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行业动态

对碱度影响比(SiO2)小得多

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  无独有偶,贝宁新政府也在5月早些时候宣布严控木材出口。据当地媒体消息,贝宁新政府在5月11日举行内阁会议上,生活环境与可持续发展部长提交了一份有关森林资源保护相关措施实施的评估报告。根据该报告,贝宁政府在新规定出台之前,禁止所有森林产品出口。

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  摘 要 分析了唐钢电炉钢中硫成分偏高的原因及其对冶炼指标的影响,并提出控制硫进入熔池的措施和还原精炼硫的操作方法,经实践证明,取得了较好的效果。Analysis And Control on Source of Sulphur into EAF Bath

  近两年来,由于废钢铁质量下降和工艺条件变化,唐钢5t电炉冶炼时,熔清后硫成分过高的炉次明显增多,给冶炼操作特别是优质钢生产带来很大困难。为此,对熔池硫高的原因进行了较细致的跟踪分析,找出主要入炉材料对钢水中硫的影响。经过控制原料质量和改进精炼工艺操作,解决了钢水中硫的控制和脱除的难题。

  唐钢电炉以废钢铁为主要原料炼钢,用生铁配碳。熔化期采用煤氧喷吹助熔工艺,浇余炉渣钢水回炉。造渣材料主要是活性石灰、萤石、矿石等;炉衬工作层为焦油镁砖,冶金镁砂补炉。冶炼基本工艺为“熔氧合一”和“快白渣”还原、渣洗混冲出钢。熔清硫成分多在0.13%~0.18%,平均约为0.14%,最高在0.20%左右。

  冶炼碳工钢(T12~T13A)所配废钢铁比例如表1所示,其中废钢主要是社会废钢,杂质多,且混有30%左右的废生铁制品。切头主要是公司内部轧钢普碳、低合金钢坯头。自产废铁主要是废灰铁、钢锭模。配碳生铁为炼钢铁皮。

  跟踪观察表1所列配料方法13炉,熔清硫含量平均为0.116%,废钢中杂质还可增硫。

  唐钢5t电炉出钢量为17.2t,回炉浇余钢水约300kg/炉,炉渣520kg/炉,其主要炉渣成分见表2。根据炉渣分析结果,0.93%的硫增入钢水使硫升高约0.024%。

  根据资料介绍,还原渣的硫含量一般在0.30%左右,而跟踪的数据远高于这一数值。计算表明,这种炉渣相当于含(CaS)1.1%~2.7%,回炉后与(FeO)迅速反应进入钢中,使硫在渣 、钢中的分配比〈1。

  唐钢自1995年开始推广煤粉—氧气强化喷吹助熔工艺,取得了节电增产的良好效果。但由于煤氧比控制偏高,使喷后煤粉燃烧不尽,出现了增硫现象。煤粉成分见表3 。原煤粉喷吹量29kg/t钢左右,煤氧比7.2kg/m3,且有时喷吹过早,煤粉未能点燃,约25%的未燃煤粉进入熔池,增硫0.0074%。

  熔化期加入熔池的其它材料是造氧化渣的石灰、萤石、矿石。在熔清前,由于加入量较少,对溶清成分无明显影响。

  此外,电炉炉衬材料焦油镁砖和补炉镁砂也因炉衬侵蚀一部分进入炉渣中,但根据分析,其对硫含量的增减没有直接造成影响,此处未做具体考虑。

  由于熔清硫高,还原期需要多次扒换新渣脱硫处理才能达到钢种成分要求。导致冶炼时间延长,电耗、渣 料消耗明显升高,炉料侵蚀加剧,严重影响炉龄;同时,还因终点硫含量高,造成废品增多以及不利于钢种的开发。所有这些使钢的成本升高,产量降低。

  炉内中熔氧期 硫的氧化去除量仅在10%左右。通过渣样与钢样同时分析,硫在熔池中的变化过程见表4。

  根据表4炉渣成分的变化情况,提高硫的分配比的首要影响因素就是∑(FeO)。亦即唯有降低(FeO)才能形成还原渣。用(CaO)与(FeO)的反应,取代(CaS)与(FeO)的反应,这是影响还原期整个脱硫进程的;除了钢液硫含量的高低,还有渣系的综合脱硫能力,这是比较复杂的,需要进行详细分析。

  在现有钢铁料条件下,尽可能进行废钢分类,按钢种确定装配料工艺。如对于硫含量要求较严的碳工钢,选用相对较低含S量的料。如优质炼钢生铁、无杂铁废钢、优质坯头等等。这样,熔清后碳、磷、硫不仅合适而且稳定,硫含量平均可下降17%,为后期操作创造了良好条件。在总体炼钢成本不升高的条件下,尽量减轻脱硫过程,同样可保证钢种成分。

  浇余渣钢回炉目的在于利用余热节省电能,加快冶炼速度。并有助于提前喷粉强化冶炼。对于熔清硫大于0.13%的炉次,高硫炉渣不宜回炉,避免熔清硫高造渣困难。这样可降低0.02%左右的硫含量增加。

  根据煤氧喷吹煤粉的燃烧速度和条件,对原工艺进行了改进。将开始喷粉时间推迟到送电熔化20min后,对无浇余回炉渣的钢更晚一些,并动态控制喷吹煤粉量。在电极穿井后开始回升时,煤氧比控制在2.6kg/m3,随着废钢加热变红,逐渐提高煤氧比达到3.5~4.5kg/m3,全炉喷煤量在250kg以内。这样,可保证煤粉完全均匀燃烧,防止钢液增硫。同时也不会因氧过剩而造成电极氧 化加快。该操作控硫量可达0.006%左右。

  通过上述几项措施收到明显降硫效果。改进前随机取样61炉,熔清硫平均为0.136%,最高0.185%,硫高于0.13%的占66%,改进后随机取样50 炉,熔 清平均硫含量下降为0.113%,最高0.145%,熔清硫在0.13%以上的占14%。平均熔清下降了16.9%。

  众所周知,熔池脱硫的基本条件是“三高一低”,即较高的渣碱度、较大的渣量、适当高的钢水温度和低的(FeO)含量。作为唐钢电炉,炉渣成分和冶炼工艺有其自身特点。所以,提高脱硫率要因地制宜,有的放矢地采取措施。

  (1)碱度较低。在造渣时采用了大量含SiO2较高的碎粘土砖调渣。影响CaO的脱硫反应。

  (2))(MgO)含量高。渣中(MgO)高达18%左右,时时彩平台:虽提高了碱度,但极大地恶化了渣的流动性,提高了渣的熔点,使渣变稠。影响渣钢混冲脱硫效果。(MgO)主要来源于炉役后期较大量的补炉镁砂。

  (3)(Al2O3)偏低。(Al2O3)对渣的流动性会增加,对碱度影响比(SiO2)小得多,但原渣系含(Al2O3)量却仅有5%左右。

  (4)CaF2加入过早。8%左右的CaF2可有效地稀释炉渣,但前期大量加入,对炉衬侵蚀加剧,从而使(MgO)进入渣中较多,难以保持渣的流动性。

  原渣系在原始硫较低时虽能完成部分脱硫任务,但对进一步提高硫的分配比Ls的可能性已很小,不适于高硫钢水脱硫。为此,必须改进渣系和造渣工艺。

  (1)为进一步提高脱硫反应能力,要提高渣中CaO的活度,即增加渣碱度至2.5以上。这样,(CaO)应在50%左右,(SiO2)在20%以下。渣碱度与Ls的关系见图1〔1〕。

  (2)适当调整碳工钢的冶炼炉况,减少(MgO)炉役后期进入渣中,将(MgO)含量控制在15%以下,并减少钢中Ca-Mg夹杂物。

  (4)为了减少CaF2对炉衬的侵蚀,又满足高硫钢水对炉渣流动性的特殊要求,还原前期尽量少加CaF2,而多加火砖碴。出钢前多加萤石,以便有效地提高Ls。石灰与萤石的总加入比例10∶1.5~2。这一措施对控制(MgO)含量,保证渣的流动性,实现渣钢混冲脱硫具有最佳效果,作用明显。

  (5)碳工钢因碳含量高,冶炼温度相对较低,这不利于造渣脱硫。因此,高硫钢水应取温度范围上限。渣量过大会影响其流动性,且不利于扩散脱氧剂对钢水的深脱氧。因此,在满足渣量脱硫要求的情况下,即使高硫钢水,渣量也应尽量控制在3%以下。

  表5是按调整渣系和造渣工艺后的试验结果,包内的Ls已达48。高硫钢水工艺改进前后的脱硫过程,脱硫速度和程度的明显变化均集中在还原开始和出钢时的两个重要的动力学过程〔2〕。

  低合金钢和合金钢由于加入合金材料合金化和沉淀脱氧,∑(FeO)较容易降低,不会造成脱硫困难。但碳素钢特别是碳工钢,不用合金化,其扩散脱氧复杂。我厂采用了增加SiC用量及按0.2%配硅、增加终脱氧硅铝铁用量等措施,以保证钢水脱氧深度。同时严格控制渣料配比,促进形成其流动性良好的强白渣 ,满足了脱硫要求,渣中∑FeO 降到了0.8%以下。

  碳工钢因缺乏沉淀脱氧手段,脱氧程度在熔池上下容易出现较大差异。即使以强白渣出钢,也会在钢包内发生渣碱度变弱,从而影响渣洗脱硫效果。为此,必须加强熔池搅拌工艺,为保证搅拌效果,人工搅拌时间竞延长了一倍。此外,还试验了炉内吹氩搅拌和包内吹氩搅拌,以及改浅熔池深度等措施,这些对均匀钢水温度,保证脱氧效果,增加渣钢接触面积,对进一步脱硫都起到了重要作用。

  在加强采用了控制脱硫管理和提高工艺技术操作措施后,进入熔池硫的总量使熔清硫高炉次下降78%。即使遇到了熔池硫高的炉次,通过严格工艺操作,创造脱硫条件,也可较好的完成脱硫任务,而且基本上不会延长冶炼时间,还不用扒渣工艺。实际脱硫效果及冶炼总体指标情况列于表6。若与过去脱硫方法相比,吨钢综合成本可降低26元左右,产量可增加约11%左右。

  (1)为了保证不同钢种的质量和冶炼指标,根据钢种要求和现有条件,进行配料改进工艺,是创造良好冶炼条件的前提。

  (2)改进 原有渣系和造渣工艺对完成还原精炼期脱硫,提高脱硫效率至关重要,钢水精炼过程的综合脱硫率可达85%以上。

  (3)鉴于电炉炉内脱氧脱硫工艺的局限性,采用炉外精炼是进一步提高质量、增加品种、提高生产率的根本途径。

  联系人:戴 栋,工程师,唐山市(063016)唐山钢铁股份公司电炉炼钢厂

  2 戴栋.电弧炉炉内脱氧工艺的选择与优化.炼钢,1994(3)

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