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随着磷铁工业的进一步发展,钢的材质设计和应用技术的开发给冶金工业带来极大的挑战。钢铁产品将按照钢液洁净度高、成分控制精度高和产品性能稳定性高的方向发展,其中高纯净度钢的生产是21世纪钢铁企业面临的重大课题。提高钢产品质量、生产纯净钢的关键在于控制夹杂物。
钢包吹氩精炼方法是一种有效的、并被广泛应用的钢液炉外精炼工艺。吹气精炼钢液的过程中,通常借助风嘴、喷枪和多孔砖将气体导入熔池。虽然许多冶金工作者做了种种努力,但现有的技术还不能提供最佳条件以达到有效去除夹杂物的目的,尤其是去除直径小于50μm 的小型夹杂物。因为风嘴、喷枪和多孔砖产生的气泡尺寸处于10-20mm之间,这些粗大的气泡和夹杂物之间的碰撞概率低,而增加气体流量只会导致气泡更加粗大和形成大气袋,造成严重的卷渣现象,吹气精炼钢液工艺的发展方向应是细小气泡的产生及其均匀分布。
如何降低洁净钢制造成本、降低能耗和减少制造过程中的环境污染成为今后全球钢铁业市场竞争的焦点。为此,迫切需要建立起高效低成本洁净钢生产技术平台。
1 工业试验条件
1.1 纯净钢生产工艺
工业试验研究在鞍钢股份第二炼钢厂进行,典型的纯净钢生产工艺路线。
1.2 铁水预处理工序
采用石灰+金属镁复合喷吹脱硫,平均脱硫率为80%-90%,铁水中硫含量小于0.002%。
1.3 转炉冶炼工序
纯净钢冶炼采用180t顶底复吹转炉,冶炼周期为41min,其中吹氧时间为23min。
复吹转炉顶吹氧枪的喷头结构为4孔拉瓦尔型喷孔,喉口直径为40mm,出口直径为56mm,工作压力为0.68-0.9MPa,马赫数为1.6-2.2。在冶炼过程中,顶吹氧枪采用高-低-低的枪位变化操作制度。
复吹转炉的底部供气元件为8支内径为4mm的单管组成,均匀分布在炉底0.55D和0.60D (D为炉底直径)圆周上。在冶炼时,全程底吹氩气,供气强度分别为0.04 m3.min-1.t -1-0.08 m3.min-1.t -1。
在出钢过程中脱氧,并对钢包渣进行改质处理。