乳化渣滴碰撞，被渣滴吸附、同化而隨渣滴上浮排除。 2）另一方面促進(jìn)了二次脫氧反應(yīng)產(chǎn)物的排出，從而使鋼中的夾雜減少。,下頁,3 合成渣洗的精煉作用,（5）脫硫脫硫反應(yīng)式可寫成： FeS(CaO)(Ca