轉(zhuǎn)爐煉鋼原料及裝入制度

./一．裝料轉(zhuǎn)爐煉鋼原料及裝入制度1.原料鋼水及部分配用廢鋼1.1鐵水一般占裝入量的70%以上A；對鐵水溫度的要求鐵水溫度的高低,標志其物理熱的多少,溫度高則能保證物理和化學熱,增加廢鋼配加量,轉(zhuǎn)爐吹爐順行,降低轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)成本,一般保證在1250~1300B；對鐵水成分的要求〔1含硅量以0.5%~0.8%為宜。低則不能正常吹爐,石灰溶解困難,渣量較小,不利除硫和磷,金屬飛測嚴重,影響成材率。高則增加造渣材料的消耗,按理論計算,每增加0.1%,吹爐1t鐵水則多增2kg二氧化硅,6kg石灰渣量增加8kg;〔2鐵水含量大多底于0.3%。提高含量主要方法是配加錳礦石,但產(chǎn)生煉鐵焦比升高和生產(chǎn)率下降,因鐵水中含錳量超過1%時,爐渣太稀,不利于吹爐;〔3鐵水含磷量應(yīng)小于0.15%~0.2%,最高不能超過0.4%,否則會導(dǎo)致鋼生產(chǎn)"冷脆"現(xiàn)象。如果含量過高,則應(yīng)采用雙渣發(fā)冶煉。應(yīng)采用控制煉前的選礦,配料措施來降低含磷量;〔4鐵水的含硫量一般應(yīng)低于0.04%~0.05%,含量超標,鋼易產(chǎn)生"熱脆"現(xiàn)象,冶煉前的預(yù)脫硫處理經(jīng)濟有效。表1-1國一些鋼廠的鐵水成分%元素w[Si]w[Mn]w[P]w[S]w[v]W[Ti]首鋼0.4～0.650.40～0.700.200.0～0.05上鋼一廠0.5～1.000.30～0.600.650.04～0.07武鋼0.5～0.80≦0.30≦0.15≦0.02馬鋼0.5～1.00≦0.40≦0.070.2～0.30攀鋼≦1.250.30～0.500.1～0.300.0～0.070.2～0.600.501.2廢鋼它是轉(zhuǎn)爐煉鋼的另一種金屬爐料,作用為冷卻劑消耗富余熱量,調(diào)控熔池溫度?；疽螅呵榻Y(jié)、少銹、無混雜、不含有色金屬,單重波動圍為150～2000kg。2．轉(zhuǎn)爐的裝入制度制度包括：裝入量、廢鋼、裝料順序。2.1裝入量的確定①定量裝入法;②定深裝入法;③分階段定量裝入法。表1-2國一些轉(zhuǎn)爐的熔池深度表裝入量/t5080100200熔池深度/mm1050119012501650表1-3國一些鋼廠轉(zhuǎn)爐爐容比廠名天鋼上鋼太鋼武鋼本鋼攀鋼鞍鋼轉(zhuǎn)爐容量/t爐容比/m3.t-1200.85300.98500.97501.051200.911200.901500.86表1-4鋼廠原50噸轉(zhuǎn)爐裝入制度爐齡120～50>50錠型/t5.57.05.57.05.57.0支數(shù)8697108裝入量/t514956.555.562.563.5熔池深度/mm920900950～1000950～1000920～1040920～10402.2廢鋼比廢鋼的加入量占金屬料裝入量的百分比成為廢鋼比。管理水平及冶煉品種不同,廢鋼比大多波動在10%~30%之間。2.3裝料順序一般情況下是先加廢鋼后兌鐵水。在爐役后期,爐襯較薄,為免受廢鋼直接沖擊,在確認廢鋼干燥及爐渣已倒凈或已加入石灰稠化的前提下,可先兌鐵水后加廢鋼。二．供氧氧在鋼、渣兩相中的溶解符合分配定律,即定溫下平衡二者之比為一常數(shù)?！?-1〔1-2熔池氧的來源1.1吹入氧氣直接吹氧是煉鋼中向熔池供氧的主要方法。目前主要是工業(yè)制氧,其含氧量不得低于98.5%,水分不能超過3g/m3。供氧的主要容為如何合理地向熔池吹氧。轉(zhuǎn)爐的主要原料為鐵水,含碳量高達4.0%以上。電爐主要原料是廢鋼,工作氧壓為0.4~1.0MPa。1.2加入鐵礦石和氧化鐵皮鐵礦石主要有：①赤鐵礦;②磁鐵礦;氧化鐵皮是鍛鋼和軋鋼過程中從鋼錠或鋼坯上剝落下來的碎鐵皮,又稱為鐵鱗。電爐煉鋼中,加礦氧化僅是向熔池供氧的輔助手段;氧氣煉鋼中,鐵礦石和氧化鐵皮則是作為冷卻劑或造渣劑使用。1.3爐氣供氧由化合物解壓的概念可知,如煉鋼爐爐氣中氧的分壓,大于渣中氧化亞鐵的分解壓,同時又大于鋼液中氧化鐵分解壓,即:<1-1>在氧氣精煉過程中,爐具備了爐氣向熔池傳氧條件,氣相中的氧氣會不斷地傳入熔渣和鋼液。2．雜質(zhì)元素的氧化方法雜質(zhì)元素指的是鋼液中的硅、錳、碳、磷等其他元素。在目前吹氧煉鋼中。供氧方式為①直接氧化;②間接氧化;液中的氧再與其中的雜質(zhì)元素作用而發(fā)生的氧化反應(yīng)：在氧氣射流作用區(qū)鐵被氧化<2-1>渣中的氧化亞鐵擴散進入鋼液<2-2>熔入鋼液的氧氣與雜質(zhì)元素發(fā)生反應(yīng)<2-3><2-4><2-5><2-6><2-7>鋼液中錳的氧化反應(yīng)為<2-8>轉(zhuǎn)爐的供氧制度直接氧化它指的是熔池的氧氣直接與鋼液中雜質(zhì)元素作用而發(fā)生的氧化反應(yīng)。雜志元素的直接氧化反應(yīng)在熔池中氧化射流作用區(qū)或射流破碎成小氣泡卷入金屬部。間接氧化它指吹入熔池的氧氣先將鋼液中鐵元素氧化成氧化亞鐵,并按分配定律部分地擴散進入鋼液,渣中氧化亞鐵擴散進入鋼液,然后溶解到鋼中的氧氣與其他雜質(zhì)反應(yīng)。供氧強度它指單位時間向每噸金屬供給的標氧氣量的多少。<3-1>表3-1各元素的氧化量項目w[C]w[Si]w[Mn]w[P]W[Fe]金屬原料成分3.700.700.400.20終點鋼液成分0.20各元素氧化量3.500.700.200.181.30表3-2各元素氧化時耗氧量元素氧化量氧化產(chǎn)物耗氧量C35.0CO2COSi7.0SiO2Mn2.0MnOP1.80P2O5Fe13.0FeO共計58.83.2.2氧氣的壓力是轉(zhuǎn)爐煉鋼中供氧操作的一個重要參數(shù)。對同一氧槍而言,提高氧氣壓力是指轉(zhuǎn)爐車間氧氣壓力測定點的表壓值。又稱為使用壓力,以表示,使用壓力與噴頭前壓力間的關(guān)系為：<3-2>槍位及其控制槍位指氧槍噴頭至平靜熔池液面的距離。槍位高低不僅與熔池鋼液環(huán)流運動的強弱有直接關(guān)系,而且對爐傳氧情況有重要影響。槍位與熔池鋼液環(huán)流的關(guān)系轉(zhuǎn)爐煉鋼中,高壓﹑超音速的氧氣射流連續(xù)不斷沖擊熔池,在熔池中央沖出一個"凹坑",稱為沖擊深度,坑口面積被稱為氧氣射流的沖擊面積。與此同時,到達坑底的氧氣射流形成反射流,通過與鋼液間的摩擦力引起熔池的鋼液進行環(huán)流運動,逐形成反射流的運動改善了爐化學反應(yīng)的動力學條件,對冶煉過程具有重要意義。吹煉中,采用低槍位和高氧壓的吹氧操作稱為硬吹。反之,采用高槍位或低氧壓的吹氧操作稱為軟吹。吹氧操作分三種類型：①恒氧壓變槍位操作；②恒槍位變氧壓操作；③變槍位變氧壓操作。槍位對爐傳氧的影響直接傳氧：①通過金屬液滴直接傳氧；②通過乳濁液直接傳氧；間接傳氧：它指吹入爐的氧氣經(jīng)熔渣傳入鋼液的傳氧方式。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的底部供氣制度a.復(fù)吹轉(zhuǎn)爐簡介1979年開始研究,近年普及,鋼種已達200多個,按氣體性質(zhì)可分為：底吹惰性氣體,底吹氧氣或石灰粉；復(fù)合吹煉的基本工藝與原理保持頂吹同過再配合低吹,可改善熔池攪拌情況,促進金屬與爐渣間的平衡,過程平穩(wěn),時間短。工藝操作一致。底吹氣體種類選用要以鋼種質(zhì)量要求﹑氣體來源和價格而定。其總量不能大于頂吹氣體的5％,供氣壓力在0.5MPa以上,供氣強度為0.01～0.15。復(fù)合吹煉的冶金效果復(fù)合吹煉終點時鋼液殘錳量較高,基本消除了熔池成分與溫度不均勻的現(xiàn)象。加速雜質(zhì)元素的氧化,減輕吹煉中的噴濺,冶煉過程平穩(wěn)迅速。CO的二次燃燒率提高6％左右,熱效〔爐子提高,經(jīng)濟效果顯著。三．脫磷1．磷對剛性能影響1.1鋼中磷的危害易產(chǎn)生"脆冷"現(xiàn)象,使鋼的塑性和沖擊韌性大為降低。鋼中磷的含量限制,普碳鋼：；優(yōu)質(zhì)碳素鋼：；高級優(yōu)質(zhì)鋼：1.2鋼中磷的有益作用磷有時可在某些鋼中當作合金元素使用,含磷量達到0.08％左右可增加低碳鍍錫薄板強度。MnPRe鋼,含磷高達0.08%～0.13％,Y15Pb鋼含磷0.09％。2．脫磷反應(yīng)氧化脫磷,還原性去磷；2.1氧化脫磷使磷氧化生成進入爐渣,并固定其中。2.鋼中磷和氧氣反應(yīng)有下列幾種：直接氧化<2-1>磷與鋼中氧反應(yīng)<2-2><2-3>2.渣中的<>被氧化,反應(yīng)式為：<2-4>進入爐渣的和結(jié)合成磷酸鐵鹽：<2-5>上述反應(yīng)式也可寫成：<2-6>在實際生產(chǎn)中,隨著石灰的熔化,爐渣的堿度逐漸升高,渣中游離的逐漸增加,其置換反應(yīng)為：<2-7>或<2-8>所以,堿性氧化渣脫磷總反應(yīng)式為：<2-9>或<2-10>2.