吹炼终点

科技工作者之家 2020-11-17

吹炼时当炉口火焰逐渐变为绿色,吹炼接近终点。根据吹炼进度、观察结果进行停风操作。炉长取样判断,当热态试样表面呈油光色泽,断面为金黄色,冷态试样全为银白色时,吹炼已到终点。

冶炼过程氧气转炉仅在十几分钟内就必须完成造渣、脱[P]、脱[S]、升温、降温等基本任务,必须要求终点[C]、温度合格时,[P]、[S]等也同时合格。

(一)吹炼初期:重点在于脱[P]。

吹炼初期熔池温度较低,高碱度炉渣尚未形成,渣中(FeO)较高,脱[S]能力很低,甚至由于石灰带入的硫还会使金属中[S]含量略增高,但这时有利于脱[P]反应的进行。因此,如能在前期尽快造成具有一定碱度和氧化铁较高的炉渣,就能将铁水中的[P]大部分脱除。这一点很重要。在实际操作中,合理控制炉渣氧化性和碳氧化速度的比例关系,关键在于尽早形成(一般在3~4分钟)Σ(FeO)在18~25%、碱度R≥1.8的炉渣,这样,前期脱[P]效率可以达到70~80%。

(二)吹炼中期:重点在于脱[S]。

在吹炼中期,脱[S]速度加快,对渣钢之间有良好的搅拌作用,形成乳浊状炉渣,渣Σ(FeO)较低(约7~12%)、熔池温度升高、石灰大量熔化、炉渣R上升,所有这些条件都有利于脱[S]。中期是脱[S]最好的阶段。特别要注意的是控制好枪位,不至因激烈脱[C]而使Σ(FeO)过低,导致炉渣“返干”,恶化脱[S]效果,同样这对脱[P]也不利。中期脱[P]主要在乳化渣相中进行。中期控制炉渣中Σ(FeO)不小于7%,并加入少量萤石,不使炉渣过份“返干”,对脱[S],脱[P]都有利。

此时炉内温度应达到较高水平,才有利于脱硫。若温度过低,对脱硫很不利。

(三)吹炼末期:继续脱[S]、脱[P]。

此时[C]的氧化速度减慢,对熔池搅拌不如中期,但熔池温度高,炉渣R高,流动性也好,仍然能有效地脱[S]。

由于熔池温度高,似乎对脱[P]不利,但炉渣R高,达2.8~3.2,Σ(FeO)在12~15%间,脱[P]效果可达85%以上。

总之,炼钢工应统筹考虑降[C]、升温、造渣、供氧几方面因素,使一炉钢到终点时,温度和成分都命中。1

吹炼终点的确定(1)炉口火焰。吹炼前期熔池温度较低,碳氧化得少,所以炉口火焰短,颜色呈暗红色。吹炼中期碳开始激烈氧化,生成CO量大,火焰白亮、长度增加,也显得有力,这时对碳含量进行准确的估计是困难的。当碳含量进一步降低到0.20%左右时,由于脱碳速度明显减慢,CO气体显著减少,火焰要收缩、发软、打晃,看起来也稀薄些。炼钢工根据自己的具体体会就可以掌握拉碳时机。

(2)供氧量。当喷嘴结构尺寸一定时,采用恒压变枪操作,单位时间内的供氧量是一定的。在装入量、冷却剂加入量和吹炼钢种等条件基本无变化时,吹炼1t金属所需要的氧气量也是一定的,因此吹炼一炉钢的供氧时间和耗氧量变化也不大,这样就可以将上几炉的供氧时间和耗氧量作为本炉拉碳的参考。当然,每炉钢的情况不可能完全相同,如果生产条件有变化,其参考价值就要降低。即使是生产条件完全相同的相邻炉次,也要与看火焰、火花等办法结合起来综合判断。

(3)副枪定碳。根据副枪准确测定碳含量。2

炼钢过程终点氧含量控制氧含量控制当转炉吹炼到终点时,钢水中溶解了过多氧,称为溶解氧[O]溶(或氧活度a[O])。出钢时钢水脱氧合金化的目的是:

(1)把钢水中溶解氧脱掉,转变为脱氧夹杂物;

(2)合金化达到规定的钢种成分(C、Si、Mn及其他合金成分)。

经过脱氧和炉外精炼操作(吹氩、LF、VD、RH),脱氧所生成夹杂物(Al2O3、MnO**·SiO2、CaO·SiO2·Al2O3、CaO·**Al2O3)大部分上浮到钢包顶渣,夹杂物尺寸绝大部分小于30μm,钢水中总氧含量T[O]可以达到小于0.0030%,甚至小于0.0010%,也就是说钢水很“干净”了。因此,可以用钢的总氧含量T[O]来表征钢的洁净度,也就是钢中夹杂物水平。所以,T[O]可表示为:

T[O]=[O]溶+[O]夹

因此,要降低T[O],则要:

(1)降低[O]溶。降低转炉吹炼终点氧,这是产生夹杂物的源头。

(2)降低[O]夹。也就是减少钢中夹杂物,因此要:

1)减少脱氧产物,控制脱氧和精炼操作,促进原生的脱氧产物上浮;

2)减少新的夹杂物生成,也就是减少在连铸过程中钢水二次氧化。

生产实践表明,拎轧深冲薄板表面线状缺陷(Sliver)和表面起皮缺陷(Pencil Blister)主要来源于连铸板坯皮下含有Al2O3、CaO**·**Al2O3等类型夹杂物。因此,要提高冷轧板表面质量,就要降低钢中脱氧夹杂物,而要降低钢中央杂物,首先就要降低转炉终点钢水氧含量,这是产生夹杂物的源头。3

氧含的影响因素由T[O]=[O]溶+[O]夹可知,出钢时:[O]夹 →0,T[O]=[O]溶。

根据在某钢厂300t 转炉的生产统计,转炉终点[O]溶(或氧活度a[O])取决于终点碳[C]含量、终点温度、终渣(FeO)、后吹操作。

1、终点碳含量

在某厂转炉冶炼终点由副枪测定的终点[C]和[O]溶的统计关系如图2-1所示。由图2-1可知,Ⅰ区, [O]溶波动在[C]-[O]平衡曲线附近([C]小于0.04%,[O]溶为0.0600%~0.0900%),[%C][%O]为0.0027,炉龄小于2500炉;Ⅱ区,[O]溶远离[C]-[O]平衡曲线([C]小于0.04%, [O]溶为0.0800%~0.1400%),[%C][%O]为0.0031~0.0037,炉龄大于2500炉。

当炉龄大于3000炉,达到7500炉甚至10000炉,钢水中碳氧溶度积远离平衡线,钢水中[O]溶波动较大,这可能与采用溅渣护炉操作降低了复吹冶金效果有关。

2、终点温度

生产统计转炉终点钢水温度与终点[O]溶的关系如图2-2所示。当终点[C]为0.025%~0.040%时,随着温度的升高,终点[O]溶呈上升趋势。当温度大于1680℃时,终点[O]溶明显增加。

3、终渣(FeO)

如图2-3所示,当终点[C]为0.02%~0.06%时,终点渣中(FeO+MnO)为14%~24%,而终点[O]溶波动较大。

4、后吹操作

终点[C]为0.02%~0.06%,耗氧量(标态)在48~58m3/t之间。这说明终点[C]越低(或后吹),吹入氧主要用来氧化铁,使渣中(FeO)增加,同时增加了终点[O]溶。后吹小于1min,补充氧(标态)800~1000m3,渣中(FeO)升高5%~15%。生产实践证明,采用良好的底吹气搅拌操作,可明显降低渣中(FeO) 和钢水[O]溶。3

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学

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