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龍騰世紀 轉爐煉鋼工藝 文 / 石斑魚

    自貝塞麥發明酸性空氣底吹轉爐煉鋼法起,開始了轉爐大量生產鋼水的歷史,如圖3所示。上世紀50年代用氧氣代替空氣煉鋼是煉鋼史上的一次重大變革,70年代出現的氧氣底吹轉爐和頂吹復合轉爐,是氧氣轉爐在發展和完善通路上取得的豐碩成果,如圖4所示。

    一、吹煉過程元素氧化規律

    (一)爐鋼吹煉過程和元素的氧化規律

    1)冶煉過程概述

    從裝料到出鋼,倒渣,轉爐一爐鋼的冶煉過程包括裝料、吹煉、脫氧出鋼、濺渣護爐和倒渣幾個階段,如圖5所示。一爐鋼的吹氧時間通常為12-18min,冶煉週期為30min左右。

    上爐鋼出完鋼後,倒淨爐渣,堵出鋼口,兌鐵水和加廢鋼,降槍供氧,開始吹煉。在送氧開吹的同時,加入第一批渣料,加入量相當於全爐總渣量的三分之二,開吹4-6分鐘後,第一批渣料化好,再加入第二批渣料。如果爐內化渣不好,則許加入第三批螢石渣料。吹煉過程中的供氧強度:

    小型轉爐為2.5-4.5m3/(t?min);120t以上的轉爐一般為2.8-3.6m3/(t?min)。

    ◆開吹時氧槍槍位採用高槍位,目前是為了早化渣,多去磷,保護爐襯;

    ◆在吹煉過程中適當降低槍位的保證爐渣不「返干」,不噴濺,快速脫碳與脫硫,熔池均勻升溫為原則;

    ◆在吹煉末期要降槍,主要目的是熔池鋼水成分和溫度均勻,加強熔池攪拌,穩定火焰,便於判斷終點,同時使降低渣中fe含量,減少鐵損,達到濺渣的要求。

    ◆當吹煉到所煉鋼種要求的終點碳範圍時,即停吹,倒爐取樣,測定鋼水溫度,取樣快速分析[c]、[s]、[p]的含量,當溫度和成分符合要求時,就出鋼。

    ◆當鋼水流出總量的四分之一時,向鋼包中的脫氧合金化劑,進行脫氧,合金化,由此一爐鋼冶煉完畢。

    (1)硅的氧化規律

    在吹煉初期,鐵水中的[si]和氧的親和力大,而且[si]氧化反應為放熱反應,低溫下有利於此反應的進行,因此,[si]在吹煉初期就大量氧化。

    [si]+o2=(sio2)(氧氣直接氧化)

    [si]+2[o]=(sio2)(熔池內反應)

    [si]+(feo)=(sio2)+2[fe](界面反應)

    2(feo)+(sio2)=(2feo?sio2)

    隨著吹煉的進行石灰逐漸溶解,2feo?sio2轉變為2cao?sio2,即sio2與cao牢固的結合為穩定的化合物,sio2活度很低,在鹼性渣中feo的活度較高,這樣不僅使[si]被氧化到很低程度,而且在碳劇烈氧化時,也不會被還原,即使溫度超過1530c,[c]與[o]的親和力也超過[si]與[o]的親和力,終因(cao)與(sio2)結合為穩定的2cao?sio2,[c]也不能還原(sio2)。

    硅的氧化對熔池溫度,熔渣鹼度和其他元素的氧化產生影響:

    ?[si]氧化可使熔池溫度升高;

    ?[si]氧化後生成(sio2),降低熔渣鹼度,熔渣鹼度影響脫磷,脫硫;

    ?熔池中[c]的氧化反應只有到[%si]
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