电弧炉冶炼不锈钢如何提高 Cr收得率
单位内部认证炼钢工知识考试(试卷编号1171)

单位内部认证炼钢工知识考试(试卷编号1171)1.[单选题]目前溅渣时间一般为( )分钟。
A)<2B)2.5~4C)5~7答案:B解析:2.[单选题]狭义的铁水预处理指的是铁水_____。
A)预脱硅B)预脱磷C)预脱硫答案:C解析:3.[单选题]通常炉前三角试样的白口宽度越宽,灰铸铁牌号相应就越( )。
A)高B)低C)不能判定答案:A解析:4.[单选题]40Cr的浇铸温度是( )。
A)(1610℃~1630℃)B)(1590℃~1610℃)C)(1580℃~1600℃)答案:C解析:5.[单选题]现代炼钢中应用最广泛的脱氧方法是( )。
A)扩散脱氧B)真空脱氧C)沉淀脱氧答案:C解析:6.[单选题]Q235B中,B表示_______。
A)成品耐腐蚀性等级B)成品碳含量C)质量等级7.[单选题]采用溅渣技术,对环境_ ___影响。
A)有一定程度B)无C)有很大答案:B解析:8.[单选题]铁矿石的主要成份是( )。
A)Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>B)Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>C)Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>答案:C解析:9.[单选题]限制合金中( )的含量,有利于防止产生热裂。
A)硅B)硫C)磷答案:B解析:10.[单选题]炉渣粘度与脱磷反应速度之间关系为_______。
A)炉渣粘度越小,反应速度越快B)炉渣粘度越大,反应速度越快C)炉渣粘度越小,反应速度越慢答案:A解析:11.[单选题]为使耐火材料浸蚀速度减慢和避免事故,碱性炉渣应选择( )耐火材料。
A)酸性B)碱性C)中性答案:B解析:12.[单选题]用于制作手工锉刀的材料一般是( )。
A)碳素工具钢B)合金钢C)碳素结构钢13.[单选题]常用的硅铁其含硅量分别为( )。
A)75%左右,45%左右B)75%左右,65%左右C)95%左右,75%左右答案:A解析:14.[单选题]钢种60Si2MnA中“60”表示的是_______。
试析电弧炉冶炼终点碳的控制

试析电弧炉冶炼终点碳的控制从专业化角度出发,现代化的电弧炉炼钢程序EAF-LF/VD-CC的关键性技术核心在于有效缩短电弧炉实际冶炼周期,从而使之和连铸节奏之间相互适应。
目前的现代化电弧炉炼钢工艺技术都是在此基础上发展起来的。
此外,为了在一定程度上实现冶炼周期的缩短,在电弧炉冶炼过程中往往会采用二次燃烧技术、氧燃烧嘴技术、碳氧枪技术以及底风口技术等,使供氧强度得到大大提高,一般情况下可以达到吨钢用氧量在30m3左右。
1 电弧炉冶炼期间熔池[C]-[O]之间的关系1.1 在电弧炉冶炼中熔池的[C]-[Fe]选择氧化情况分析从某种程度上讲,终点碳冶炼期间的碳含量控制问题本质上属于选择氧化问题,在这个过程中需要有效解决的主要包括以下两个方面内容:第一,是否可以利用碳含量对熔池中铁的实际过氧化反应进行科学控制;第二,怎样有效控制管理好熔池中的过氧化反应来充分降低相应的铁损情况,进而防止喷溅情况的发生,确保工艺技术的顺利完成。
其中,合理选择氧化问题属于冶金热力学目前分析研究的关键问题,主要包括以下两个方面内容:第一,在相应的浓度条件极差上合理选择冶炼过程中的氧化温度,也就是说在临界温度基础上,哪一种物质优先氧化的问题;第二,指在相应温度条件前提下,其氧化反应在平衡浓度方面的问题,也就是说在平衡浓度之上哪一种物质率先氧化的问题。
在实践过程中广泛应用到的准确计算不锈钢的冶炼期间C-Cr选择氧化以及转炉冶炼期间Si-C选择氧化都属于其实际应用的例子。
然而Fe-C在选择氧化方面有着相对较强的特殊性,由于铁属于溶剂元素,所以在之后的冶炼后期过程中所占的熔池重量大约在98%左右甚至是更高,碳属于溶质元素,在实际熔炼后期将不会超出1%。
因此可以从碳氧化机理方面进行进一步探讨,吹氧熔炼期间碳的氧化大部分都是以间接氧化方式作为主体,究其原因主要是在于氧流一般都会集中在作用区域的附近并不是分散在熔池,而且氧流冲击可以形成局部的高温区域,从而使Si元素、Mn元素、S元素等实际反应活性不断下降,便于碳元素的氧化。
电弧炉冶炼不锈钢如何提高 Cr的收得率
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电弧炉冶炼不锈钢如何提高Cr的收得率[摘要] 电弧炉返回法冶炼不锈钢时,通过冶炼配料、装料操作、选择合理的脱碳量和脱碳温度,可以在一定程度上提高铬的回收率,降低冶炼成本。
[关键词] 电弧炉冶炼不锈钢脱碳元素收得率前言不锈钢是铬含量为10%~30%的合金钢,铬是主要的耐蚀成分。
在不锈钢冶炼过程中,镍不被氧化,而铬与碳均能被氧化。
传统的碱性电弧炉冶炼不锈钢时如何去碳保铬、减少铬的烧损,提高铬的收得率、降低冶炼成本是冶炼不锈钢的关键之一。
公司采用返回吹氧法作为碱性电弧炉冶炼不锈钢的工艺:利用返回料回收合金元素,并通过吹氧脱碳来去气、去夹杂,从而保证钢的性能、要求。
用返回吹氧法冶炼不锈钢,除配有大量的返回料外,在配料时已充分考虑铬的烧损,将铬含量配至较高的含量;在吹氧脱碳过程中,充分利用碳铬平衡的热力学条件,去碳保铬,最大限度的减少铬的氧化,在将碳降至要求时,铬的含量接近或达到规格标准,不加或少量加微碳铬铁,铬含量在还原后即可达到规格标准。
一、返回吹氧法冶炼不锈钢时Cr元素烧损的影响因素1、温度的影响实际的炼钢过程是在非标准状态下进行的,反应的一般形式可以写为:Aa+bB=Dd+Ee反应的生成自由能为:△G=△G0+RTln(DdEe)/(AaBb)(A、B为反应物,D、E为反映生成物;a、b、d、e分别为物质A、B、D、E 在系统中的摩尔分数,△G0为反应的标准自由能)。
Cr元素氧化物的标准生成自由能△G0与温度的关系见图1。
由于△G0负值的绝对值愈大,表明该合金元素愈易被氧化。
由图1可见,△G0Cr2O3<△G0FeO,因此,铬在钢水中容易被氧化。
而且,在低温时氧化的倾向愈大。
因此,必须在高温时加入Cr-Fe合金,以减少Cr的烧损。
图1Gr元素氧化物的标准生成自由能(△G0)与温度的关系2、终点碳的影响铬的烧损受碳的影响。
相关工厂统计的资料见图2。
该资料表明:氧化末终点[%C]越高,铬的损失越小。
电弧炉不锈钢的熔炼工艺-最新年文档(2)
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电弧炉不锈钢的熔炼工艺不锈钢冶炼常用的工艺为电弧炉或复吹转炉直接冶炼法与炉外精炼法,虽然在实际生产中技术在不断更新,但是从整体上来看,电弧炉不锈钢熔炼工艺还存在一定不足,还需要做更进一步的分析优化,减少存在的各类问题,从根本上来提高熔炼作业效率。
一、电弧炉熔炼工艺分析电弧炉主要即利用电弧能来对金属进行冶炼的一种电炉,常见的有直接加热式、间接加热式、矿热炉三种。
其中,直接加热式电弧发生在专用电极棒与被熔炼炉料间,电弧热直接作用于炉料,主要用于炼钢。
间接加热式电弧则发生在专用电极棒间,炉料受到电弧辐射热作用,多被用于铜、铜合金冶炼[1] 。
矿热炉则将高电阻率矿石作为原料,作业时电极下部会埋在炉料内,这样电流在通过炉料时,炉料电阻会产生热量,同时电极与炉料间电弧也会产生热量,达到冶炼的目的。
二、电弧炉不锈钢熔炼实例分析1. 工程概述以ZJ 铸钢分厂为例,熔炼铬镍不锈钢主要工艺为碱性电弧炉吹氧返回法。
作业时小修炉后,对炉子进行充分烘干处理,在炉避处加入炉料1%石灰。
然后对待熔炼钢屑进行金属清洗剂与石灰水清洗,晒干后按照要求装料。
装料完毕后调整电极长度,且检查电气、电极、机械传动系统以及冷却系统是否可以正常运行,利用最大功率供电熔炼。
当持续供电 1.5h 后,预估炉料可以熔化80%左右,为提高熔炼效果,可以采取吹氧助熔方式处理。
其中吹氧量需要根据实际需求控制,本项目共吹四瓶氧气,吹氧压力在0.8〜I.OMPa。
待一段时间后炉料达到全部熔化状态,对钢液进行充分搅拌,选取 1 号钢样进行分析,确定其各元素含量为:C: 0.72%、Si : 0.65%、S: 0.032%。
然后可以根据实际情况确定是否扒渣处理,准备吹氧脱碳。
此阶段共吹三瓶氧气,吹氧压力为1.0〜1.2MPa。
控制好吹氧时间,吹氧完毕后选取2号钢样分析各元素含量,C: 0.327%,继续吹氧一瓶,吹氧压力为1.0〜 1.2MPa。
最后进入到还原阶段,向其中加入5kg硅铁碎,熔炼完成后大口出钢,并取 3 号钢样,即炉后样分析,C: 0.35%、Si : 0.35%、S:0.015%[2] 。
金属冶炼中的新技术新方法
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采用先进的冶炼材料,如耐高温、耐腐蚀、耐磨损等,提高金属回收率
采用新型冶炼技术,如真空冶炼、电弧炉冶炼等,提高金属纯度 采用新型合金化技术,如微合金化、复合合金化等,提高金属性能 采用新型热处理技术,如快速冷却、高温淬火等,改善金属组织结构 采用新型表面处理技术,如电镀、喷涂等,提高金属表面性能和耐腐蚀性
,
汇报人:
01
03
05
02
04
青铜冶炼:采用铜、锡、铅 等金属的混合物,通过加热、 熔炼、铸造等工艺制成
铁器冶炼:采用铁矿石、木 炭等原料,通过高温熔炼、 锻造等工艺制成
钢冶炼:采用铁矿石、焦炭 等原料,通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
铝冶炼:采用铝矿石、石灰 石等原料,通过电解、熔炼 等工艺制成
应用:广泛应 用于铝、镁、 钛等金属的冶
炼
挑战:熔盐电 解技术需要解 决熔盐腐蚀、 电解质损失等
问题
原理:利用微生物的生物代谢能力,将金属离子转化为金属单质 优点:环保、高效、低成本 应用:铜、铁、锌、金等金属的冶炼 挑战:微生物的培养、筛选和优化,以及冶炼条件的控制
原理:利用化学反应的热力学性质,控制反应条件,实现金属的冶炼 特点:高效、节能、环保 应用:应用于各种金属的冶炼,如铁、铜、铝等 发展趋势:随着科技的发展,化学热力学冶金技术将更加成熟和完善
铜冶炼:采用铜矿石、焦炭 等原料,通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
锌冶炼:采用锌矿石、焦炭 等原料,通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
电弧炉炼钢技 术的发展:提 高了炼钢效率
和质量
连续铸造技术 的发展:提高 了生产效率和
产品质量
真空冶金技术 的发展:提高 了金属纯度和
碱性电弧炉炼钢小常识
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碱性电弧炉炼钢常识一、电弧炉耐火材料和炉衬:耐火材料是所有工业用炉不可缺少的材料,冶金工业用量占耐材生产量的70%左右。
但目前尚无一种耐火材料的性能能够完全满足使用的要求,即使同一种材料,在不同的使用条件下,所表现出的性能也不同。
为了合理使用耐火材料,必须了解它的`性能和工作条件。
(一)耐火材料的主要性能指标`:1、耐火度、热稳定性、抗渣性、体积稳定性、荷重软化温度、体积密度、真比重、显气孔率、真气孔率、常温耐压强度等,除上述指标外,还有导热性、导电性、可塑性、透气性和吸水率等重要指标。
另外,外观检验一般制品的尺寸公差不得超过3%(二)耐火材料的分类:按耐火度分普通耐火材料、(1580--1770℃)高级(1770---2000℃)、特级(2000---3000℃)、超特级(3000℃以上)。
按化学性质分:酸性耐火材料:石英(硅石)、硅砖;半酸性:半硅砖;中性:铬砖、粘土砖、高铝砖、粘土质耐火泥。
碱性耐火材料:镁砖、铬镁砖、铝镁砖、白云石砖、镁砂、白云石及镁质耐火泥。
二、电炉用耐火材料(一)对耐火材料的一般要求:高耐火度(电弧温度4000---6000℃)炼钢温度(1500—1750℃)、高荷重软化温度、热稳定性良好(温度1600下降至900℃以下)、高耐压强度、低导热性(导热系数小)。
气孔率小、密实度高等。
如果密实度低,可能气孔率要高,危害很大。
气孔率高不但强度达不到,而且膨胀系数大,热稳定性变差。
(二)常用耐火材料:1、镁砂:镁砂是砌筑碱性电弧炉炉衬的主要材料之一,可用来打结炉底、炉坡,可制成镁砂砖,同时又是补炉的主要材料。
耐火度2000℃以上,具有较高的抵抗碱性炉渣的能力,热稳定性差、导热系数大、主要成分为氧化镁87%,二氧化硅小于4%,氧化钙小于5%。
二氧化硅高、降低耐火度,氧化钙高则易水解粉化。
2、白云石:砌筑酸性电弧炉炉衬的主要耐火材料,由白云石矿(Mg·Ca(CO3)2)]高温培烧而成,主要成分为氧化镁与氧化钙,氧化镁大于35%、氧化钙52--58%,氧化铁加氧化铝2---3%二氧化硅0·8%,耐火度2000℃以上,具有抗渣力强、热稳定性好等优点,但易吸水粉化。
电弧炉冶炼不锈钢如何提高 Cr的收得率
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电弧炉冶炼不锈钢如何提高Cr的收得率[摘要] 电弧炉返回法冶炼不锈钢时,通过冶炼配料、装料操作、选择合理的脱碳量和脱碳温度,可以在一定程度上提高铬的回收率,降低冶炼成本。
[关键词] 电弧炉冶炼不锈钢脱碳元素收得率前言不锈钢是铬含量为10%~30%的合金钢,铬是主要的耐蚀成分。
在不锈钢冶炼过程中,镍不被氧化,而铬与碳均能被氧化。
传统的碱性电弧炉冶炼不锈钢时如何去碳保铬、减少铬的烧损,提高铬的收得率、降低冶炼成本是冶炼不锈钢的关键之一。
公司采用返回吹氧法作为碱性电弧炉冶炼不锈钢的工艺:利用返回料回收合金元素,并通过吹氧脱碳来去气、去夹杂,从而保证钢的性能、要求。
用返回吹氧法冶炼不锈钢,除配有大量的返回料外,在配料时已充分考虑铬的烧损,将铬含量配至较高的含量;在吹氧脱碳过程中,充分利用碳铬平衡的热力学条件,去碳保铬,最大限度的减少铬的氧化,在将碳降至要求时,铬的含量接近或达到规格标准,不加或少量加微碳铬铁,铬含量在还原后即可达到规格标准。
一、返回吹氧法冶炼不锈钢时Cr元素烧损的影响因素1、温度的影响实际的炼钢过程是在非标准状态下进行的,反应的一般形式可以写为:Aa+bB=Dd+Ee反应的生成自由能为:△G=△G0+RTln(DdEe)/(AaBb)(A、B为反应物,D、E为反映生成物;a、b、d、e分别为物质A、B、D、E 在系统中的摩尔分数,△G0为反应的标准自由能)。
Cr元素氧化物的标准生成自由能△G0与温度的关系见图1。
由于△G0负值的绝对值愈大,表明该合金元素愈易被氧化。
由图1可见,△G0Cr2O3<△G0FeO,因此,铬在钢水中容易被氧化。
而且,在低温时氧化的倾向愈大。
因此,必须在高温时加入Cr-Fe合金,以减少Cr的烧损。
图1Gr元素氧化物的标准生成自由能(△G0)与温度的关系2、终点碳的影响铬的烧损受碳的影响。
相关工厂统计的资料见图2。
该资料表明:氧化末终点[%C]越高,铬的损失越小。
ABB ArcSave■电磁搅拌技术有效解决电弧炉底部结垢难题
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ABB ArcSave®电磁搅拌技术有效解决电弧炉底部结垢难题★滕立东电弧炉底部结垢会影响生产加工效率,成为困扰全球不锈钢生产企业的…道难题。
但如ABB资深冶金学家滕立东所言,成熟的ArcSave®电磁搅拌解决方案一举攻克了这一难题。
结垢是在使用电弧炉(EAF)生产不锈钢和高合金钢过程中的常见问题。
结垢由未熔化的废钢和銘铁合金形成,不断沉积会造成减少有效的熔池容积、降低出钢重量命中率、废钢收得率以及生产力等诸多问题。
鉴于现代钢厂对生产力水平的追求不断提升,即便是微小的低效,都有可能会产生重大的影响,从而最终影响业绩。
因此,防止炉底结垢便成为了工厂性能优化的重要环节。
这个问题可以通过改善钢水传质传热以消除冷热点来有效地予以解决,最终可以加快废钢和诰铁的熔化速度而不会产生固体残留沉积物。
除了通过全面而精确地控制整个炉内钢水的混合效果来消除这一问题外,电磁搅拌技术(EMS)还能在能耗、工艺稳定性和增强安全方面带来额外的好处。
辉煌历史开创美好未来ABB EAF-EMS技术最初由ABB冶金事业部发明并获得专利,迄今已有80多年的应用历史。
如今,在此技术基础上,ABB已向全球交付了1870套各类电磁冶金产品,其中包括153套EAF-EMS装置。
该电磁搅拌器安置在炉底壳底部,但不与炉底接触,通过搅拌线圈产生一个穿透炉底的行波磁场,推动钢水流动并形成搅拌效果。
该电磁场穿透整个熔池深度,沿整个炉膛运动,确保钢水彻底均匀化。
作为ABB新一代EAF-EMS技术,ArcSave®电磁搅拌器搅拌力更强,非常适合当今的大功率熔炉,并带有自动控制功能,可根据熔炉工艺来自定义搅拌力度。
2014年,美国弗吉尼亚州的Steel Dynamics Roanoke钢厂率先将ArcSave®安装在生产碳钢电弧炉上,并取得非常好的效果,此后不少不锈钢和特种钢生产商纷纷效仿。
ArcSave®安置在炉底壳底部,但不接触炉壳,在熔池内产生行波磁场,并在钢水中产生对流搅拌奥托昆普不锈钢公司的成功案例奥托昆普不锈钢公司坐落于瑞典阿沃斯塔市,是一家行业领先的不锈钢制造商,有着悠久的创新历史。
电弧炉炼钢工艺技术的新发展

8电弧炉炼钢工艺技术的新发展8.1废钢处理技术的新发展废钢是电弧炉炼钢的主要金属料,其它还包括生铁、海绵铁和铁水。
电弧炉冶炼金属料的使用分冷装和热装,冷装指废钢、生铁、海绵铁。
热装指铁水。
废钢是电弧炉炼钢的基础。
没有好的废钢及现代的管理,要想炼出优质的、成本较低的钢是不可能的。
国内外先进的炼钢厂无一不是特别注重废钢的优化与管理。
其中,废钢处理技术相当关键。
一些先进国家都有专门的废钢处理厂,形成废钢处理社会化。
并且各种废钢处理技术也在不断发展。
以下介绍几种废钢处理技术。
8.1.1分选技术所谓废钢分选,其目的就是将废钢和废铁分开,再根据废钢和废铁的化学成分、几何尺寸和来源进行挑选。
要把不合乎生产要求的废钢铁单独挑出来,再次进行加工,超重废钢和长尺废钢要进行氧气切割,铸铁大件需要落锤破碎;渣钢要尽量去除残渣;汤道要去除粘附的耐火材砖。
还要挑选出有色金属;清除混在废钢铁中的砖、瓦、砂石、水泥、油污、废旧塑料、橡胶制品等非金属物;剔除枪支、弹药、含毒物品及密闭容器。
对于专用(返回)废钢:如高合金钢、含钼钢等,要单独存放,避免因混用造成浪费和污染。
8.1.1.1人工分选技术长期以来,对于废钢的主要处理方法是人工分选,这也是最简单和最实用的办法。
传统的是人工分选废钢铁鉴别方法是经验鉴别,主要是通过废钢铁的来源、和外观等特性来分析其种类。
随着科学技术进步,人工分选废钢的手段也在不断丰富。
现在主要有:经验鉴别,火花鉴别、磁性鉴别、光谱或化学分析鉴别等方法。
8.1.1.2物理化学法分选技术为了去除混杂在废钢铁中的有色金属和其他非金属杂质,提高废钢铁的质量,需要采用各种物理化学方法对废钢进行分选。
脱除废钢铁中杂质适用的分选技术见图8.1。
以下简要介绍几种具体的分选方法:1)破碎法用破碎的方法先将原始废钢铁(带有有色金属、非金属杂物、油漆、氧化铁皮等)碎化成各自的分离物,然后,经过除尘装置将密度不大的杂物吸走,也可用高压气流把它吹掉与废钢铁分开,通过带有磁的辊子转动,将黑色金属带走而留下有色金属的磁选法,将有色金属分开。
铬冶炼与提纯技术
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境下仍能保持优异的性能。
调整物理性能
03
通过调整铬的含量,可以改变不锈钢的物理性能,如强度、韧
性等。
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详细描述
硫酸法冶炼是将铬矿石与硫酸反应生成硫酸铬,再通过氢气或铝粉等还原剂将硫 酸铬还原为金属铬的过程。该方法原料来源广泛,技术成熟,适用于大规模生产 。
熔盐电解法
总结词
熔盐电解法是一种将铬矿石中的铬氧 化物在熔盐状态下电解还原为金属铬 的方法。该方法具有能耗低、污染小 等优点。
详细描述
熔盐电解法是将铬矿石中的铬氧化物 与熔盐(如氯化钠、氯化钾等)混合 ,在高温下电解还原为金属铬的过程 。该方法能耗低,污染小,但技术难 度较大,目前应用较少。
效去除。
精制与提纯
采用化学或物理方法, 进一步去除铬中的微量 杂质,以达到高纯度铬
的标准。
产品检测
对生产出的高纯度铬进 行严格的质量检测,确 保其符合相关标准和客
户要求。
铬在不锈钢生产中的应用
增强耐腐蚀性
01
铬元素在不锈钢中起到关键作用,可以提高不锈钢的耐腐蚀性
能。
提高硬度与耐磨性
02
铬的存在可以增强不锈钢的硬度和耐磨性,使其在各种恶劣环
还原熔炼
将含铬原料与还原剂(如焦炭 )一起加入高温熔炼炉中,在 高温还原气氛下将铬氧化物还 原成金属铬。
粗铬精炼
将熔融的金属铬进行精炼处理 ,去除其中的杂质元素,得到 高纯度的金属铬。
产品处理
将精炼后的金属铬进行铸锭、 轧制或拉拔等加工,得到不同
规格和用途的铬制品。
02
铬的冶炼技术
高炉法冶炼
总结词
利用铬与其他杂质在物理性质上的差异进行分离,如密度、熔点、沸点等。
AOD法在铸造不锈钢中的应用

Serial No.341J une 2000 矿 业 快 报EXPRESS INFORMA TION OF MIN IN G INDUSTR Y 总第341期2000年6月第11期张静,太钢(集团)有限公司设计院,助理工程师,030009山西省太原市。
AOD 法在铸造不锈钢中的应用张 静(太钢(集团)有限公司设计院)摘 要 针对国内中小型铸钢厂采用单一电炉法生产不锈钢铸件的现状及存在的问题,提出了电炉冶炼后AOD 精炼的双联工艺方法。
着重介绍了AOD 精炼炉的工艺过程及其主要设备性能和特点,强调了AOD 炉与电炉双联生产不锈钢的优势,及该技术在国内中小型铸造不锈钢企业应用中的经济效益及推广价值。
关键词 AOD 炉 精炼 双联法生产 铸造1 不锈钢精炼技术不锈钢的精炼工艺条件,在很大程度上决定于氧与碳和铬反应的热力学平衡条件,而“脱碳保铬”是冶炼不锈钢的关键。
由冶金原理可知,在大气下冶炼时,熔池温度越高,与铬平衡的碳就越低。
过去电弧炉冶炼不锈钢时,为避免钢液的大量铬氧化,常采用提高温度的办法来实现去碳保铬目的。
为此,往往把电弧炉内氧化期的钢液温度提高到1800℃以上,冶炼时间也比较长,这就导致耐火材料损坏严重,炉衬寿命低,而且铬的收得率不超过91%,使该法受到一定的限制。
而降低一氧化碳分压力P CO 可以收到与提高炉温相同的效果。
常用的方法有二种:一种是稀释法,如氩氧脱碳法(AOD )用氩气稀释;另一种是真空法,如真空吹氧脱碳法(VOD ),真空循环脱气吹氧脱碳法(RH -OB )等。
在这些方法中,以AOD 和VOD 法生产不锈钢最为普及。
对国内中小型铸钢企业来讲,AOD 法比VOD 法更为实用,由于其设备简单,基建投资低,操作方便,经济效益显著,因而近年来发展十分迅速。
AOD 炉多以与电炉配合的双联法进行生产,先将废钢或原料在电弧炉或感应炉中熔化,然后在专门的AOD 炉内脱碳和精炼。
按一定配比吹入熔融金属中的氧气、氩气(或氮气)分别起脱碳及惰性气体稀释作用,使金属氧化量减至最小。
【CN109609725A】一种提高电弧炉炼钢炉门流渣磁选铁收得率的方法【专利】
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10 .根据权利要求8所述的提高电弧炉炼钢炉门流渣磁选铁收得率的方法,其特征在 于 ,经过磨矿后 ,所述炉渣的粒度为3mm以 下 ,且其中粒径小于-200目的 炉渣占 炉渣总质量 的20%以上。
2 .根据权利要求1所述的提高电弧炉炼钢炉门流渣磁选铁收得率的方法,其特征在于, 所述碳粉的粒度为0 .5mm-1 .0mm。
3 .根据权利要求1所述的提高电弧炉炼钢炉门流渣磁选铁收得率的方法,其特征在于, 喷吹碳粉后,炉门流渣中的碳粉密度为1 .8g/cm3-2 .0g/cm3。
4 .根据权利要求1所述的提高电弧炉炼钢炉门流渣磁选铁收得率的方法,其特征在于, 所述碳粉的喷吹流量为1 .8kg/s-2 .2kg/s。
发明内容 [0005] 本发明的主要目的在于提供一种提高电弧炉炼钢炉门流渣磁选铁收得率的方法, 以解决现有技术从电弧炉炼钢炉门流渣中磁选铁的回收率低的问题。 [0006] 为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种提高电弧炉炼钢炉门流 渣磁选铁收得率的方法 ,在电 弧 炉炼钢炉门流渣溢出的过程中 ,通过碳粉喷吹装置向 炉门 流渣喷吹碳粉。 [0007] 进一步地,碳粉的粒度为0 .5mm-1 .0mm。 [0008] 进一步地,喷吹碳粉后,炉门流渣中的碳粉密度为1 .8g/cm3-2 .0g/cm3。 [0009] 进一步地,碳粉的喷吹流量为1 .8kg/s-2 .2kg/s。 [0010] 进一步地,碳粉喷吹装置处炉门流渣的温度为1300℃-1500℃。 [0011] 进一步地,碳粉喷吹装置与炉门口垂直于地面所在线的距离为5m-8m。 [0012] 进一步地,采用压缩空气作为载气,将所述碳粉通过旋转给料器旋转喷吹到所述 炉门流渣中。 [0013] 进一步地,该方法还包括:待炉门流渣与碳粉完全反应后,用喷水装置喷水使炉渣 冷却;然后将冷却后的炉渣依次进行大锤破碎和磁选工序、颚式破碎和磁选工序以及圆锥 破碎和磁选工序,选出炉渣中的较大颗粒磁性物质;再将剩余的炉渣进行磨矿和磁选,选出 较小颗粒的磁性物质。 [0014] 进一步地,经过大锤破碎后,炉渣的粒度为7cm以下;经过圆锥破碎后,炉渣的粒度 为10mm-20mm。 [0015] 进一步地,经过磨矿后,炉渣的粒度为3mm以下,且其中粒径小于-200目的炉渣占
电弧炉冶炼不锈钢如何提高Cr的收得率
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电弧炉冶炼不锈钢如何提高Cr的收得率摘要:本文首先基于电弧炉冶炼不锈钢法阐述了降低碳含量而保铬的方法。
关键词:电弧炉冶炼;不锈钢;Cr引言不锈钢是铬含量为10%~30%的合金钢,铬是主要的耐蚀成分。
在不锈钢冶炼过程中,镍不被氧化,而铬与碳均能被氧化。
传统的碱性电弧炉冶炼不锈钢时如何去碳保铬、减少铬的烧损,提高铬的收得率、降低冶炼成本是冶炼不锈钢的关键之一。
1、电弧炉冶炼不锈钢1.1冶全工艺在各种不锈钢的成分中,均含有相当大比例的Cr元素,有些不锈钢还含有Ni.Mo等元素,这些金属的价格是贵的,有人对300系列不锈钢成本组成和原料所占的成本作了图解说明,见图一。
从图1看出,其中原料费占81%,而操作费仅占16%,这与冶炼碳素钢截然不同,说明冶炼不锈钢的各步工序都要注意提高Cr Ni等贵价金属的收得率,降低产品成本。
电弧炉通常作为母液(预熔体)的冶炼装置,在有充分的不锈废钢的条件下,可全部使用不锈度钢作炉料,但是,现随着不锈钢产量的高速发展,不锈废钢资源十分紧张,国内外有些厂“家用部分或全部优质碳素废钢(低磷度钢)来冶炼,再补充颗粒不大的高碳格铁合金,使母液成分基本接近所炼不锈钢钢种的要求。
有利于降低原料成本。
所以,冶炼不锈钢要综合考虑原料资源和成本因素。
1.2降碳保格1.2.1脱碳在电弧炉中熔炼需要吹氧脱碳,为了使Cr尽量少损失,需要一些工艺措施。
一是吹氧量适中,应少于10Nm'/t钢水,二是出钢时不能留渣操作。
当采用EAF+VOD两步法冶炼时,要比较各设备的脱破成本,电弧炉脱破越低,成本越高。
见图2比较。
在低碳范围內,VOD脱碳成本低于电弧炉脱碳,通常把母液降碳到0.5%移交VOD脱碳。
当两类设备的容量较小时,电弧炉脱碳量可稍少一些,反之,电弧炉要多脱碳。
例如,150t的VOD要求电弧炉脱碳到0.3%。
当采用EAF+AOD两步法冶炼时,母液中的[C]最大可保留到3.85~4.2%,由AOD脱碳到目标值。
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电弧炉冶炼不锈钢如何提高 Cr的收得率
[摘要] 电弧炉返回法冶炼不锈钢时,通过冶炼配料、装料操作、选择合理的脱碳量和脱碳温度,可以在一定程度上提高铬的回收率,降低冶炼成本。
[关键词] 电弧炉冶炼不锈钢脱碳元素收得率
前言
不锈钢是铬含量为10%~30%的合金钢,铬是主要的耐蚀成分。
在不锈钢冶炼过程中,镍不被氧化,而铬与碳均能被氧化。
传统的碱性电弧炉冶炼不锈钢时如何去碳保铬、减少铬的烧损,提高铬的收得率、降低冶炼成本是冶炼不锈钢的关键之一。
公司采用返回吹氧法作为碱性电弧炉冶炼不锈钢的工艺:利用返回料回收合金元素,并通过吹氧脱碳来去气、去夹杂,从而保证钢的性能、要求。
用返回吹氧法冶炼不锈钢,除配有大量的返回料外,在配料时已充分考虑铬的烧损,将铬含量配至较高的含量;在吹氧脱
碳过程中,充分利用碳铬平衡的热力学条件,去碳保铬,最大限度的减少铬的氧化,在将碳降至要求时,铬的含量接近或达到规格标准,不加或少量加微碳铬铁,铬含量在还原后即可达到规格标准。
一、返回吹氧法冶炼不锈钢时cr元素烧损的影响因素
1、温度的影响
实际的炼钢过程是在非标准状态下进行的,反应的一般形式可以写为:
aa+bb=dd+ee
反应的生成自由能为:
△g=△g0+rtln(ddee)/(aabb)
(a、b为反应物,d、e为反映生成物;a、b、d、e分别为物质a、
b、d、e在系统中的摩尔分数,△g0为反应的标准自由能)。
cr元素氧化物的标准生成自由能△g0与温度的关系见图1。
由于△g0负值的绝对值愈大,表明该合金元素愈易被氧化。
由图1可见,△g0cr2o3<△g0feo,因此,铬在钢水中容易被氧化。
而且 ,在低温时氧化的倾向愈大。
因此,必须在高温时加入cr-fe合金,以减少cr 的烧损。
图1gr元素氧化物的标准生成自由能(△g0)与温度的关系
2、终点碳的影响
铬的烧损受碳的影响。
相关工厂统计的资料见图2。
该资料表明:氧化末终点[%c]越高,铬的损失越小。
而且,lg[%cr]/[%c]与温度有近似直线的关系。
因此,在吹氧脱碳的操作中,必须严格控制终点碳。
图2终点碳与铬烧损的关系
3、合金元素含量的影响
衡量合金元素在钢液中被feo所氧化的倾向用△g表示:g=△g0- rtln[meo%].[afeo%]/ameo
可见,合金元素在钢液中的含量愈高,将使△g负值的绝对值愈大,即愈容易发生氧化。
也就是说,在不锈钢的冶炼中,为减少铬的烧损,应保证cr合适的加入量。
由图3可以看出,合金氧化的顺序依次
是:mn、si、cr、v、ti、cu、ni等,因此,氧化期应提高钢液中mn 、si的含量以减少cr的烧损。
4、炉渣性质的影响
在去碳保铬的过程中,不可避免的使铬氧化而进入渣中,而且渣
中氧化铬的含量相当高。
因此,必须造还原渣来回收渣中的铬,提高铬的收得率。
炉渣性质影响合金元素氧化物的活度[ameo],从而影响元素的烧损率。
在良好的白渣下加入cr-fe合金,可以达到90-95%的cr的收得率。
因此,必须采取白渣操作还原渣中的铬,进一步提高cr的总收得率。
图3 各种元素脱氧能力的比较
二、配料与准备
公司冶炼用主要金属材料的技术要求见表1。
表1、冶炼用主要金属材料的技术要求
序号名称规格状态
1 硅铁fesi75 块状
2 锰铁femn70c7.0 femn75c115 块状
3 金属钙jmn96 块状
4 硅钙合金 ca28si60 块状
5 铬铁fecr69c0.06、fecr55c6、fecr55c600 块状
6 电解镍ni—1 板条状
7 铝锭al—4 块状
8 硅铁粉fesi75 粉状
9 硅钙粉ca28si60 粉状
10 返回料本钢粉状
1、炉料为本钢种返回料、低磷碳素废钢和该钢种所需的铁合金等组成,如微碳铬铁、电解镍板、钼铁合金等。
2、本钢种返回料的配入量通常为50-60%,确保溶清样中
c:0.35~0.45%cr:8~14%p:≤0.030% 。
mo 、cu和ni控及其他合金以中限配入。
配碳用电极棒。
3、装料前先在炉底加入1.5%石灰。
4、含磷量,包括炉料中的含磷量和还原期补加合金所带入的含磷量,总量≤0.030%。
5、渣料、补炉料、还原剂、脱氧剂、铁合金及氧气,一切具备齐全,并且干燥(合金材料一定要烘烤),块状的要有一定块度。
三、补炉和装料
1、用返回吹氧法冶炼不锈钢时,含合金元素多、冶炼温度高,故必须在炉体情况良好的状态下冶炼,应尽量不补或少补炉。
中修五炉以内,新换炉盖,以及新砌出钢槽不准冶炼,新包不准装此钢,因此,要求前一炉冶炼低磷钢(成样品的p≤0.020%),保护好炉衬,防止由于冶炼过程中不除磷,对钢水增磷。
2、炉壁损坏严重时,可以用镁砂、镁粉、卤水混成团状补。
炉底有坑或炉底太深时,可用镁砂垫补,垫时要分层,不准太厚,垫完用铁板盖在上面,加少量石灰可进行装料。
3、应仔细检查电器、机械及冷却系统,调整好电极长度,对氧化过细容易掉落的电极头一定要打掉,防止冶炼过程中掉入熔池,引
起钢水增碳,冶炼工具齐全,保证冶炼过程正常。
4、装料时先在炉底、炉坡处加入炉料量1.5%的石灰,相应的增碳电极块(或碳粉),镍板、钼铁等合金避开电弧区放入炉底,钼铁也可以在熔化后期加入炉内。
5、按合理的布料原则装料,确保密实不搭桥,顺序是:小→大→中→小,较大料应装于高温区,装炉的铁合金则应避开电弧区,以减少烧损。
四、冶炼操作的控制
1、熔化期
(1)用允许的最大功率供电。
(2)推料助熔,融化后期加入适量的石灰造渣,并换较低的电压供电,炉料熔化90%以上可以吹氧助熔(如吹氧过早,会加大cr元素的烧损),吹氧压力5 -8 kg /㎝²,助熔后加3㎏/t的硅钙粉还原初期渣。
(3)炉料熔清后,充分搅拌钢水,取钢样分析c、p、cr 、ni、mn、cu等,吹氧前要求渣料量2%左右。
2、氧化期
吹氧脱碳条件:
(a)配碳配硅量合格,温度(热电偶)≥1580℃;
(b)cr≤10%,温度≥1600℃(热电偶);
(c)si≥0.70%,较高碱度(cao:sio2=2-3),尽量低的[feo],[feo]≤1.0%;
(1)吹氧前按0.70%补加硅铁以利升温,达到去碳保铬的目的,且
提高炉渣的流动性。
(2)开始吹氧不必停电,吹氧管插在三电极中间,深度100 -150mm ,吹氧压力20 -25kgf/cm,吹氧过程中分批加入适量si-ca粉,当碳焰经炉门及电极孔大量喷出时,立即停电吹氧,抬起电极。
吹氧要连续进行不得中断。
(3)待碳焰收缩,根据吹氧时间、氧气消耗量及碳焰的收缩情况,判定终点碳定在0.05-0.08%时应立即停止吹氧。
3、还原期
(1)在停止吹氧后,熔池温度急剧升高,立即插铝1.5kg /t,添加硅钙3 -4kg/t,使钢液脱氧,并按所冶炼材质规格的中下限加入金属锰和烤红的铬铁,以利于降低炉膛温度和加速合金熔化。
(2)合金加入后,立即用耙子推动熔池内合金,随之一次加入炉料量1.0%的si-ca粉和si-fe粉混合还原剂进行还原。
五、成本与质量
目前,上述方法已作为公司在碱性电弧炉生产不锈钢铸件的主要工艺,钢水质量稳定、可靠。
而且,既缩短冶炼时间,又降低了电耗。
同时,使用少量的微碳铬铁,使吨钢水综合冶炼成本降低100-150元。
结论
1.吹氧温度、终点碳、钢水中合金元素的含量、炉渣性质等是影响不锈钢冶炼时铬元素烧损的主要因素。
2.严格按照工艺要求操作,控制好上述影响因素,可以显著提高铬的回收率。
3.本文介绍的操作方法,可以缩短冶炼时间,降低电耗,降低吨钢水冶炼成本。
参考文献:
[1]《铸造手册》(第2卷铸钢分卷)中国机械工程学会铸造专业学会编1991年12月北京第1版.。