(齐志宇)转炉高碳钢冶炼工艺研究与应用.ppt

前 言 转炉冶炼高碳钢的方法有两种：增碳法和高拉碳补吹法。增碳法确保了终点磷的控制，但由于出钢后加入了大量增碳剂，会造成成品成分不均、吸收率不稳定，给下道工序带来困难；高拉碳补吹法具有铁损少、钢中氧含量低、钢中夹杂物减少、合金收得率高，同时节省大量增碳剂等特点，但该种方法属于经验操作法，留碳命中率低。鞍钢第二炼钢厂南区(下称二钢南)在现有的工艺条件下，进行不断的工艺优化和改进操作方法，总结出“双控双调”操作法。 工艺优化措施 1、调整留渣量 2、调整供氧强度和底吹气体强度 对高碳钢的冶炼，整个冶炼过程的枪位采取“低-高-低”原则。 吹炼前期，硅、锰迅速氧化，而此时熔池中的温度尚低，加入的造渣材料还未完全熔化，因此磷的氧化速度并不大，为了快速形成一定碱度的熔渣，增加前期的去磷量，因此，前期枪位控制在在1.3～1.5m，即低枪位操作1～2min，给化渣创造温度条件，然后逐步提高枪位，使渣中积聚一定数量的(FeO)，为中期快速脱磷奠定基础。 吹炼中期，炉内熔渣基本化好，熔池中[C]和[P]氧化反应趋于激烈，渣中的FeO消耗增加，防止形成高熔点的2CaO?SiO2，逐渐提高枪位，调整化渣，保持一定的FeO含量，此时控制枪位在1.2m～2.0m范围内。使炉渣活跃且不喷溅，如果前期化渣不好，必须及时调整枪位。 吹炼的最后阶段，正处于碳的激烈氧化期，如果此阶段返干，氧气流股会直接与金属液面接触，发生直接还原反应，即：[C]+ O2=CO2,使降碳速度加快，同时带走大量的热，这样势必会给终点提温的同时保碳造成困难，因此，必须保持合适的枪位，使炉内气体-金属液-炉渣三者充分乳化枪位控制在1.6m～1.8m之间。一方面，氧枪在淹没的状态下吹炼，使熔池中的[C]被从炉渣中扩散到钢液中的(FeO)氧化，发生以间接还原为主的反应，即：(FeO)+[C]=[Fe]+CO，因为此反应是弱放热反应，所以，能抑制[C]的氧化，使降碳速度减慢；另一方面，能使石灰进一步渣化，熔池内动力学条件良好，促进脱磷反应继续进行，但脱磷的速度明显减小。 拉碳枪位控制在1.2m，拉碳时间控制在1.5～2.0min，使熔池内成分温度均匀。避免下枪过早、枪位过低，以防止化渣不良回[P]和[C]深入氧化。 若出钢碳高于规格上限，需要补吹，采用正常枪位点吹，高碳钢平均降碳为0.30～0.36%/min，如果倒炉渣子过粘，点吹枪位提高，降碳速度按下限计，若终渣流动性良好，点吹枪位偏低降碳速度按上限计，因此在操作过程中，掌握好点吹的时间。 若出钢碳低于规格下限，需要补加一定数量的增碳剂，按每10kg增碳剂提高[C]=0.01%计算。 若炉内化渣情况良好，倒炉之前先用氧气流股冲击渣面，或者加入一定量的铁凡土压渣，防止渣面高，造成的倒炉困难以及倒炉过程中出现大翻现象,即，渣中(FeO)和熔池中[C]发生反应,促进炉内搅拌，使熔池内[C]含量降低而无法准确对终点碳控制。 高碳钢吹炼终点温度相对较低，并且等样期间会有部分温度损失，因此，必须出钢要“红包”出钢，并且采用挡渣镖防止下渣回磷。 通过采用调整留渣量、调整供氧强度和底吹气体强度(即双调)、枪位控制和终点控制(即双控)等措施后，转炉冶炼高碳钢基本上实现了去磷、保碳的效果，随机统计了106炉工艺优化后的脱碳和脱磷的效果。 1、脱碳效果分析 从图l看出，工艺优化前后终点碳含量的均值由0.486％提高到0.593％，命中率由原来的62.69％提高至88.68％。 2、脱磷效果分析 从图2看出，工艺优化前后，终点磷含量均值由0.0182％降低至0.0157％，合格率由71.64％提高到87.07％。 (1)、高碳钢冶炼调节供氧强度3.03-3.07 Nm3/t?h和底气强度0.05～0.12Nm3/min?t保证了良好的冶炼效果。 (2)、冶炼高碳钢时，确定最佳的留渣量为2t左右，过氧化的炉渣不能留。 (3)、高碳钢的冶炼枪位的控制采取“低-高-低”原则，即前期控制在1.3m～1.5m范围内，中期在1.6m～2.0m之间，后期拉碳枪位控制在1.2m，在留碳的同时取得了良好的脱磷效果。 (4)、避免下枪过早、枪位过低，以防止化渣不良回[P]和[C]深入氧化。 (5)、终点[C]的均值平均提高0.107%，命中率提高25.99%，终点[P]均值降低0.0025%，命中率提高15.43%。 * 转炉高碳钢冶炼工艺研究与应用 袁兴文 齐志宇 鞍钢集团股份公司第二炼钢厂 工艺优化措施 工艺优化后的效果 结