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电弧炉炼钢洁净化冶炼关键问题
栏目:行业动态 发布时间:2020-04-21 13:06
冶炼用原材料。
电弧炉炼钢以废钢为主要原料,石灰、增碳剂等为辅助原料。一方面,随着汽车、家电等报废数量的增加,社会废钢成分更加混杂;废钢中Cu、Zn、Pb、Sn等有害杂质元素,随废钢循环次数的增加不断富集。另一方面,辅料的使用同样会带来有害元素,影响钢液洁净度。为尽量降低原材料的影响,需根据钢种对原材料使用制订不同的标准,分钢种分级别进行原辅料的定制化选择。如冶炼优质合金棒材时,采用铁水加废钢、优质废钢或优质废钢加直接还原铁为原料;冶炼低硫钢时,尽量使用低硫石灰;冶炼低碳钢时,选择低碳辅助原料。
脱磷操作。
磷在绝大多数钢种中是有害元素,脱磷是电弧炉冶炼的重要任务之一。近年来,随着国民经济的发展,市场对低磷及超低磷高品质特殊钢需求增加,现有电弧炉炼钢工艺很难满足快速低成本脱磷的冶炼要求。其主要原因在于电弧炉炼钢原料结构复杂,熔清磷含量波动大;全废钢冶炼熔清后碳含量低、钢液黏稠度高,且受电弧炉炉型结构限制,熔池流动速度慢,脱磷动力学条件差,冶炼过程脱磷困难。传统电弧炉冶炼低磷钢通常采用多次造渣、流渣操作,冶炼周期长,渣量大,终渣(FeO)含量高,钢水过氧化严重,冶炼成本难以控制。
钢中氧及夹杂物的控制。
电弧炉冶炼终点钢液氧含量的稳定控制,是降低钢中夹杂物的关键。电弧炉炼钢普遍采用强化供氧操作以加快冶炼节奏、提高生产效率,但电弧炉炼钢终点控制不精准,钢液过氧化较为严重。这不仅导致后期精炼过程脱氧剂的过度消耗,而且使得精炼期夹杂物的产生量显著增加。为降低终点钢液氧含量,电弧炉炼钢主要采取以下措施:控制出钢前吹氧量,同时喷吹惰性气体强化搅拌;出钢时采用偏心炉底出钢控制下渣量;出钢前加入铁碳镁球,降低钢液氧含量。
钢中[N]与[H]的控制。
电弧炉采用大功率供电强化废钢熔化,电极放电产生的高温电弧会电离附近空气中N2,致使钢液易吸氮;N2有时会作为底吹气体或粉剂喷吹载气浸入熔池,造成钢液进一步吸氮。同时,电弧炉冶炼原料中含有水分并接触空气,会造成钢液中氢含量偏高。然而,电弧炉炼钢熔清后熔池碳含量偏低,供氧强度不足,冶炼后期脱碳期间熔池内产生的CO气泡数量少,所以不能有效脱除[N]、[H]。解决此类问题的方法主要是通过废钢预热的方式脱除水分,减少氢元素入炉;调整炉料结构,通过加入DRI、提高铁水比等方式提高熔池碳含量,在电弧炉冶炼后期进行高强度脱碳沸腾操作,以脱除钢液内[N]、[H],再在后续精炼及浇铸过程中加以保护,控制钢中[N]、[H]的含量。
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