轉(zhuǎn)爐脫氧工藝優(yōu)化

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1、--轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝的優(yōu)化肖乃成魏國(guó)強(qiáng)唐田華(安鋼集團(tuán)信陽鋼鐵有限公司)摘要該文簡(jiǎn)要的論述了轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝優(yōu)化的原理，并結(jié)合實(shí)際對(duì)脫氧劑使用工藝進(jìn)行了探索，成功地在煉鋼生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞脫氧工藝煉鋼CONVERTERSTEEL-MAKINGPROCESSOPTIMIZATIONDEOXIDIZEXiaoNaichengWeiGuoqiangTangTianhua（XinyangIron&SteelGroupCo.,Ltd）ABSTRACTThearticlebrieflydiscussesconvereterstell-makingprocessesdeoxid

2、izationoptimizationtheoryandpraticaldeoxidizeexplortionthesuccessful.KEYWORDSDeoxidizationcraftsSteel-making0前言信陽鋼鐵有限責(zé)任公司煉鋼廠自1997年投產(chǎn)以來，在鋼水終脫氧劑的使用上先后經(jīng)歷過硅鋁鐵、硅鋁鋇和硅鋁鋇鈣等過程。通常采用硅鋁鋇作為鋼水終脫氧劑，硅鐵和錳鐵作為合金化材料。這種脫氧及合金化方式，受鋼水終點(diǎn)[C]、出鋼溫度及下渣量等影響，造成鋼中[Si]、[Mn]成分波動(dòng)大，合金元素回收率不穩(wěn)定；并且當(dāng)脫氧劑用量加大時(shí)，脫氧后的鋼水中酸溶鋁超過一定程度（

3、Als＞0.006%）時(shí)，將導(dǎo)致生成固態(tài)Al2O3簇狀?yuàn)A雜物，鋼水粘度增大，夾雜物增多且不易上浮排除，最終導(dǎo)致中包水口結(jié)瘤。為此，煉鋼廠對(duì)原有的脫氧工藝進(jìn)行優(yōu)化，成功地開發(fā)以使用鈣系脫氧劑為主的終脫氧工藝，有效地解決了上述問題，并取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。1優(yōu)化脫氧工藝的條件1.1鈣系脫氧劑理化指標(biāo)鈣系脫氧劑理化指標(biāo)見表1。表1鈣系脫氧劑理化指標(biāo)%CaSiCReAlBaH2O32～4012～2014～22適量2～4適量≤0.51.2生產(chǎn)鋼種及規(guī)格在20t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐上采用鈣系脫氧劑進(jìn)行終脫氧，全部冶煉HRB335鋼種，澆鑄成2150×150mm方坯。---1---1.3加入

4、量及方法終脫氧劑只用Ca系一種，噸鋼使用量為1.2kg，出鋼前一次性加入鋼包內(nèi)，出鋼過程中加鐵合金進(jìn)行脫氧合金化。鋼水經(jīng)底吹氬（或氮?dú)猓嚢杈鶆?，?zhèn)靜一段時(shí)間后送往連鑄。2優(yōu)化脫氧工藝的基本原理Ca作為第二主族元素，反應(yīng)性很強(qiáng)，有相當(dāng)強(qiáng)的脫氧能力，這點(diǎn)與同族元素Ba相比較可知，前幾年有人在硅鋁鐵內(nèi)加入鋇生產(chǎn)成硅鋁鋇，脫氧能力大幅度上升就是這個(gè)道理。Ca脫氧比Ba更有優(yōu)勢(shì)：兩者摩爾質(zhì)量比MCa：MBa=1：3.426，即都脫除一定量的氧，若需要1kg的Ca，就需要3.426kg的Ba。但Ca在鐵液中的溶解度很小，1600℃時(shí)為0.032%，在固體鐵中幾乎不溶解；同時(shí)Ca

5、的蒸氣壓非常大，在1600℃時(shí)為1.98個(gè)大氣壓。因此,僅用單一的Ca作為脫氧劑消耗太大，在經(jīng)濟(jì)上不合理，為了提高Ca脫氧效率，需提高---Ca在鐵中的溶解度，C、Si、Al等元素效果很好Ca的溶解度一倍；因此，鈣系脫氧劑主要成分為[1]，而C的作用又最大，每1%C可提高CaC2，還有CaSi及Al、Ba等。使用塊---狀Ca合金時(shí)，Ca的溶解過程受到邊界層擴(kuò)散限制，在局部很快達(dá)到飽和，因而不能使鋼液溶解更多的Ca，大部分將被蒸發(fā)掉，而制成＜15mm小顆粒狀，可以有效解決這個(gè)問題。脫氧反應(yīng)的公式為：CaC2+[O]=CaO+2[C]反應(yīng)產(chǎn)物中部分[C]又與鋼中[O]

6、反應(yīng):[C]+[O]={CO}也會(huì)有部分CaC2與鋼渣之間反應(yīng)：CaC2+3（FeO）=（CaO）+3[Fe]+2{CO}考慮到Al在鋼中細(xì)化晶粒及固定N，減少時(shí)效作用，終脫氧時(shí)也應(yīng)有適量的Al，一般硅鐵中含Al：1～1.5%，Ca系脫氧劑配Al也有3%左右，這樣Ca與Al同時(shí)作用，能生成熔點(diǎn)只有1455℃的球形12CaO·7Al2O3，具有較小的比表面，上浮速度快，從而鋼液中夾雜物的量顯著減少，殘留在鋼中的少量12CaO·Al2O3夾雜物在軋制中也不變形，不會(huì)形成Al2O3夾雜物那種尖角鏈狀分布，能提高鋼的同向性，有很好的加工性能及機(jī)械性能。3實(shí)施后的效果3.1對(duì)比

7、優(yōu)化脫氧工藝前后合金元素Mn和Si的回收率及鐵合金消耗對(duì)比見表2。表2優(yōu)化脫氧工藝前后Mn、Si回收率及鐵合金消耗對(duì)比脫氧劑鋼種爐數(shù)/爐Mn回收率/%Si回收率/%Ca系HRB33510087.681.34硅鋁鋇HRB33510082.4978.62如表2所示，在使用鈣系脫氧劑來優(yōu)化脫氧工藝后，錳鐵和硅鐵回收率與使用硅鋁鋇脫氧相比較分別提高了5.11%和2.72%。3.2脫氧、脫硫效果---2---鈣系脫氧劑主要是利用CaC2脫氧，在鋼水中發(fā)生如下反應(yīng)：CaC2+[O]=CaO+2[C][C]+[O]={CO}由于在煉鋼溫度下Ca的蒸汽壓非常高，故反