无取向电工钢(硅钢)生产流程[S]、[C]、[N]的控制研究.ppt

无取向电工钢（硅钢）生产流程[S]、[C]、[N]的控制 钢铁研究总院 连铸技术国家工程研究中心 仇圣桃 2008.11 一、 [C]、[S]、[N]对无取向电工钢的危害 —— 电工钢中[C]对磁性能的影响 二、转炉流程生产无取向电工钢的关键工序 关键工序与任务： 铁水预处理工序，脱[S]、控制[N]； 转炉冶炼工序，脱[C]、脱[N]、控[S]； RH 精炼工序，脱[C]、脱[S]、控[N]； 连铸工序，控[C]、控[N]、控[S]。 1）铁水脱硫的优点: —— 铁水中碳、硅含量高，提高了硫的反应能力，从而有利于脱硫； —— 铁水中氧含量低，提高了渣－铁之间的硫分配比，脱硫效率高； —— 铁水脱硫因其较好的动力学条件，脱硫剂利用率高，而且脱硫速度快； —— 铁水脱硫费用低，如高炉、转炉、炉外精炼每脱除1kg硫，其费用分别约为铁水脱硫的2.5倍、16倍和6倍。 2）铁水脱硫的方法 铁水脱硫可分为四大类： 投入法(铺撒法) 铁水容器转动法(摇包法) 机械搅拌法(KR法) 喷吹法(鱼雷罐、铁水包) 4）常用铁水脱硫剂 ① 碳化钙系脱硫剂 CaC2脱硫的基本反应式： CaC2+[S]=CaS(s)+2[C] CaC2脱硫能力较强。在动力学条件较好时，最低[S]可达 0.001%，广泛用于机械搅拌和喷吹脱硫方法； 提高脱硫速度的主要措施包括：减小CaC2粒度、强化搅拌、提高铁水温度等； 添加适量的碳和CaCO3等成份，形成复合CaC2脱硫剂，有利于提高脱硫效率。 主要缺点： 易吸水，运输和存贮需要采取特殊安全措施； 比较昂贵; 脱硫渣对环境污染较大。 ② 石灰系脱硫剂 CaO脱硫的基本反应式： CaO(s)+[S]=CaS(s)+[O] 纯CaO的脱硫能力低于CaC2，脱硫速度慢，脱硫效果不稳定； 添加适量C等反应促进剂，形成复合石灰系脱硫剂，提高脱硫效率； 提高脱硫效率的主要措施： 加大搅拌 增大反应面积 提高铁水温度 适用于KR机械搅拌脱硫工艺 ③ 金属镁脱硫 金属镁脱硫的基本反应式： Mg(g)+[S]=MgS(s) 主要优点： 脱硫能力强，速度快，脱硫后渣量少、铁损少、热损少； 脱硫反应为放热过程，适应温低铁水脱硫。 主要缺点： 价格昂贵，容易挥发。 措施： 制作成钝化镁粒； 添加CaO进行复合喷吹。 广泛用于喷吹法脱硫工艺 脱硫效果： [S]≤0.005%的比例达到9.92%； [S]平均为0.003%； [S]最低可控制到0.002%以下； “深脱”的平均脱硫率达到90%。 1) 氮在铁中的溶解 在一定温度，1atm大气压下，[N]在钢中存在形式： —— 自由状态的氮原子， 间隙固溶体； —— 化合物状态的氮原子，AlN、TiN、ZrN、VN、Fe4N。 C、Si：降低溶解度； Nb、V、Cr、Mn、Zr、Ti、Al：增加溶解度； Mo、Ni、Co ：影响不大。 ③ 低氮铁水的获得 铁水[N]含量：30～40ppm 低氮铁水的措施： 高炉顺行； 高温； 高锰； 高硅。 —— 氮在渣中的存在形式： 自由氮离子，[N]代替[O]； 化合氮离子，[N-4]代替[O-2] —— 渣层厚度对转炉终点[N]的影响 1）转炉吹炼过程“回硫”的控制 尽可能提高入炉铁水温度，缩短废钢熔化时间，保证炉渣脱硫反应的时间； 铁水残渣带入硫量占总硫量的8%～12%，扒渣时应尽量扒尽，应保证较高的终渣碱度(R=4.4)、较低的终渣(FeO)(不大于16.40%)及适宜的终点温度(t≈1680℃)，以增强炉渣脱硫能力； 控制转炉残留渣量，应考虑停止溅渣1～2炉后再冶炼，在炉况允许的情况下，连续冶炼电工钢时也应该停止溅渣； 造渣材料要满足低硫要求。 2）影响转炉“回硫”的因素分析 3）控制转炉回硫的主要措施 扒除脱硫后铁水面上的脱硫渣； 选用低硫废钢； 控制转炉炉料中硫含量，严格相关技术标准； 选择回硫稳定的脱硫工艺。 五、RH精炼工序[C]、[S]、 [N]的控制 5.1 RH脱碳技术 真空条件下脱碳行为的特点： ① 决定真空脱碳速度的主要参数之一是体积传质系数ak，与真空室截面(Av)、钢水循环量(Q)及钢水碳含量(Cv)成正比：ak ∝ Av0.32 . Q1.17 . Cv1.48； ②??RH真空脱碳速度的限制环节是钢水侧碳和氧的传质阻力，由碳扩散向氧扩散转变的临界条件为： ③? 当钢水[C]≤0.05%进行脱碳时,脱碳速度