钢包炉精炼渣成分的最佳化

钢包炉精炼渣成分的最佳化现代炼钢工艺主要是对钢水进行炉外精炼，钢水炉外精炼通常在钢包内进行。出钢时挡渣，往钢包内加精炼渣。精炼渣的颗粒、成分和往钢包内加入的程序应保证最快形成液态流动渣，因为在批量浇铸时炉外精炼时间受连铸机限制。渣应该有良好的脱硫性和对钢中非金属夹杂物的粘附性，不会侵蚀钢包衬，有相对低的熔点和热容性。一般情况使用碱性渣具有很好的透气性，因为，渣层的厚度可调节包内钢水气体的饱和度。许多使用钢包炉的钢铁公司精炼渣是由石灰和萤石(CaO，70～75％：CaF225～30％)组成。这些固体合成渣在70年代被广泛使用。出钢时使用固体合成渣可保证钢水脱硫率达30～40％。出钢通常持续5～15min(这与炼钢设备的类型和容积有关)，固体合成渣在钢水液面达到钢包高度的1／4～1／3时加入，这样钢水和渣的相互作用时间为3～10min，在这段时间里渣应该完全被熔化。在钢包炉中精炼渣与钢包衬接触时间长达40～50min，并且因电弧加热使渣升温，使热量传给钢水。在这种条件下用固体合成渣作为精炼渣是不合理的。在炼钢温度下CaO活度的提高和CaO快速溶解，且在电弧的作用下渣中氟化钙快速挥发分解成有毒的氟化氢。除此之外还严重侵蚀钢包衬，特别是在渣线区削弱包衬的强度，从包衬角度考虑，在钢包炉使用固体合成渣是不经济的。另外，以氟化钙为主的固体合成渣影响氢的去除。萤石相对于固体合成渣中的其它成分成本较高，这样就提高了精炼费用，固体合成渣通常在出钢时用，而对于钢包炉来说使用固体合成渣在经济和环保方面不合理。在钢包炉出现的初期，通常使用CaO—SiO2—A1203—MeO系渣作为精炼渣，其中渣的成分视所处理的钢种来确定。为在流动性最佳时进行脱硫反应，必须使渣中CaO活度高，同时，渣与钢水的氧活度最低。渣和钢水间硫的分布系数如下列方程：lgLспπ=－2.78+0.86[(CaO)+0.05(MgO)]/[(SiO2+0.6(Al2O3)]－lgα0спπ＋lgfsспπ式中(GaO)等——渣中相应氧化物的重量百分比；αo——钢中氧活度，％;f——硫活度系数。列出了渣和钢水之间硫L分布系数与渣中FeO含量的关系。渣中氧化铁最佳浓度应为0.5％左右，可保证硫的分布系数最大。众所周知，渣中氧化镁含量达5％时碱性渣较稀，而达8％时渣变稠。因钢包内衬屑碱性，渣中MgO有利于保护包衬，实际上渣中MgO含量少时可添加镁粉保证其达到6—8％，因此，为了提高渣线区的强度建议出钢时添加镁粉。图2(略)说明了渣中氧化钙对脱硫反应平衡的影响。只有当渣中的CaO达到一定值时，渣中硫化物的含量最大。从上述可知，在GaO为58％～62％时，渣拥有最大的脱硫率。精炼渣中MnO含量是由锰脱氧形成的氧化物的量来确定。在完全去掉炉渣的情况下，对于普通晶种的钢来说渣中氧化锰的量为0．13％～0．15％，对于用锰合金化的钢来说为0．16％～0．20％。在钢水温度条件下为了去除固体硅酸盐，应该在成品钢化学成分范围内使Mn／Si≥3。可保证形成液体硅酸锰，防止浇铸水口堵塞和抑制钢坯表面缺陷的形成。在额定MgO和CaO含量情况下，精炼渣中si02的合理含量是由碱度曲线来确定。为8％～10％，这样精炼渣的碱度B=CaO／Si02将等于6．7。为了快速形成液体流动渣，渣的碱度与渣中氧化铝之比应为：B/Al203；0．25～0．35。因此，精炼渣中氧化铝的含量应该为20％～25％。这样，对于镇静钢来说下列精炼渣成分较合理(重量百分比)58～62Ca0；8～10Si02；6～8MgO；20～25A1203；0.5FeO；0．13～0．15MnO。对于镇静钢来说达捏利公司建议使用类似的化学成分渣作为精炼渣。在钢包炉里用这种渣精炼钢水，只有在必要的情况下(搅拌不好，石灰溶解不够)使用萤石，作为固体合成渣应该是高质量且硫含量低的材料。用精炼渣处理镇静钢，无论是否用铝脱氧对FeO、MgO、CaO、MnO含量都有要求。对于不用铝脱氧的钢来说渣中A1203，的含量应该减少，为了保证(Al203)/[A1]系的平衡，从计算值和实际经验出发A1203的含量都应在5％～8％范围内变化。这种情况下渣中Si02含量有所增加，包括因含硅铁合金烧损的增加。实际上，在这种渣中A12O3含量为15％～20％，这种渣的碱度为2．8～4．1，而B／A12O3比为0．51～0．56。因此；渣应有很高的粘度，为了获得良好的流动性加入氟化钙。凭经验用内眼观察渣的状态选择加氟化钙的数量(5％～10％)。对于铝脱氧的钢来说精炼渣有下列成分(重量百分比，％)：58～62CaO；15～20Si02；6～8MnO；5～8Al2O3；0．51％0；0．13～0．15MnO。这样，在钢包炉装置上精炼钢水必须使用不含或少含氟化钙的精炼渣。这种渣可保证钢水必需的脱硫率。根据摩尔达维亚钢铁厂资料，冶炼不用铝脱氧的钢(名0．004％A1)，在钢包炉处理后钢中硫(1998年)平均含量从0．059％(脱氧后)降到0．015％，符合标准。钢包寿命达到67．2包。这就说明，每一钢铁企业应从炼钢晶种、钢包炉经济技术指标和原料质量出发，调整精炼渣的化学成分。关键词：发布于：2005-9-27已被阅读：8次