教案
◆铁水中锰含量高,单渣操作,钢水残锰也会高些。
3.碳在吹炼过程中快速减少,但前期、后期脱碳速度慢,中期快
影响碳氧化速度的变化规律的主要因素有:熔池温度、熔池金属成分、熔渣中(∑FeO)和炉内搅拌强度。在吹炼的前、中、后期,这些因素是在不断发生变化,从而体现出吹炼各期不同的碳氧化速度。
吹炼前期:熔池平均温度低于1400-1500℃,[Si]、[Mn]含量高且与[O]亲和
力均大于[C]-[O]的亲和力, (∑FeO)较高,但化渣、脱碳消耗的(FeO)较少,熔池搅拌、碳的氧化速度不如中期高。
吹炼中期:熔池温度高于1500℃ ,[Si]、[Mn]含量降低,[P]-[O]亲和力小
于[C]-[O]亲和力,碳氧化消耗较多的(FeO),熔渣中(∑FeO)有所降低,熔池搅拌强烈,反应区乳化较好,结果此期的碳氧化速度高。
吹炼后期,熔池温度很高,超过1600℃,[C]含量较低, (∑FeO)增加,熔池
搅拌不如中期,碳氧化速度比中期低。 转炉内碳氧反应速度变化
4.磷在吹炼前期快速降低,进入吹炼中期略有回升,而到吹炼后期再度降低。
磷的变化规律主要表现为吹炼过程中的脱磷速度。脱磷速度的变化规律,
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主要受熔池温度,熔池中金属[P]含量,熔渣中(∑FeO),熔渣碱度,熔池的搅拌强度或脱碳速率的影响。 ?
前期不利于脱磷的因素是炉渣碱度比较低,因此,为及早形成碱度较高的炉渣,是前期脱磷的关键。 ?
中期不利于脱磷的因素是(∑FeO)较低,因此,如何控制渣中(∑FeO)达10%-20%,避免炉渣“返干”是中期脱磷的关键。 ?
后期不利于脱磷的热力学因素是熔池温度高。
5.硫在吹炼过程中是逐步降低的,中后期降低明显些。
硫的变化规律也主要表现在吹炼过程中的脱硫速度,脱硫速度变化规律的主要影响因素与脱磷的类似。不同时期,其表现是不相同。 ?
吹炼前期,由于温度和碱度较低,(FeO)较高,渣的流动性差,因此脱硫能力较低,脱硫速度很慢; ?
吹炼中期,熔池温度逐渐升高,(FeO)比前期有所降低,碱度 因大量石灰熔化而增大,熔池乳化比较好,是脱硫的最好时期; ?
吹炼后期,熔池温度已升至出钢温度,(FeO)回升,比中期高,碱度高熔池搅拌不如中期,因此,脱硫速度低于或稍低于中期。
6.炉渣中的酸性氧化物(SiO2)、( P2O5)在吹炼前期逐渐增多,随着石灰的溶解
增加,渣量增大而降低。 ?
吹炼一开始,由于硅的迅速氧化,使渣中(SiO2)高达20%,同时,磷也大量氧化生成( P2O5)进入炉渣。随着石灰的逐渐渣化,渣中的(CaO)含量不断升高,当硅的氧化基本结束后,渣中(SiO2)、 ( P2O5)的含量又有所下降。
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7.吹炼过程中渣中∑ (FeO)具有规律性变化:即前后期高、中期低,而复吹
转炉在吹炼后期渣中∑ (FeO)比顶吹更低些。
炉渣中(FeO)的变化取决于它的来源和消耗两方面。
(FeO)的来源主要与枪位、加矿量有关,(FeO)的消耗主要与脱速度有关 枪位:枪位低时,高压氧气流股冲击熔池,熔池搅拌剧烈,渣中金属液滴增多,
形成渣、金乳浊液,脱碳速度加快,消耗渣中(FeO)降低。枪位高时,脱碳速度低,渣中(FeO)增高。
矿石:渣料中加矿石多,则渣中(FeO)增高。
脱碳速度:脱碳速度高,渣中(FeO)低;脱碳速度低,渣中(FeO)高。
氧气顶吹转炉通过改变枪位可达到化渣、降碳的不同目的,这是它与其他炼钢方法相比,具有操作灵活的特点。
8.随着吹炼的进行,石灰在炉内溶解增多,渣中(CaO)逐渐增多,炉渣碱度
也随之增大。
炉渣碱度的变化规律取决于石灰的熔解、渣中(SiO2)和熔池温度。 吹炼初期,熔池温度不高,渣料中石灰还未大量熔化。吹炼一开始,[Si]迅速氧化,渣中(SiO2)很快提高,有时可达到30%。因此,初期炉渣碱度不高,一般为1.8-2.3,平均为2.0左右。
吹炼中期,熔池的温度比初期提高,促进大量石灰熔化,熔池中[Si]已氧化完了, SiO2来源中断。中期脱碳速度,熔池搅拌均比前期强,这些因素均有利于形成高碱度炉渣。
吹炼后期, 熔池的温度比中期进一步提高,接近出钢温度,有利于石灰渣料熔化,在中期炉渣碱度较高的基础上,吹炼后期,仍能得到高碱度,流动性良
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好发炉渣。
9.渣中(MgO)的变化与白云石或菱镁球加入有关。 ? ?
吹炼过程中炉渣中MgO含量的变化(30T炉): 1—加白云石;2—未加白云石
如果加白云石或菱镁矿,还与加入的数量有关。由上图可见, 未加白云石时,吹炼前半期,初期酸性渣对炉衬侵蚀较大,渣中(MgO)含量增加。而加入白云石造渣,使渣中保持一定的(MgO)含量,在冶炼过程中能减轻熔渣对炉衬的侵蚀。
10.熔池温度在吹炼过程逐步升高,尤以吹炼前期升温速度快。
熔池温度的变化与熔池的热量来源和热量消耗有关。
吹炼初期,兑入炉内的铁水温度一般为1300℃左右,铁水温度越高,带入炉内的热量就越高,[Si]、[Mn]、[C]、[P]等元素氧化放热,但加入废钢可使兑入的铁水温度降低,加入的渣料在吹炼初期大量吸热。综合作用的结果,吹炼前期终了,熔池温度可升高至1500℃左右。
吹炼中期,熔池中[C]继续大量氧化放热,[P]也继续氧化放热,均使熔池温度提高,可达1500-1550℃以上。
吹炼后期,熔池温度接近出钢温度,可达1650-1680℃左右,具体因钢种、炉子大小而异。
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在整个一炉钢的吹炼过程中,熔池温度约提高400℃左右。
综上所述,顶吹氧气转炉开吹以后,熔池温度、炉渣成分金属成分相继发生变化,它们各自的变化又彼此相互影响,形成高温下多相、多组元同时进行的极其复杂的物理化学变化。 三.吹炼过程的三个阶段 1.吹炼前期
任务:化好渣、早化渣,以利P、S的去除。同时注意造渣,以减少炉渣对
炉衬的侵蚀。 2.吹炼中期
任务:脱C和去S。 3.吹炼后期
任务:做好终点控制,保证温度、C、P、S含量合乎出钢要求。此外还要
根据所炼钢种需要,控制好炉渣氧化性,使[O]合适以保证钢质量。 出钢过程:进行脱氧合金化操作。 四.转炉一炉钢冶炼的基本操作过程
从装料到出钢,倒渣,转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉和倒渣几个阶段。
一炉钢的吹氧时间通常为12-18min,冶炼周期为30min左右。 顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成:
1. 上炉出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理; 2. 倾炉,加废钢、兑铁水,摇正炉体(至垂直位臵);
3. 降枪开吹,同时加入第一批渣料(起初炉内噪声较大,从炉口冒出赤色烟
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