阳春新钢铁有限责任公司 529600
摘要:随着我国社会经济的不断发展,各行各业迎来了新的发展,传统的炼钢工已经无法满足如今钢铁生产的需求,同时磷元素是钢铁中的主要有害元素之一,在钢铁中如果磷元素的含量提高,会导致钢铁的质量下降,因此需要采取相应的炼钢工艺来减少磷元素的含量。目前在钢铁场中主要使用的是转炉双联炼钢工艺生产,达到提高钢铁质量,缩短炼钢时间的目的。本文将针对双联转炉炼钢工艺的相关技术展开相关的分析讨论。
关键词:转炉冶炼;双联操作法;工艺技术
转炉炼钢工艺在我国的炼钢技术中占有重要地位,也是当前常用的炼钢方法。尤其是双联操作法在炼钢过程中的应用,大大提高了炼钢效率,而且也更加的低碳环保,因此,加强双联操作法炼钢工艺研究具有重要意义。
一.转炉双联炼钢工艺特点
在脱磷转炉中,主要采用氧化法进行脱磷,其主要反应为:
2[P]+5(FeO)+3(CaO)=3CaO•P2O5+5[Fe]
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=4CaO•P2O5+5[Fe]
脱磷转炉中,快速的化渣形成大量的(FeO),同时促进了CaO在渣中的溶解,形成了大量的[O],渣钢界面处的氧化性能强,钢渣都具有较高的氧化性,强烈的氧化性氛围促进了脱磷的顺利快速进行【1】。
二.转炉双联炼钢工艺优点
1.缩短冶炼时间
由于转炉功能的专一性特点,导致每炉钢水冶炼时间能够有效的缩短,在炼钢厂中使用转炉双联炼钢法能够将转炉的吹氧时间缩短到11~13分钟,冶炼周期在26~28分钟之间,跟传统的炼钢冶炼方式相比,转炉冶炼周期能够有效的缩短5~8分钟。
2.减少渣料加入量
通过上一炉终点的全留渣量,配加适量渣料造前期渣,使前期渣碱度控制在1.5-1.8区间,以达到最优的脱磷效果。双联操作法的重点是做好前期渣在冶炼的过程中能够进行少渣料的操作,并且采取一倒出钢的方式,来降低灰耗【2】。
三、影响转炉双联冶炼的因素
1.炉渣碱度
在钢铁冶炼的过程中,为了降低脱磷率,需要加入适量的氧化钙来减少磷元素的含量,但是脱磷率不会随着氧化钙含量的增加而增加,当钢铁冶炼过程中的脱磷率达到一定数值后,转炉中的炉渣氧化钙含量会增加,这样一来就会影响炉渣的流动性,导致脱磷效果降低。同时氧化钙在转炉中会随温度的上升而融化,导致转炉中的碱度提高,在这时转炉内会发生相应的化学反应,将炉渣中其他成分含量降低,从而影响到钢铁冶炼的脱磷效果,因此在进行转炉双联炼钢工艺时,需要合理的控制转炉渣的碱度,将碱度控制在2.6~3.2之间,这样能够保证转炉双联炼钢工艺脱磷率的达到合理,确保钢材的质量【3】。
2.造前期渣效果
1)、造前期渣的具体时间:根据铁水硅元素含量调整,铁水硅小于30,造渣时间控制在4分钟左右。铁水硅30至50之间,造渣时间控制在4:30分左右。铁水硅大于50时,造渣时间控制在5分钟以上。目的是使铁水硅充分氧化,提高前期脱磷的效果,根据取前期渣铁样对比可以看出,硅元素充分氧化的脱磷率可以达到50%以上,而硅元素氧化不充分的脱磷率只有20%。
2)、前期渣温度的控制:
通过对前期渣测温及取样对比,最有效的前期脱磷温度为1350℃-1380℃。这就要求冶炼初期,根据铁水温度采取不同的操作制度。铁水温度低于1300℃,要求低枪位操作以提高熔池温度,加速冷压块的溶解,快速形成初期渣,提高脱磷效率。铁水温度大于1300℃以上,冶炼初期采取高枪位操作,前期多加返矿,抑制炉温快速升高,确保前期脱磷效果。
3)、倒前期渣量的控制:
由于前期渣中含有大量的P2O5成分,应尽可能的多倒渣,防止冶炼过程返磷现象,减少倒渣后渣料的加入量,真正意义上实现少渣量工艺操作,以达到降低生产成本,提高钢水质量的效果。
3.氧化亚铁氧化性
氧化亚铁具有良好的氧化型,在钢铁冶炼过程中能够充当氧化剂的作用,是钢铁冶炼过程中脱磷的重要反应物。在利用氧化亚铁进行化学反应的过程中,氧化亚铁还能与其他反应物相结合,生成五氧化二磷氧化亚铁反应物在转炉高温的钢铁冶炼过程中,化合物并不稳定,容易出现分解,从而影响脱磷效果,因此为了保证五氧化二磷氧化亚铁反应物对脱磷的影响,需要加入适当的石灰,产生稳定五氧化二磷氧化钙化合物。氧化亚铁在转炉冶炼过程中,会出现较低不变和升高的变化趋势,在反应初期,氧化亚铁含量最高会随化学反应的进行,而生成含磷化合物,在冶炼的后期能够使其分解,让脱磷的效率进行加快,因此要控制好氧化亚铁的含量,防止发生氧化作用,影响脱磷效果【4】。
4.转炉温度
温度是转炉冶炼过程中的重要因素,在冶炼过程中需要产生较多的化学反应温度是影响这些化学反应的重要因素,脱磷过程属于放热,反应温度过高,会抑制部分化学反应的进行,相反如果加速转炉炉渣的流动性会提高脱硫的效率,因此要合理的控制转炉的温度,温度过高或过低都会影响钢铁冶炼过程,从而导致钢铁冶炼的质量和效率受到影响。
四.转炉双联炼钢工艺作业要点
在冶炼过程中,主要使用顶底复吹转炉技术。使用这种技术的前提是,转炉的体积大,可以提供充分的反应空间,加快内部炉渣和铁水的搅拌及反应速率,使其充分反应,降低反应物之间的温差,进-步提高冶炼效率率。由于转炉双联炼钢脱磷技术的应用,使冶炼过程专一化,大大降低了能量的消耗,提高了反应物的反应速率,降低了冶炼周期。与传统冶炼技术相比,冶炼周期大大缩短,提高了生产率,增加了整体效益。
结语:综上所述,转炉双联炼钢工艺是一种高效可靠的钢铁冶炼工艺,在冶炼的过程中通过造好前期渣,减少冶炼过程渣料操作,不仅能够有效的减少钢材中的含磷量,提高钢材的质量还能有效的缩短冶炼时间,提高钢铁的冶炼效率。
参考文献:
[1]张弘弼.转炉双联炼钢工艺热态渣重复利用的操作实践[J].中国金属通报,2019(08):28-29.
[2]白雪峰,张一民,孙彦辉,罗磊,赵长亮.转炉双联炼钢工艺热态渣再利用脱磷的工业试验[J].炼钢,2018,34(05):31-36.
[3]丁瑞锋,冯士超,王艳红.转炉双渣法少渣炼钢工艺新进展及操作优化[J].上海金属,2015,37(05):57-61.
[4]赵明,张飞,邢金栋,李建设.双联炼钢工艺脱碳炉溅渣护炉工艺优化[J].河北冶金,2015(09):50-52.
[5]胡冰,梁建民.转炉双联炼钢工艺技术的开发和应用[J].山西冶金,2015,38(01):64-66.
[6]潘秀兰,王艳红,梁慧智,冯士超.转炉双联法炼钢工艺的新进展[J].鞍钢技术,2007(05):5-10.