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炉外精炼工艺技术阐述(之四)

发布时间:2012-01-13 17:45 作者:互联网 来源:
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4、成份调整LF炉化学成份控制的特点,绝不是达到技术标准要求,不出化学不合就万事大吉了,这是低水平的,而是要达到内控标准,化学成份更精确、误差更小。比如炼45号钢,成品C0.450.01%,几十炉都一样,GCr15钢成
4、成份调整
LF炉化学成份控制的特点,绝不是达到技术标准要求,不出化学不合就万事大吉了,这是低水平的,而是要达到内控标准,化学成份更精确、误差更小。比如炼45号钢,成品C0.45±0.01%,几十炉都一样,GCr15钢成品C0.98±0.01%Cr1.5±0.03%,成份控制一条线,非常稳定。机械热处理后性能也稳定,这也是纯净钢的标准。如何准确控制化学成份:(CE值、DI值的确定)
试样要有代表性
取化学成份分析试样要有代表性是精确控制,调整化学成份的基础条件。这个基础条件不好,其它条件都前功尽弃。取样具有代表性的前提条件是:
①取样前水条件是温度够高、合金全熔、充分搅拌、成份均匀、白渣、方可取样。②取样部位,在熔池深部取样,不要在渣层附近取样,取样勺要有渣复盖,不露钢水面。
③试样碗要干净,不准有C粉、Si粉等杂物。
④倒钢水前,用棍拨开渣,再插Al条,不准用条拨渣又插Al。
⑤取样到出钢时间长,应当重取样。
(2)分析误差小
试样分析结果与计算结果误差大要重取样分析,出钢前取两个样,两个样分析结果误差大,应重取样。可以防止取样没有代表性和分析误差大的漏洞。
(3)加料计算准确
根据分析结果,炉中钢水量成份控制规格、合成份、元素收得率等,准确计算补加料量,防止记错、看错规格成份、防止计算错、计算结果有专人核对。
(4)检斤量准确
根据计算结果,检斤补加料检折算准确、误差小,应双人检斤,防止差错。
5、加料做到五不:
不少加、不多加、不忘加、不错加、不混料,确保万无一失。LF炉化学成份调整,除Al、Ti、B外,其它元素都达到控制标准,方可出钢。
5、还原气氛
LF炉埋孤加,产生CO还原性气体,Ar气搅拌产生的Ar气保护气体,充满炉内自由空间,具有还原性和保护性气氛,防止空气进入炉内,有利于保护渣子的还原性,有利于脱氧脱硫,这也是LF炉的特殊功能,要充分利用,发挥作用。
一炼LF炉炉盖有四个孔,三个电极孔,一个加料喂线孔,炉盖盖不严,缝隙很大,炉门常开、炉门变形、关而不严、炉内、炉沿与炉盖孔形成空气对流,破坏了炉内还原性气氛,这些都应改进。
上述LF炉五个特殊功能,互相影响、互相依存、互相促进、缺一不可,为提高产品质量创造了良好的炼钢条件,要充分发挥这些功能和作用。五个精炼功能相互关系参见原创图(2)
(二)VD炉精炼工艺技术
经过LF炉精炼,钢水温度合适,除Al、Ti、B外,其它化学成份达到控制规格要求,包中合金化后,钢水中较高的溶解氧和大量的非金属夹杂物已降到很低水平,渣变白,即可出钢到VD炉继续深加工。
但是,在包中合金化和LF炉精炼过程中,加入大量的末经烘烤的铁合金,渣料和增C剂,使钢中气体含量增加。而LF炉是在大气下精炼,虽有Ar气搅拌,但去气体量不多,钢水中气体量仍然较高,必须经过VD炉真空处理,才能把钢中气体降下来。这是必要的,不可缺少的工序
VD炉是真空脱气装置,主要功能是去除钢中的H、N有害气体,可以把钢水中的H降到≤2ppm以下,减少钢中白点废品的产生。同时也能部分脱氧、脱S,成份微调和夹杂物变性处理。经过VD炉处理的钢水纯净度进一步提高。九十年代初,只有一些关键品种才经VD炉处理,随着国民经济的发展,对钢材质量要求越来越高、越来越严,现在几乎所有的品种100%要求经VD炉处理。
VD炉真空处理工艺比较简单,入罐处理前,钢水温度够高,除Al、Ti、B外,化学成份达到内控标准,钢中要一定的酸熔Al(一般0.03-0.05%),渣子白、渣层厚度20~30mm。入后真空处理工艺参数,经4~5分钟抽真空达67Pa,在67Pa真空度下,按品种要求,真空保持10~15分钟,真空下Ar气搅拌强度控制,以钢渣不外溢为标准,控Ar气压力和流量搅拌强度越大越好。随真空度提高,Ar气搅拌强度逐渐减小。保证真空度,真空保持时间和Ar气搅拌度,这三个主要参数,才能达到真空脱气效果,保证将钢水中[H]<2ppm。
VD真空处理过程中,还可以继续脱掉部份钢水中溶解氧,降低钢中氧含量。入罐钢水中还有0.04-0.05%酸溶Al,真空处理是降温过程,大约温降50-60℃,随着温度降低,破坏了Al—O平衡,发生Al—O反应,产生Al2O3二次夹杂物,钢水中酸溶Al约降低30-50%,产生Al2O3夹杂物,在真空搅拌下上浮进入渣中,进一步纯净钢液。
VD真空处理过程中,还可以继续脱S,白渣入罐的钢水,经真空Ar气搅拌理,白渣继续脱S,如果入罐渣是绿色、黄色,则可能没有脱S能力,入罐渣是黑色,是电石渣,反而污染钢水。
VD真空处理后,应测温,温度TD=LFT出-(60-75℃)为合格。成份要求严格的品种,可取样分析,进行成份微调,如喂C线调C,含Al、Ti、B易氧化元素,喂Al、Ti、B线。要求对非金属夹杂物变性处理的品种,可喷吹Ca-Si粉或喂Ca-Si线。然后加保温剂,因包中渣量较少,保温剂要加够,加均匀,覆盖渣面,减少降温。
VD炉处理还存在一些问题,有时VD炉设备故障不能及时处理。有时真空度不够高,真空处理效果不好。有时提前破真空,真空保持时间不够。因而钢水中[H]高,出现一些白点废品。
(三)软吹处理
软吹处理也就是大气下钢包吹Ar处理,所谓软吹,就是VD炉处理后,钢包继续吹Ar,但Ar气压力,Ar气流量,搅拌强度比较小,以渣面微动为准。
软吹处理是近3-5年发展起来的新工艺、新技术,现在国内被广泛采用。钢水经VD处理,为什么还要软吹处理?这是因为  1、VD炉真空处理过程中,由于温降较大,生成Al2O3二次夹杂物也来不及充分上浮。2、由于真空下带渣吹Ar搅拌,渣钢混冲,炉渣被乳化,钢水中有残余渣子,也来不及上浮。3、在真空下,大包耐火材浸蚀严重,钢水中进入外来夹杂物,也来不及上浮。因此,VD炉真空处理后,不能立即浇注,需要10-20分的软吹时间,使这些夹杂物有充分的上浮机会,进一步纯净钢液,是完全必要的。过去在电炉出钢后,隔一定时间,在包中取一个试样,做夹杂物分析证明,随包中钢水净时间延长,包中夹杂物,特别是大尺寸夹杂物迅速下降,这和软吹的道理是一样的。所不同的是软吹是吹Ar搅拌,比电炉钢包镇静时间效果更好。软吹工艺比较简单易行,软吹是VD处理后深加工的继续,也是必要的,不是可有可无。
对软吹处理工艺现场还不够重视,可有可无,这是不对的,甚至没有时间就不吹或少吹,有时间就多吹。当然,温度保证多吹无害,要从生产组织协调控制上保证VD炉和软吹处理时间。
(四)保护浇注
电炉出钢后,包中钢水经LF炉精炼脱氧去夹杂物,纯净度有了很大提高,又经VD炉真空脱气处理,去除钢中有害气体,钢水纯净又进一步提高,最后经软吹处理,钢水纯净度又全面提高。这是炉外精炼三部曲的功劳。但是精炼完了进行浇铸,出现了问题:一是国内模铸的连铸全氧比高1-2ppm,同样精炼钢水,为什么模铸高?这是因为精炼钢水直接浇注钢锭,保护浇注不好,二次吸气和氧化。造成二次污染有关。这个问题反应出保护浇注的必要性和重要性,如果浇注系统保护浇注不力,有缺陷,必然造成精炼钢水在浇注过程中二次氧化、二次污染。从而使精炼钢水的质量前功尽弃。为了解决这个问题,模铸浇注时,都采用Ar气环保护大包水口的钢流。
为保证上述保护浇注效果,要对大包检斤,减少大注余量,在保证留钢量的前提下提高成锭率。
三、精炼操作整改
(一)电炉出钢及包中合金化整改1、按分钢种或分钢类制定电炉出钢温度。参考公式(1)
2、明确提出LF炉到位包中温度标准。参考公式(2)
3、LF炉到位成份控制标准,应严格要求。
4、制定包中合金化加料顺序标准及包中合金化Ar气搅拌标准。
(二)LF炉操作
5、制定LF炉出钢温度。参考公式(3)
6、增大LF炉渣量,应≥2%,碱度≥2.5%。
7、LF炉Ar气搅拌不应露钢水面。
8、LF炉精炼过程中需勤探渣、勤看渣、勤调渣。
9、脱氧剂要少加、勤加、均匀加。
10、LF炉必须白渣出钢,不准黑渣、绿渣、黄渣出钢。
11、应做分析白渣中CaO、FeO含量。
12、不准用Al条做拨渣棍,不准黑渣、绿渣、白渣下取样分析。
13、不准在渣层附近取样。
14、除增C外,FeSi粉应检斤。
15、炉门不准常开不关,及时加盖板
16、包盖与包沿力争封严,减少缝隙。
17、包盖三个加料孔应按袋隔板,用时打开,不用关闭,不准在炉盖孔加脱氧剂。
18、LF炉前应有探渣棍,取样拨渣棍。
19、LF炉前应做C粉、Si粉加料铁箱,减少损失浪费。
20、电炉出钢大包吹Ar、LF吹Ar系统压力表,减压表失灵,损坏应更换,尽可能按流量计。
(三)VD炉21、入VD罐前应测渣厚,准备测渣厚铁棍并记录。
(四)其它
22、大包浇注Ar气保护。
(来源:炼钢)


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