三炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化.doc

附件1 一、项目基本情况 成果登记号： 项目名称 主要完 成人 主要完 成单位（盖章） 联系人 联系方式 主要完成协作单位（盖章） 申报单位 申报日期 申报单 位意见 申报单位技术主管领导： 申报单位（盖章） 年 月 日 研究起 止时间 成果应用时间及地点 项目来源 □公司科技进步项目 □专利技术 □合理化建议 □公司课题 □其它 二、项目简介 1、项目概况 三炼钢供CSP低碳钢种主要为SPHC、SPHCZ,均属于铝镇静钢，年产在180万吨左右。原来的低碳钢脱氧合金化工艺如下： 1、使用铝块进行脱氧、使用中碳锰铁进行合金化。 2、具体加入方法在出钢前加入铝块，出钢1/3后加入中碳锰铁合金化。 近年来随着炼钢成本压力的增加，以及合金降成本的要求，现对低碳钢脱氧合金化工艺进行了优化。 随着转炉底吹快换技术的使用，使转炉底吹系统在整个炉役期都处于良好的状态，转炉底吹搅拌效果有了稳定的保证。转炉冶炼低碳钢时保证了脱碳效果的快速、稳定。冶炼低碳钢钢水碳控制能力有了较大的提高，杜绝了钢水碳脱不下去、搅拌效果差导致的钢水碳含量成分不均匀等现象的出现，为使用碳粉代替部分铝进行预脱氧工艺以及使用高碳锰铁代替中碳锰铁进行很进化合金化工艺的推行，提供了基础保障。 措施如下： 1、出钢前期使用碳粉进行预脱氧，降低铝制品的消耗。 2、使用低价的高碳锰铁代替中碳锰铁进行合金化，高碳锰铁在出钢前期首先加入，随后加入碳粉，利用钢水中的氧脱除高碳锰铁中的碳，减少低碳钢增碳。 3、以铝粒代替铝块进行脱氧，便宜对铝制品加入量进行控制。在出钢后期加入铝粒进行深脱氧并对锰进行还原。 由于铝制品脱氧剂用量降低。钢水中氧化铝夹杂减少，增加钢水洁净度。 实施后锰合金消耗吨钢降低2.25元。铝制品消耗吨钢降低3.67元。 2、详细科学技术内容 1、原正常脱氧工艺 在转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺未优化之前，原来的低碳钢脱氧合金化工艺使用铝锭进行脱氧。铝锭均为20公斤一块，由于没有相应的加入设备，所以铝锭在出钢前由人工加入，。转炉供CSP低碳钢要求成品碳含量小于0.06%，且在LF炉精炼处理过程中会增0.01%的碳，所以转炉炉后钢包样碳含量要求控制到0.045%以下。转炉工序为了控制出钢时钢水增碳，使用中碳锰铁进行合金化，在出钢1/3后加入。 其缺点如下：1、由于铝锭体积较大，加入包中不易熔化，出钢时漂浮在钢液面上，常常发生烧损现象造成浪费消耗增加，还造成了钢水中Al2O3夹杂的增多，对钢水的浇铸和钢材的成品性能产生不利的影响。且有白烟冒出造成环境污染。 2、钢水铝含量不均匀，炉后钢包样酸容铝波动大，成分代表性差，给精炼处理造成一定的困难。统计了6个月的炉后钢包样酸容铝含量其结果如图 3、为了防止钢水增碳使用中碳锰铁进行合金化，成本比较高。 2、脱氧合金化工艺的改进 2.1工艺改进理论分析： 钢包钢水碳-氧反应机理 碳氧反应方程式为：[C]+[O]={CO} 上式反应达到平衡时：= lg= lg = +2.003 式中—气相中co的分压 标准大气压 氧的活度. 钢液中碳的质量百分数 钢液中氧的质量百分数 ―碳的活度系数 氧的活度系数 因为冶炼钢种均为低碳钢 均接近1，由于反应主要在钢液面进行，近似取标准大气压= lg = +2.003 （1） 转炉出钢终点时炉内c—O反应达到平衡，①出钢过程中钢水温度降低②气相中CO分压降低、③在出钢前期钢包中钢水量少，加入定量的碳粉后，在一段时间内碳粉主要集中在钢水液面部位，使钢水液面部位参加反应的的浓度处于较高的状态。这几个热力学条件均有利于促进C—O进一步反应。以及出钢过程中钢包底吹氩和钢流冲击对钢水产生强烈搅拌，为促进c—O进一步反应提供了良好的动力学条件，达到降低钢中氧含量的目的。 经统计转炉冶炼低碳钢终点碳含量平均为0.035%，终点温度平均为1640℃，出完钢后钢水平均温度为1600℃。在吹炼终点副枪检测钢水氧含量，经过统计钢水碳含量在0.035%时对应的氧含量平均为780ppm 设吹炼终点平衡状态T1 =1913K, w[C]1= 0.035%, 设T2 =1873K, w[C]2= 0.045%, 将吹炼终点平衡状态带入式（1）求得w [O]1= 0.0703% 将碳粉预脱氧后平衡状态带入式（1）求得? w [O]2= 0.0531% w[O]1 - w[O]2 = 0.0703% -0.0531% = 0.0172% 理论上转炉冶炼低碳钢碳脱氧平均能从钢水中脱除1