炼钢-精炼工艺介绍

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1.3增碳剂 袋装20Kg/包,要求固定碳含量≥94%,S≤0.5%,H2O≤0.5% 粒度3-8mm。
1、精炼过程用原料
1.4常用气体 1.4.1惰性气体 氮气、氩气等为冶金用惰性气体。主要用于二次钢水的保
护与隔离,以及对钢水精炼时的搅拌、吸气、去杂质等。 对人体的危害表现为窒息性伤害,浓度达到25g/m3时有危 险。 要求:干燥、干净、无杂质、水分<1%、纯度≥99.9%、 氧气<6PPm、氮气<20PPm、氧气+氮气≯20PPm 1.5钢包炉用材料 1.5.1冶金石灰: 采用转炉炼钢用活性石灰,保存期不得大于10天。
1.5.3埋弧渣:
化学指标 物理指标
CaO% 40~60
SiO2% 3~7
熔点(℃)
≥1320
杂质总和% ≤3.0
MgO% 4~10
Al2O3% ≤5
灼减(%)
≥35
粒度mm 10~50
S%
H2O%
≤0.1
≤1.0
粒度(mm)
≥3
1、精炼过程用原料
1.5.4电极
1#LF炉:Φ450mm高功率石墨电极(长度1800±100 mm)

转炉挡渣出钢 钢包内渣层过厚回对CAS处理带来不良影响:底吹排渣效
果差甚至无法裸露出钢液面,从而造成浸罩内残留渣量多 甚至无法进行CAS处理;成份调节时,合金元素收得率降 低;钢水脱氧效果差甚至出现钢水回鳞现象等。对于CAS 处理最好将钢包钢水顶渣厚度控制在≤50mm。

钢包渣改质
4、CAS工艺
求如何确定? 2、各类材料、介质等对钢水作用?在使用中应注意哪些事项?
2、钢包吹氩工艺
2.1钢包吹氩主要工艺参数 钢包吹氩应根据钢种性质、钢水状态、精炼目的,来选择合适
的气体参数(耗氩量、吹氩压力、流量、时间等),这些参数 决定了吹氩强度的大小及精炼的效果。

2.1.1耗氩量 吹氩量低,吹入钢水中的氩气只起搅拌作用或稍微改善了去除
1.3增碳剂 袋装20Kg/包,要求固定碳含量≥94%,S≤0.5%,H2O≤0.5% 粒度3-8mm。
1、精炼过程用原料
1、2调温废钢 要求干燥、清洁,不得混有泥沙、油类和大量氧化铁,
不能有密闭容器和夹有铅、锌、锡等有色金属。 块度要求:直径Φ≤40mm;单重≤4Kg/块;长度≤400mm 调温废钢冷却效应:7℃/300kg(115T钢水)
Si
74.0~80.0 72.0~80.0
化学成份,%
Mn
Cr
P
不大于
0.4
0.3
0.035
0.5
0.5
0.04
Si-Ca-Ba包芯线:
Si%
Ca% Ba% P%
≥50
≥14
≥14
≤0.02
Si-Ca包芯线:
Si%
Ca%
≥50
≥28
Al线:
P% ≤0.02
S% ≤0.03
S% ≤0.03
降低了钙的利用率。 3.3.3钢中夹杂物变性 喂入Ca包芯线应使反应生成物的成份在3(CaO)·(Al2O3)与
(CaO)·(Al2O3)范围内,这样可确保在炼钢温度下的铝酸盐 呈液态,改变Al2O3形态(固态块状、锐边型变成液态球型)。
3、喂线工艺
3.3.4脱硫作用 喂线钢水由于出钢前加入脱氧剂或顶渣,脱硫条件好,
线径 Φ13mm
线径 Φ13mm
Al%
Si%
杂质总和
线径
≥98
≤1.0
≤2.0
Φ13mm
S
C
0.02
0.1
0.02
0.2
米单重 0.296g/m
米单重 0.216g/m
米单重 0.316g/m
1、精炼过程用原料
1、2调温废钢 要求干燥、清洁,不得混有泥沙、油类和大量氧化铁,
不能有密闭容器和夹有铅、锌、锡等有色金属。 块度要求:直径Φ≤40mm;单重≤4Kg/块;长度≤400mm 调温废钢冷却效应:7℃/300kg(115T钢水)
钢包渣主要是由转炉出钢过程流入钢包的炉渣和铁合金脱 [O]产物所形成的渣层。所形成渣氧化性高,渣中(FeO)
含量会达到8~15%,当转炉渣流入钢包的量少时,会因为 硅铁脱氧产物(SiO2)在渣中比例增大,而造成钢包渣碱 度降低。钢包渣改质的目的就是要适当提高覆盖渣碱度, 降低钢包渣氧化性。 改质的方法主要是采用在转炉出钢过程中向钢包内加入改 质剂(造渣脱氧剂等),利用钢水流冲搅,促进钢渣反应 和覆盖渣快速生成。
喂入的铝线量?(已知:出钢量铝线米单重220g,铝的收 得率为70%,出钢量115吨。)

思考点: 1、如何评价喂线处理的冶金效果? 2、不同包芯线的喂入时机及喂入后的吹氩处理应注意哪
些?
4、CAS工艺
4.1、 CAS装置
CAS精炼技术的原理就是在钢包底吹氩气搅拌钢水的条件
下,通过在排开渣的钢水中浸入一个耐火材料制品的罩子。
举例:求Al线的喂线速度

根据热传导方程: = =
式中:θ—— t小时后xm处铝线的温度℃;
λ——铝的导热系数,22.19W/(m·℃)
c——铝的质量热容,900kJ/(kg·℃)
ρ——铝的密度,2.7g/cm3。
3、喂线工艺
考虑钢水温度1580℃,铝线常温25℃,则铝的熔化时间t(s)与直 径d(mm)的关系为: t=0.133d2
2、钢包吹氩工艺
一般吹氩时间控制在5~15min,氩气流量控制在20~40m3/ (min·t)。

2.1.4氩气泡尺寸 吹氩正常时,氩气流量和压力一定时,氩气泡越细小,
在钢水中分布越均匀,则它与钢水接触的面积就越大,氩 气的精炼效果就越好。 氩气泡大小由透气砖的气孔尺寸决定,要求透气砖的孔 隙细小一些,如果再细小则阻力增大,透气性会变差。 2.1.5比搅拌功及均匀化时间 见CAS底吹搅拌工艺。
3、喂线工艺
3.1喂线设备 喂线机主要由线盘驱动机、喂线驱动机和电气控制组成。
图1 喂线机示意图
3、喂线工艺
3.2喂线速度的选择
喂线机的速度必须保证喂入的线能在钢水中均匀分布,
要求:一方面包芯线能在钢水中一定深度内熔化,另一方 面要具有一定动能冲到钢包底部,并使钢水产生紊流。
允许电流负荷
抗折强度/Mpa
电阻率/μΩ·m
密度/g·cm3
21000~31000A
电极 ≮9.8
接头 ≮14.0
电极 ≮7.5
接头 ≮6.5
电极 ≮1.60
接头 ≮1.70
知识点: 1、精炼用主要耐火材料和辅助材料的规格、名称、性能 及主要
化学成份。
2、精炼用能源介质的要求、功能特点。
1、精炼过程用原料
二级 一级 特级
CaO% ≥85.0 ≥90.0 ≥92.0
SiO2% ≤3.5 ≤2.5 ≤1.5
S% ≤0.15 ≤0.10 ≤0.025
P% ≤0.03 ≤0.02 ≤0.01
活性度mol/ml ≥250 ≥300 ≥360
1.5.2萤石:
FF-85
CaF2% ≥85/75
夹杂物的条件,脱氧去气和保护钢水的作用未发挥出来。 2.1.2氩气压力 氩气压力指氩气管道压力,并不表达处理时钢包中氩气压力。 吹氩压力受钢水静压力、钢渣状况等因素影响,对不同钢种、
2、钢包吹氩工艺
出钢量、不同渣况等条件,吹氩压力将发生变化。一般钢 包吹氩压力为0.2~0.5MPa之间。
时硅、锰收得率的提高。
3、喂线工艺
低碳钢出钢终点碳低,钢水氧化活性强,钢水中a[O]大于渣中 (FeO)相平衡的a[O],需要更多的铝脱氧,因此低碳钢喂铝线 铝的收得率低。
经验公式:ηAl=75.9[C]%-2.24(FeO)%+45.7 3.3.2钢中氧及氧化物夹杂含量降低 喂入Si-Ca(-Ba)线,可以降低钢中Al2O3夹杂。 喂Ca-Si线时钙的蒸气压较高,反应剧烈,相当一部分钙烧损,
常用的铁合金化学成分见表1
中碳锰铁:
牌号
FeMn82C1.0 FeMn78C1.0
Mn
78.0~85.0 75.0~82.0
化学成份,%
Si
P
C




S
不大于
1.0
1.5
2.5
0.20
0.35
0.03
2.0
1.5
2.5
0.20
0.40
0.03
1、精炼过程用原料
硅铁:
牌号 FeSi75-A FeSi75-C
另根据能量守恒定律可求出铝喂入钢水的最大深度h: ρAlV02/2=(ρFe-ρAl)gh ρFe——钢水密度,取7.6kg/cm3; V0——喂线速度,m/s。 根据以上两个因素,考虑用铝线直径和喂线速度,可得出铝熔
化区及熔化的铝液可冲入钢水的距离。

3.3喂线冶金效果 3.3.1合金及铝的收得率高 采用喂线工艺在出钢前向钢包内加入了脱氧剂,有利于合金化
吹氩压力大,搅拌动力大,气泡上升快,气泡在钢水中停 留时间短,同时与钢水接触面积小。因而,为提高吹氩效 果,应保持较低压力下,加大氩气流量。

2.1.3氩气流量和吹氩时间 采用透气砖吹氩,吹氩时间不宜太长,一方面受钢水温度
下降的限制,另一方面是吹氩时间过长,钢包内衬耐火材 料受侵蚀,导致非金属夹杂物增加。但吹氩时间不足,碳 氧反应未能充分进行,非金属夹杂物及气体不能很好去除, 吹氩效果不明显。
2、钢包吹氩工艺
2.2钢包吹氩效果 2.2.1均匀钢水成份和温度 氩气通过“发泡”对钢水产生强烈的搅拌作用,使钢包内
的钢水被充分搅拌,从而达到均匀钢水成份和温度的目的。

2.2.2降低钢中气体含量 钢包吹氩可以降低氢、氧、氮的质量分数,底吹氩与顶
吹氩比较,去氢率可提高15%左右,去氧率、去氮率可提 高10%左右。
精炼工艺
谭永明
目录:
精炼过程用原料 钢包吹氩工艺 钢包喂线工艺 CAS工艺 合成渣工艺 LF钢包精炼炉
1、精炼过程用原料
1、1铁合金及包芯线
铁合金的作用在出钢过程中可脱除钢水中的部分氧,同 时满足或调整钢种对化学成分的要求。
可以根据钢种、出钢量及合金成份等来计算合适的合金 加入量。
在罩内部,钢液面少渣或无渣,并且在浸罩里形成低(或
无)氧化性的氩气气氛。(氩气可以防止空气进入浸罩
内。)
H 合金料
图1 CAS工作原理图
Ar
4、CAS工艺
4.2、主要功能: (1)对出钢后粗合金化的钢水进行成分微调和混匀,使
钢水合金成分达到内控成分要求,实现窄成分控制; (2)对钢水温度进行降温控制与温度混匀,将钢水温度
1、精炼过程用原料
技能点: 1、掌握所用合金、材料的微调计算方法。 例:试计算钢水成份[Si]、[Mn]增加0.01%,须加入多少合金? (已知:钢水量为115t,中碳锰铁[Mn]含量80%,收得率85%,
硅铁[Si]量75%,收得率80%) 2、正确使用各类能源介质。

思考点: 1、精炼所用耐火材料、辅助材料、能源介质等各项指标依据要
严格控制在一定范围内; (3)为开发品种钢,去除钢中气体夹杂物量,进行炉外
精炼。

CAS精炼过程为:钢水包进站→底吹氩气搅拌→测温取样 →测钢液面高度→底吹排渣浸罩→调温、钢水合金调节成 份→罩外喂线→钢包出站。
4、CAS工艺
4.3、CAS工艺要求 钢包烘烤:一般要求钢包烘烤应达到1100℃以上。

2.2.3降低钢中夹杂物含量 吹氩对降低夹杂物明显,底吹氩比顶吹氩提高约25%。
2、钢包吹氩工艺
知识点: 1、钢包吹氩的主要工艺参数有哪些?
2、钢包吹氩的效果有哪些?

技能点: 掌握钢包吹氩的要求,熟悉氮、氩气管道开关、走向,掌
握调整氩气压力、流量的基本技能。

思考点: 1、如何评价全程吹氩效果。

CAS底吹排渣工艺
4、CAS工艺
排渣效果(裸露钢液面面积)主要与渣层厚度、渣粘度和底吹氩 能力等有关。在底吹排渣过程中,随着底吹氩气流量增大,排渣 面积增大,但当底吹氩气流量达到一定值后,进一步增大底吹氩 气流量,其排渣效果变化不大。应选择较佳的底吹氩排渣流量, 防止钢水散热过多和减少氩气消耗量。
钢水温度越高,吹氩搅拌强度越大越有利于脱硫。

知识点: 1、喂线机的组成、结构及工艺参数要求。
2、喂线的主要冶金效果有哪些。 技能点: 1、正确操作喂线机,掌握喂线工艺参数值的设定、计数。 2、掌握喂线脱氧、酸溶铝控制的计算。

3、喂线工艺
例: XGL生产,到站O:160pPM,要求出站O:35ppm,试计算
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