转炉回余钢炼钢工艺开发与应用实践

16一、回余钢的吹炼特点分析
1.成分波动
由于回余钢的钢种不同,成分存
保温包在较大差异。某些常规钢种的主要化学成分见表1。由表1可以看出,不同钢种回余钢的C、Si、Mn等元素含量存在较大差异,其含量的波动影响转炉炼钢中的热量、供氧量、造渣料、冷却剂加入量以及炉渣成分等工艺参数,进而影响吹炼过程的平稳性。除极少数高磷钢外,回余钢中[P]含量大都在0.010%~0.020%,相对常规T艺,用回余钢炼钢时的脱磷压力较低,而且回余钢越多,脱磷压力就越低。
2.重量不稳定
回余钢重量占整包钢水重量的10%到100%不等。不同重量的回余钢需要配加不同重量的铁水和废钢,导致转炉内金属液的初始成分和温度均存在较大差别,从而影响到吹炼过程各参数的控制。
3.含有精炼渣
回余钢带有高温精炼渣,吨钢带渣量在10~12kg。其主要成分与转炉渣有很大区别,LF精炼渣二元碱度(R)为9.39,转炉终渣二元碱度(R)为2.94。LF精炼渣的TFe含量较转炉渣低,而A1203,含量及二元碱度较高。TFe含量增加能使炉渣的熔点降低,而高碱度和高A1203,含量却使炉渣熔点提高,因此精炼渣的熔点一般比转炉渣熔点高120℃左右,如果随回余钢一起加入转炉内,会发生结壳现象,在碳氧反应逐渐加剧时,将阻碍CO气体的排出,引起溢渣或喷溅事故。
4.碳氧反应提前
沉没度
在正常装入制度下,转炉吹炼初期炉温较低,前期主要是硅、锰氧化期,碳氧反应较慢。随着吹炼的进行,渣中(FeO)含量逐步增加,开吹时加入的石灰、轻烧白云石等造渣料也在(FeO)的作用下逐步熔化。达到碳一氧反应温度时,熔渣已熔化均匀,此时碳一氧反应比较均衡,不易产生喷溅。由于回余钢的温度一般都在1550℃以上,用回余钢炼钢时前期温度较高,开吹后即可达到碳一氧反应温度,而炉渣还没有充分熔化,激烈的碳一氧反应导致喷溅发生。
二、转炉回余钢炼钢工艺的开发
1.转炉不留渣
转炉炼钢有单渣法、双渣法和留渣法等。转炉终渣中含有12%~18%的(FeO),采用留渣法,能够提高前期渣中
(FeO)含量,促进前期渣的熔化,提高前
期渣的冶金反应能力,降低石灰消耗。
用回余钢炼钢时,如果采用留渣法,则
渣中(FeO)加剧了前期的碳一氧反应,使
之更容易发生喷溅事故,因此,在使用
回余钢炼钢时,需要倒尽炉内剩余的炉
渣。
2.倒出部分精炼渣
如前所述,精炼渣中含有碱度较高
的A1203等高熔点相,提高了精炼渣的
烤花炉
熔点,导致精炼渣进入转炉后结壳,炉
内气体不易排出,致使回余钢吹炼前期
发生喷溅事故,因此在装炉前应尽量将
回余钢中的精炼渣倒出。
3.确定合适的铁水、废钢装入量
为了确保转炉终点钢水温度和成分
合格,根据回余钢水的重量,确定合适
的铁水与废钢装入量,铁水和废钢的配
比为10:1~12:1,回余钢中碳、硅、
锰等合金元素含量高时取下限值,低时
取上限值。回余钢装入量+铁水装入量+
废钢装人量=正常炉次的装入量,装入顺装卸过桥
序为废钢一回余钢一铁水。
4.优化加料制度
(1)确定合适的造渣料加入量
①石灰加人量
根据回余钢和所兑铁水的重量、成
分,计算出回余钢与铁水混合后炉内金
属液中的碳含量和硅含量,由此再计算
出造渣料石灰的加入量,计算公式见式
(1)。
式中:R表示炉渣的二元碱度,取
值范围为2.0~3.2,取值大小取决于混合
后金属液的碳含量高低。碳含量≤1%
时,R为2.0;碳含量>1%时,R以2.0为
基准,碳含量每增加0.3%,R增加0.1。
②轻烧白云石加入量
为了确保炉渣中(MgO)含量合适,轻
烧白云石加人总量为同等条件下石灰加
人量的35%~45%。
③生白云石加入量
如前所述,部分钢种的回余钢中锰
含量较高,锰氧化后生成氧化锰进入炉
渣,使炉渣变稀,加剧了炉渣对炉衬的
侵蚀,为稀释渣中氧化锰,稠化炉渣,
造渣料中还应包括生白云石,其加入量
计算见式(2)。生白云石加人量=回余钢重
量×回余钢中锰含量X2(2)
(2)造渣料加入方式
根据混合后金属液碳含量的不同,
分为造渣料一次加入和分批加入两种方
式。
①一次性加入
将回余钢与铁水混合后,当金属液
中的碳含量≤1.0%时,石灰和轻烧白云
背光片石在开吹后一次性加完。当炉内金属液
初始碳含量≤1.0%时,随着前期脱碳反
应的缓慢进行,炉内金属液的碳含量逐
渐降低,达到碳氧发生激烈反应的温度
后,金属液中的碳含量已降低至0.60%
以下,碳氧反应速度逐渐降低,不会导
致喷溅,无需用石灰或轻烧白云石压
制喷溅。再者因碳含量低,吹炼时间较
短,如果分批次加入渣料,第2批料来不
及完全熔化即已吹炼完毕,造成造渣料
浪费。
②分批加入
将回余钢与铁水混合后,当金属液
中的碳含量>1.0%时,石灰、轻烧白云
石和生白云石等造渣料分批加入,第1
批造渣料加入量为总加入量的2/3~4/
5;金属液碳含量低时取上限值,高时
取下限值。炉内初始温度较正常冶炼模
式高,碳一氧反应因此提前,为防止喷
溅,第2批石灰和轻烧白云石较正常冶炼
模式提前1~1.5rain加入。
三、结束语
在冶炼过程中容易发生喷溅事故,
电子放大镜不仅增加钢铁料消耗,导致黄烟外溢,
存在较大的安全和设备隐患,甚至造成
冶炼中断。另外,用回余钢炼钢时,炉
内热量与常规炼钢T艺存在较大差别,也
给转炉终点温度和碳含量的精准控制带
来不利影响。本文对回余钢炼钢工艺进
行了探索性开发应用,取得了良好的社
会和经济效益。
参考文献:
[1]吕翔.转炉炼钢技术的自动化控制探究[J].科技
创新与应用.2018(21)
[2]李晓,周园园,郝阳,彭锋.我国炼钢工艺现
状与发展趋势分析[J].冶金经济与管理.2018(03)
转炉回余钢炼钢工艺开发与应用实践
郭瑞刚 付 强 郭栋伟  石横特钢集团有限公司
【摘 要】本文首先分析了回余钢的吹炼特点,接着分析了转炉回余钢炼钢工艺的开发,希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。【关键词】转炉;回余钢;炼钢工艺;开发

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