低碳低硅钢增硅问题研究及对策.doc

济钢低碳低硅钢增硅原因分析及对策 邵明天 孙风晓 徐学永 (济南钢铁股份有限公司第三炼钢厂，山东 济南 250101） 摘要 通过增硅，相应改进措施，合格率由8%提高到9%，效果。 Shao Ming Tian Sun Feng Xiao Xu Xue Yong （No.3 Steelmaking Plant of Jinan Iron and Steel Co., Ltd., Jinan 250101,China） Abstract:. indicates that on the current condication desulphurization duty heavily、 too much slag form BOF and refining too long are the main reasons of increasing silicon, and takes action for improvement, it achieves obvious effect to increases the rate of eligibility of [Si] from 83.3% to 91.8%. Key words: steelgrade of low carbon and low silicon; increasing silicon; desulphurization; adding phosphorus ;refining time1 前言 济钢ASP生产线于2005年6月投产，并于同年8月份开始冷轧原料用钢的研发工作，先后开发了SPHC、SPHD等钢种。该钢种的成功开发拓宽了济钢品种范围，增加了公司的经济效益，但在该类钢的生产过程中也暴露出一些问题，比较突出的问题之一为硅含量超标。本文对增硅问题进行研究分析，并提出了相应改进措施，取得了良好效果。 2 现状及存在的问题 本文以SPHC为例对增硅问题进行分析，该钢种化学成分要求如表1： 表1：SPHC化学成分 成分 C Si Mn P S Als 含量 % ≤0.06 ≤0.04 0.12-0.30 ≤0.020 ≤0.020 0.015-0.060 对2007年6月至2008年2月期间4203炉，共61.8万吨SPHC成分进行统计，硅含量大于0.03%炉次占总炉次16.7%，Si的合格率仅为83.3%，影响了济钢冷轧厂正常生产，降低了集团公司的经济效益。3 热力学条件及动力学条件分析 3.1 增硅的热力学条件 该钢种工艺路线为：铁水预处理→转炉→LF精炼→连铸机。一般情况下精炼过程温度处在1580-1600℃之间，由氧势图可知在此温度区间FeO、P2O5、MnO、SiO2、Al2O3化合物稳定性依次增强。因此在还原性气氛下FeO、P2O5、MnO、SiO2等不稳态化合物很容易被Al置换出来。由于其它元素对本钢种成分合格率无明显影响，故本文只讨论SiO2的反应问题，其化学反应式为： 1/2[Si]+1/3（Al2O3) =1/2(SiO2)+2/3[Al] ΔG0=111.23-0.0019T(kJ/mol) 1590℃时： ΔG0=111.23-0.019×(1590+273) =75.83(kJ/mol)0[1] ΔG00,说明在此温度下反应向逆向进行,即向生成硅的方向进行。 3.2 增硅的动力学条件 根据双膜理论，液-液相的界面反应由三个环节组成，速率式分别如下： 反应物向相界面扩散： J1=dn/dτ=β1（CⅠ-C*Ⅰ）A 界面化学反应： r=dn/dτ=k(C*Ⅰ-CⅠ平)A 生成物离开相界面扩散 J2=dn/dτ=β2（C*Ⅱ-CⅡ）A 式中βⅠ，β2—分别为Ⅰ、Ⅱ相内的传质系数 J1—反应物向相界面扩散速度 r—化学反应速率 J2—生成物离开相界面扩散速度 CⅠ—溶液反应物浓度 C*Ⅰ—相界面反应物浓度 C*Ⅱ—相界面生成物浓度 CⅡ—溶液生成物浓度 k—化学反应速率常数 A—相界面面积[2] LF精炼具有脱氧脱硫、调节成分温度、去除夹杂物等冶金功能，其中脱氧脱硫均靠钢包渣洗，在底吹氩强烈搅拌作用下，三个环节之间的界面面积均大大增加，为反应提供了良好的动力学条件，加快了(SiO2)与[Al]的反应速度。 由脱硅反应的热力学条件及动力学条件分析可知： LF精炼过程是一个还原反应发生的过程，LF脱硫时需要钢包底吹氩强烈搅拌，在还原性较强的情况下会发生增硅反应。LF脱硫反应时强烈搅拌作用同时也大大增加了增硅反应各环节的界面面积，加快了增硅反应速度。 4实际生产中增硅影响因素分析 4.1 转炉终点控制 转炉终点控制情况通常如表2： 表2：转炉终点通常控制情况 成分 % 终点温度℃ 终点O ppm C