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文档简介
1、刘增勋河北联合大学钢铁冶金学炼钢部分第四章 氧气顶吹转炉n LD炼钢特点炼钢特点n 冶炼过程冶炼过程n 装料制度装料制度n 供氧制度供氧制度n 造渣制度造渣制度n 温度制度温度制度n 终点控制制度终点控制制度n 脱氧合金化制度脱氧合金化制度第一节 LD炼钢特点冶炼时间短,生产率高:转炉40min、电炉4h、平炉7h 可冶炼钢种多:尤其是采用炉外精炼工艺原料适应性强:适于冶炼各种钢水(高S、P、V/Ti)基建投资少,建设速度快:占地面积小生产节奏均衡,与连铸时间匹配:连铸40min/炉气体含量少:纯O2、脱碳量大杂质含量少:废钢用量少成本低:不需要额外热源 生产率高第二节 冶炼工艺过程一一. .
2、操作过程操作过程冶炼准备冶炼准备溅渣护炉 意义:意义:出钢后出钢后,在炉内剩余炉渣中加入调渣剂调整粘度和氧化性,利用氧枪吹入氧枪吹入N2,使炉渣溅到炉衬上保护整个炉衬整个炉衬喷吹气体:N2喷吹设备:氧枪溅渣时间:34min溅渣频率:每13炉溅渣一次新炉300炉开始喷补倒渣:转炉倾动,从炉口倒出剩余炉渣炉渣倒入炉坑内的渣罐中补炉 只有在必要时进行补炉部位:局部修补 (炉衬侵蚀不均)方式:喷补、贴补、投补时间:2060min装料:倾动转炉,装入铁水和废钢加废钢:天车+废钢斗兑铁水:天车+铁水包冶炼前期冶炼前期降枪吹氧 转炉摇正:转炉倾动机构 降下氧枪:氧枪升降系统 开启氧气开关 点火点火:氧气射流
3、与熔池接触,铁水开始氧化,反应产生火焰加入造渣材料时间:在点火后 否则影响点火材料:头批料(石灰和白云石) 加入方式:高位料仓吹炼元素氧化升温:Si、Mn、Fe、C石灰熔化:形成炉渣脱碳速度逐渐增加至最大 Si完全氧化进入冶炼中期冶炼中期冶炼中期连续供氧,脱碳速度最大 温度逐渐上升 碳含量逐渐下降 炉口烟气浓密,逐渐变得明亮加入剩余造渣材料时间:头批料熔化后材料:石灰灰、白云石、铁皮球、矿石、萤石炉渣持续熔化:形成乳化液或泡沫渣控制枪位,防止喷溅和返干调整枪位:控制渣中FeO含量喷溅:炉口剧烈喷出泡沫渣 冶炼中期是最难控制环节 返干:炉内炉渣熔化不佳,声音尖利冶炼后期冶炼后期脱碳速度降低熔池温
4、度上升碳含量降低炉口烟气明亮,逐渐稀疏透明确定冶炼终点终点:钢水达到成分和温度要求的时刻确定标准:C、S、P、T 达到钢种的出钢要求判断方法:供氧情况、炉口烟气状况、副枪测量、冶炼模型结束供氧氧枪升起自动关闭供氧吹炼结束拉碳拉碳:根据操作因素和钢种要求,确定吹炼终点,提起 氧枪停止吹O2,倒炉、测温、取样化验钢水成分 倒炉:炉体向加料跨倾动,方便测温、取样测温:测温枪 + 热电偶,由炉口插入钢水钢水取样目的:化验钢水成分方法: 样勺:钢水倒入样模,钢水凝固放出钢花 取样器 取样器内含铝取样器内含铝炉渣取样目的:分析炉渣成分方法:取样勺杆上粘渣化验:炉前化验室出钢及合金化出钢及合金化出钢转炉向出
5、钢侧倾动钢水由出钢口流出钢水落入钢包脱氧合金化位置:在钢包内加脱氧剂和合金料时间:在出钢过程中种类:合金料和脱氧剂取决于钢种挡渣目的:防止炉内钢渣进入钢包内方式:挡渣球、挡渣锥等 (方法很多)钢水处理钢水处理吹氩搅拌:目的:均匀钢水方式:底吹、顶吹测温取样位置:在钢包内方式: 样勺 钢水凝固中不再放出钢花钢水凝固中不再放出钢花(沸腾钢除外) 取样器 取样器内不含铝取样器内不含铝钢水保温目的: 保证连铸温度稳定 降低出钢温度等方式: 钢包液面上加覆盖剂 钢包加盖冶炼周期:冶炼一炉钢的时间,或相邻两炉钢的间隔时间。3040min 供氧时间:在一炉钢的冶炼过程中,纯吹O2所用的时间。 1218min
6、 二熔池内成分变化二熔池内成分变化Si开始氧化时间:供氧后,最先氧化 P144P144熔池温度低SiO2的生成自由能低氧化速度氧化迅速,在34min完成终点含量熔池内Si含量为痕迹:完全氧化炉内炉内SiO2活度不被还原活度不被还原: 炉渣降低SiO2活度, 转炉氧化气氛铁水内Si含量对终点Si含量没有任何影响 Mn开始氧化时间:与Si同时开始氧化氧化特点前期氧化至最低点:CaO含量低中期Mn含量回升:MnO被还原 (CaO升高、FeO下降)后期Mn重新氧化:O及(FeO)上升终点含量:“余锰余锰”在冶炼终点时熔池内剩余Mn 余锰含量:0.050.15% 取决于终点碳含量和铁水锰含量终点碳含量:
7、终点%C高,余锰上升铁水锰含量:余锰为铁水锰含量的20 40 % 配料时必须考虑余锰量配料时必须考虑余锰量 C开始氧化时间:供氧即刻开始氧化,炉口出现火焰热力学:1530才开始氧化 (铁水温度13001400) P144P144实际熔池:前期局部存在脱碳反应 氧气冲击区温度高(22002700) 局部Si已经氧化氧化速度:分为三个阶段前期氧化速度低:以Si、Mn氧化为主中期脱碳速度最高后期脱碳速度降低:C含量下降终点含量 以后专门讲解钢种 铁水条件 原料条件 操作工艺 浇注顺序 S脱硫时间:脱硫持续进行温度上升石灰熔化脱硫率:炉内FeO高(1030%) ,分配系数低(510)正常: 40% 通
8、常25%多次拉碳造渣:可以达到5060% 经济性差终点含量钢种:取决于钢种炉外精炼 不精炼:终点S + 合金增S 90% (FeO高)高碳钢:8090% (FeO低)终点含量:终点P + 合金P + 回P 钢种P要求上限 O变化规律:取决于O消耗速度前期:逐渐富集 Si逐渐减少 脱碳速度低中期:含量减少 脱碳速度快,消耗大于供氧 后期:急剧上升 碳含量低、脱碳速度低,消耗低于供氧终点含量:3001200ppm决定因素:终点%C冶炼工艺:终点前降枪减压,减少终点O熔池温度:影响不大 N变化规律:取决于排出和吸收量 原理:CO气泡为N2的真空室,氧气中的N2分解溶入钢液 前期:脱N速度快 N活度高
9、 CO气泡量多中期:脱氮停滞后期:含量回升 N活度低 CO气泡量少终点含量:2040ppm氧气纯度:纯度低N升高 (增加了炉内N吸收量) 氧纯度,75949697989999.5终点N,ppm160130110805725401620拉碳次数:拉碳导致N升高 空气进入炉内终 点 碳:%C低N升高 N活度低,溶解度高Fe氧化时间:在冶炼过程中始终同时存在Fe氧化和还原行为前期:氧化多 脱碳速度慢,FeO消耗少小于生成中期:氧化少 脱碳速度快,FeO消耗大于生成 后期:急剧氧化 碳含量和脱碳速度低、FeO消耗低红色烟尘:前期无渣、后期%C低 炉内:Fe + O = FeO 炉口:FeO + O2
10、= Fe2O3 氧化量:12%渣 量:渣量大,Fe氧化多终点C:终点C低,氧化量大 三炉渣成分变化三炉渣成分变化(CaO):):石灰熔化,逐渐升高,最终50%左右(SiO2):与石灰熔化相关前期:Si氧化导致SiO2上升中期及后期:石灰不断熔化,导致持续下降终渣含量:1020%(MnO):):与石灰熔化相关前期:Mn氧化MnO含量高中期及后期:石灰熔化,导致MnO含量持续下降 石灰熔化,渣量及CaO含量增加,掩盖了MnO绝对量变化终渣含量:510% ,铁水Mn含量及终点C含量 (FeO):):Fe氧化和FeO消耗的动态结果前期FeO高:2030% 炉渣成分变化图中期FeO低:1020% 脱碳消
11、耗大后期FeO高:1530% 脱碳消耗少 终渣FeO含量决定于终点%C(P2O5):):与石灰熔化及脱磷过程相关前期:P大量氧化,P2O5含量高中后期:石灰熔化渣量增加,P2O5被稀释终渣含量:取决于渣量及铁水P含量 三操作制度三操作制度 装料制度 供氧制度 造渣制度 温度制度 终点控制制度 脱氧合金化制度有的书中归结为五大制度 第三节 装料制度一一. .钢铁原料钢铁原料(一)铁水(一)铁水用量:用量:70100%前提条件:必须满足终点温度要求 铁水提供物理热影响因素:实际生产中影响因素很多钢种:高碳钢用量大 原料条件:生烧石灰用量大铁水温度:温度低用量大 铁水成分:Si低时用量大浇注条件:开
12、浇炉次用量大 铁水包容量:限制铁水用量 废钢供应:废钢短缺温度:温度:“物理热”,占转炉入炉热量的50%以上 太高:增加炼铁成本 高温对于转炉有利太低:对转炉不利废钢用量小,产量低 高炉产量不变影响转炉操作:升温速度慢 化渣时间长 喷溅 后吹终点氧含量高:终点碳低要求范围:12501350 受到钢种、铁水供应等限制温度稳定:稳定废钢加入量 稳定操作 稳定终点供应稳定:有利于稳定炼钢整个工序操作炼钢厂可以设置混铁炉,均衡钢水供应和温度控制 成分:成分:五大元素 C:不做要求,4%左右(Si影响)Mn:炼钢的有益元素 作用作用:氧化放热:Si发热能力的1/4 提高余锰:减少Mn合金用量 促进脱S和
13、脱磷:有利于石灰熔化 减少粘枪:改善炉渣流动性 减少萤石用量:促进石灰熔化 提高炉龄:碱度上升快 控制控制: 取决于矿石Mn含量 (生产中不具体要求) 通常:0.20 0.40 % Si:来源于高炉内SiO2还原 作用作用:氧化放热:“化学热化学热” 提高渣量:有助于脱S、脱P 影响影响:过高或过低都会影响操作和成本操作和成本 过低:钢水温度低:导致后吹 废钢用量少:产量低 渣量少:脱S、P困难过高:渣量大:容易喷溅 金属损失高(渣量、喷溅) 石灰消耗大 侵蚀炉衬 铁水成本高(焦比高) 控制控制:取决于铁水P含量:脱磷任务 通常:0.40 0.80% (目前有降低的趋势) 非正常:2%Si P
14、:来源于矿石 影响影响:氧化放热:被动因素 增加石灰消耗:需要大渣量 延长冶炼周期:多次拉碳 导致严重后吹:多次拉碳 范围范围:生产中不作规定 省内: 0.050 0.120 % 控制控制:减少矿石含P量:炼铁厂 烧结减少含P添加剂:磷酸有助于减少粉化 烧结减少钢渣应用:钢渣含P高 铁水预处理:京唐、宝钢 仅用于高附加值钢种仅用于高附加值钢种 S:来源于焦炭、煤和矿石 影响影响:增加石灰消耗:需要大渣量 延长冶炼周期:多次拉碳 导致严重后吹:多次拉碳 范围范围:0.020 0.050 % 非正常时:0.10% 控制控制:降低焦炭S含量:炼铁厂 减少喷煤S含量 减少烧结用煤S含量 提高高炉炉温
15、铁水预处理:普遍应用 用于高附加值钢种用于高附加值钢种 (二)废钢(二)废钢用量:用量: 30% 前提条件:必须满足终点温度要求 废钢熔化吸热影响因素:实际生产中影响因素很多钢种:高碳钢用量少 原料条件:生烧石灰用量少铁水温度:温度低用量少 铁水成分:Si低时用量少浇注条件:开浇炉次用量少 铁水包容量:限制铁水用量 废钢供应:废钢短缺 铁水用量+废钢用量 = 100%来源来源 轧钢切头切尾连铸废坯和浇余块社会废钢:自行车等工业废钢:机加工废料管理管理防止危险品:炸弹、封闭物防水: 2005年唐钢一钢装铁爆炸 防止杂物:有色金属、油污分类存放:合金利用、元素污染 (不锈钢)块度: 顺利装入(1/
16、2炉口直径) 减轻冲击炉衬 缩短熔化时间 保证装入量二二. .装入量装入量装入量装入量:每炉装入铁水和废钢的数量,单位“吨” 对生产影响对生产影响 装入量过大 增加产量往往导致装入量过大喷溅严重:反应空间减少 限制供氧强度冶炼时间增加 造渣困难钢水无法出净:影响兑铁安全和溅渣护炉装入量过小降低产量损害炉底:熔池深度小影响精炼:LF无法加热确定因素确定因素 转炉公称容量:300吨 50吨 炉容比:新炉时转炉炉膛有效容积与公称容量的比值 V/T = 0.91.05 m3/t炉役阶段炉役前期:装入量小(容积小)炉役后期:装入量大熔池深度:防止氧气射流穿透熔池 Hmax / H 99.5% 前苏联前苏
17、联LD数据数据氧纯度 75949697989999.5终点N ppm160130110805725401620 唐钢:唐钢:9697%O2 终点终点N 80100ppm 水分:要求脱水 3m)或氧压过低(0.8MPa)特点:冲击很弱,搅拌差 P148P148图图4-12C4-12C危害:对冶炼不利 严重氧化炉衬:反射气流多 容易引起剧烈喷溅:炉渣过于氧化 应用:吊吹属于非正常操作 处理中期炉渣返干 大喷压渣高温下熔池状态高温下熔池状态 前苏联试验熔池内形成火焰状反应区一次反应区:中心高温区 22002700二次反应区:中心外围区(温度较低)四四. .氧气射流对熔池化学作用氧气射流对熔池化学作用
18、 P150P150传氧过程传氧过程 三种传氧途径:载氧液滴 氧气气泡 氧化炉渣载氧液滴 载氧液滴熔池内氧传递的基本载体载氧液滴熔池内氧传递的基本载体形成机理 射流冲击形成大量金属液滴:体积很小、数量多 液滴内Fe充分氧化:8598%FeO 熔池流动带动载氧液滴进入熔池或炉渣分配规律:与吹炼模式有关 软吹:深入熔池少,进入炉渣多 熔池循环差 上浮距离短 硬吹:深入熔池多,进入炉渣少 熔池循环强 上浮距离长氧气气泡形成机理 射流被击碎形成小气泡:剧烈非弹性碰撞 氧气气泡随熔池循环 分配规律:与吹炼模式有关 软吹:熔池吸收少 射流速度低,击碎的气泡少 气泡上浮快 硬吹:熔池吸收多 射流速度低,击碎的
19、气泡多 气泡上浮慢氧化炉渣形成机理 氧气射流使炉渣FeO及铁珠氧化 炉渣对钢液传氧:在乳化液中分配规律:与吹炼模式有关 软吹:氧流与炉渣接触面积大,炉渣氧化量增加 硬吹:氧流与炉渣接触面积小,炉渣氧化量降低氧分配决定于吹炼模式氧分配决定于吹炼模式软吹:钢液O降低、渣中FeO增加硬吹:熔池O增加,炉渣FeO降低在转炉冶炼中载氧液滴是主要的传氧途径在转炉冶炼中载氧液滴是主要的传氧途径氧化方式氧化方式 三种氧化方式:直接氧化 间接氧化 炉渣氧化 P150直接氧化 意义:在吹氧冶炼中,氧气直接氧化熔池中的C、Mn、Si等元素氧化区域:氧气与熔池的接触界面 反应式:222OFeFeO222OMnMnO2
20、2OSiSiO 225542OPPO 2OCCO 间接氧化 意义:O2首先与Fe结合形成FeO,FeO扩散并溶解于熔池中,然后 再氧化熔池内的其它元素氧化区域:在熔池内所有区域 反应式: 222 OFeFeOFeOFeO 2 2 OSiSiO OCCO OMnMnO 25OPPO 炉渣氧化意义:以炉渣为传氧介质的氧化形式过程:(FeO) + O2 (Fe2O3) (Fe2O3) + Si (SiO2)存在区域:平炉、电炉和转炉都存在这个过程 转炉中期(FeO)降低:渣中氧化铁向熔池供氧由载氧液滴形成的间接氧化是LD主要氧化方式直接氧化不是主要氧化方式 氧流冲击区小:转炉反应区域大 冲击区内温度
21、高:Fe比Si更容易氧化 C传递速度比脱碳速度慢:Fe首先与O2结合 实验表明:冲击区大量FeO炉渣氧化:在静止熔池中存在 五五. .熔池乳化熔池乳化乳化现象乳化现象乳化:把一种液体置于另一种与其互不相溶的液体中, 在外力作用外力作用下将此液体呈微粒分散的过程 乳化液:一种液滴在另一种不相溶的液体中分散形成的均匀混合物熔池乳化:从炉口甩出的炉渣炉渣内存在大量的气泡和钢珠:钢珠达到3080%钢珠和气泡存在密切接触 P156图图4-22钢珠高度弥散状态:直径0.23.0mm P157表中数据表中数据三相乳化液三相乳化液:在LD熔池内形成了钢水、炉渣和气体的三相乳化液三相乳化液是LD冶炼速度快的主要
22、原因乳化液形成乳化液形成形成机理氧气射流和CO溢出形成剧烈搅拌搅拌产生钢珠、渣滴和气泡:钢水、炉渣及气体相互撞击和破碎相互撞击和破碎液滴与气泡相互混合:剧烈搅拌带来充分混合乳化动力: 用搅拌功来衡量氧气射流:动能20%用于搅拌 其它消耗在非弹性碰撞 占总搅拌功的2050% 公称容量小,作用大CO气流溢出:膨胀功20%用于搅拌 占总搅拌功的5080% 公称容量大,作用大CO气泡搅拌效果是氧气射流的气泡搅拌效果是氧气射流的14倍倍 乳化程度 在整个熔池内,乳化程度并不均匀 熔池底部:未形成三相乳化液 (纯钢液)熔池顶部:乳化程度小,钢珠少钢渣接触区:乳化非常充分乳化影响乳化影响乳化作用:三相接触面
23、积大大增加,改善反应动力学条件钢珠比表面计算 P157 平炉及电炉:0.180.4 m2/t LD转炉: 30017000 m2/t 钢珠成分:熔池与液滴内成分不同 P159表4-3 液滴内C、P、Mn含量低于熔池:液滴内反应速度显著加快 液滴内S含量高于熔池:液滴内FeO非常高乳化危害返干:在冶炼中期,由于操作原因导致渣中FeO减少,炉渣内液体部分 消失,炉渣重新变得粘稠和干燥 P159 炉内回磷 金属喷溅:烧枪 金属烧损:形成红色烟尘 粘枪:氧枪无法提起喷溅:泡沫渣严重及脱碳反应剧烈,导致钢渣由炉口喷出的冶炼事故 金属损失:喷溅夹带钢珠 设备烧损:严重堵塞 钢水成分波动:出钢量波动 六六.
24、 .供氧操作供氧操作氧枪操作包括两个方面:氧压和枪位 氧枪操作对熔池影响氧枪操作对熔池影响 P161图4-26 氧压:提高氧压会增加流速和冲击力 枪位:提高枪位使氧气流速和冲击力衰减,冲击面积增加 氧枪操作方式氧枪操作方式恒枪变压意义:在整个吹炼过程中保持枪位不变,仅靠调节氧气压力 控制氧气射流对熔池的作用缺点:供氧量变动频繁 灵活性差 影响其它转炉操作应用:生产中应用较少变枪变压意义:在吹炼过程中,根据吹炼情况同时改变枪位和氧压来调节供氧 缺点:实际操作困难 (理论上科学)应用:生产中应用较少 在后期终点碳较低时有时应用恒压变枪意义:在整个吹炼过程中保持氧压不变,通过调节枪位 改变氧气流股对
25、熔池的作用优点:操作灵活 吹炼较平稳 对其它转炉操作干涉较小 冶炼时间稳定分期定压操作:分期定压操作:为保证供氧强度和时间不变,在采用“分阶段定量装入”时,应根据装入量调整氧气流量,形成“分阶段”固定氧压的操作枪位对冶炼的影响枪位对冶炼的影响反应速度低枪位:形成“硬吹”,反应速度高高枪位:形成“软吹”,反应速度低渣中FeO 消耗与生成的综合结果低枪位:(FeO)降低高枪位:(FeO)升高熔池温度 反应速度及冲击深度的影响低枪位:温度上升加快高枪位:温度上升缓慢炼钢成语:降枪提温,提枪化渣炼钢成语:降枪提温,提枪化渣枪位控制枪位控制三种枪位:基本枪位、高枪位和低枪位基本枪位:兼顾化渣和搅拌熔池,
26、常用作中期枪位高 枪 位:基本枪位 + 0.2m, 常用作化渣枪位低 枪 位:基本枪位 0.2m, 常用作提温枪位前期枪位前期特点:SiO2含量高 温度低 石灰未熔化 控制目的:尽量早尽量早化渣化渣 低温脱磷 减少酸性渣侵蚀 减少金属喷溅枪位控制:采用高枪位高枪位 (FeO)=20 30% 前期前期枪位过高会导致中期喷溅枪位过高会导致中期喷溅中期枪位中期特点:脱碳速度快 熔池乳化严重 (FeO)消耗大 控制目的 防止喷溅及返干 保持炉温平稳上升 保证石灰持续熔化枪位控制 加入第二批料后采用低枪位低枪位:使前期高FeO降低到中期要求水平 中期采用基本枪位基本枪位:(FeO)=10 15% 枪位高
27、:容易产生喷溅 枪位低:导致返干最佳枪位最佳枪位:炉渣刚到炉口而又不喷出 后期枪位后期特点:脱碳速度慢 熔池乳化程度弱 熔池C含量低 控制目的 调整炉渣,继续脱S、P 加强搅拌,促使脱碳 降低终点(FeO)和O 均匀温度和成分枪位控制 临界点后高枪位高枪位:促使石灰完全熔化 终点前降枪降枪:均匀温度和成分 1m左右左右 终点前减压:降低供氧量,使(FeO) 20%第五节 造渣制度一一. .炉渣概述炉渣概述炉渣作用炉渣作用脱S和脱P:必要条件吸收氧化产物,减少其危害防止金属喷溅,保护氧气和炉衬渣量渣量:80120 Kg / t钢铁水条件:Si、S、P 钢种:S、P要求石灰条件:SiO2、活性度冷
28、却剂种类:废钢、铁矿及矿石造渣要求造渣要求快速造渣:适应LD冶炼周期适当的物理性质:成分、熔点、粘度合理的反应性能:碱度、FeO有利于保护炉衬:尽早化渣避免喷溅等操作事故控制终渣氧化性:保护炉衬、减少金属及合金消耗二二. .造渣材料造渣材料(一)石灰(一)石灰 P26成分成分CaO:主要成分控制:国标 90% 日本 92% SiO2:有害成分有效有效CaO:CaO有效有效 = CaO石灰石灰 SiO2石灰石灰R P163危害:石灰消耗高 渣量大 R=3: : SiO2 1% 石灰石灰 3% 渣量渣量 4%控制:国标 3% 日本 2% 美国 1% S:有害成分有害成分危害:增加炉渣S含量 石灰脱
29、硫能力差 (宏观上) 石灰S含量太高时,会导致钢液增S控制:国标 0.1% 日本 0.02%H2O危害:钢水增氢控制:H2O0.3%我国顶吹转炉石灰标准成 分CaOSiO2SH2O灼 减含量 9030.10.34%锻烧情况锻烧情况 对石灰质量影响较大 (P27图)CaCO3 CaO + CO2生烧石灰意义:煅烧温度过低(1200)或煅烧时间过长,晶粒粗大, 气孔率低,体积密度大,反应能力差危害:化渣时间长:熔化速度低 降低生产率:冶炼时间长 加剧侵蚀炉衬:酸性渣时间长 影响脱S、脱P:炉渣碱度低 轻烧石灰 又称“活性石灰”意义:煅烧温度10501150,晶粒细小、气孔率高,体积密度小, 晶格缺
30、陷多,表面能高,反应能力强,有利于快速成渣 应用:生产中必须采用活性石灰生产中必须采用活性石灰活性度活性度质量要求气孔率高,体积密度小:炉渣容易进入石灰内部晶粒小,比表面大:与炉渣接触面积大晶格缺陷多,表面能高:反应能力强测定方法 水活性:利用石灰与水反应能力来体现与在炉渣内熔化速度测定时间:一定质量石灰与水反应,溶液达到最高温度的时间 活性石灰 10min测定盐酸吸收量:在温度40下,用4N盐酸滴定50g石灰, 测定10min内吸收的盐酸毫升数 活性活性 310mL 普通普通 110310mL 生烧生烧 110mL块度块度要求:转炉 20 50mm 电炉 30 60mm影响过大:熔化速度慢
31、下料口卡料过小:石灰容易被炉气带走 储存储存性质:容易吸水 CaO + H2OCa(OH)2要求:防水防潮 使用新鲜石灰:储运时间 2天生产生产: 回转窑 沸腾床熔炼炉 竖窑生产 (二)白云石(二)白云石 P28 及及 P167目的目的促使石灰熔化:阻止形成C2S保护炉衬减少前期酸性渣侵蚀:石灰熔化快减少镁碳砖MgO溶解终渣变粘挂渣:后期R高,MgO析出,炉渣粘度增加配合溅渣工艺应用:应用:生白云石和轻烧白云石 生白云石:CaCO3MgCO3 分解吸热大轻烧白云石:CaOMgO 生白云石锻烧 性质与轻烧石灰相似(三)萤石(三)萤石 P28 及及 P167性质:性质:助熔剂CaF285% SiO
32、2 5% S 0.2% H2O 12%时,石灰熔化后MgO颗粒析出,炉渣粘稠MgO高有利于溅渣护炉提高熔池温度:加快内部和外部传质加强熔池搅拌:改善传质和传热条件成渣途径成渣途径 假三元相图 P166图图4-35 钙质成渣途径 初期渣FeO高、碱度低,位于液相区(A区)前中期低枪位操作 (FeO)下降析出C2S,炉渣进入(B区)后期提高枪位FeO升高石灰熔化,达到终点液相区(C区)优点优点:炉衬侵蚀小 喷溅可能性小缺点缺点:前期化渣差,脱P困难 容易粘枪铁质成渣途径初期渣FeO高、碱度低,位于液相区(A区)前中期长时间高枪位供氧,炉渣长期处于液相区(D区)后期压低枪位FeO降低,达到终点成分(
33、C区) 优点优点:脱P和脱S好 能够实现高拉碳缺点缺点:容易喷溅 高FeO炉渣容易侵蚀炉衬 全程化渣:前期高枪位,得到较高FeO含量2030% 中期降低枪位:控制1015%FeO,保持石灰持续熔化,防止返干后期先提枪化渣,终点前降枪搅拌意义:在整个吹炼过程中,控制石灰连续熔化目的:保证脱磷脱硫 避免喷溅和返干 五五. .造渣方法造渣方法单渣法单渣法 P168意义:在整个吹炼过程中不倒渣,出钢后再倒完全部全部炉渣优点:操作简便 缩短冶炼周期 节省热量 避免兑铁喷溅缺点:高碱度终渣未得到充分利用适用范围:冶炼低Si、S、P铁水,或S、P要求不严格的钢种应用:90年代以前的主要造渣方法双渣法双渣法
34、P168意义:在冶炼前期结束后倒出部分炉渣,然后再加料造渣 优点:脱S和脱P率高 防止大渣量喷溅 减少炉渣侵蚀 缺点:热量损失大 冶炼周期长 金属收得率低适用范围:铁水含Si1.0% 铁水含P0.5% 钢种要求S、P含量低 双渣法是双渣法是“迫不得已迫不得已”的方法的方法 高高Si铁水铁水是造双渣的充分必要条件是造双渣的充分必要条件放渣时间:前期刚刚结束、头批料完全熔化时间过早:后期脱磷任务重:前期脱磷不充分 浪费石灰:石灰未完全熔化 中期喷溅严重:剩余渣量多时间过晚:中前期容易喷溅:渣量大 二批石灰熔化时间短 炉衬侵蚀严重: 酸性渣应用:目前很少使用铁水成分正常使用铁水预处理和炉外精炼工艺生
35、产低S、P钢种 留渣法留渣法 P168意义:出钢后将部分或全部终渣留在炉内,作为下一炉的渣料 优点:提高前期成渣速度 改善前期脱S和脱P 节省石灰 提高转炉热效率 缺点:兑铁容易喷溅兑铁容易喷溅应用:起源于双渣法 双渣法未能推广 溅渣护炉实现 “留渣法”操作溅渣护炉完成了三个任务溅渣护炉完成了三个任务 保护炉衬 防止兑铁喷溅 实现留渣操作 六六. .喷溅喷溅形式形式 P168兑铁喷溅:在兑铁过程中产生喷溅废钢潮湿: H2O高速蒸发 唐钢2005年兑铁喷溅留渣操作: 终渣FeO高铁水未出尽:铁水O高兑铁时应远离操作平台兑铁时应远离操作平台溢渣:由于熔池上涨而使炉渣从炉口流出流出的现象 留渣过大:
36、前期炉渣较多溅渣后多炉不倒渣特点:速度慢 常发生在冶炼前期金属喷溅:熔池内泡沫渣少,金属失去熔渣保护而形成飞溅 又称为“返干喷溅”现象:红色烟尘: FeO + O2 Fe2O3 火焰挺直有力 声音尖利危害:烧抢 金属损失 时间:冶炼中期爆发式喷溅:炉内CO反应集中和泡沫渣严重,炉渣夹带金属液 随炉气喷出喷出炉口时间:冶炼前期和中期“喷溅”通常指“爆发式喷溅”危害危害金属收得率降低:0.55.0%延长吹炼时间:限制供氧强度脱氧合金化操作困难:出钢量不准,配料盲目性大终点温度控制困难:热损失增加危害设备和人身安全 降低炉龄 堵塞烟道和下料口 粘枪及喷头烧损增加劳动强度:人工清理平台和炉坑形成原因形
37、成原因推动力:CO气流和氧气射流CO气流为主要推动力:中期中期CO气流是氧气射流推动力的79倍单独CO气流不会引起喷溅正常炉次不产生喷溅:CO气流仍然很强返干时不产生爆发式喷溅:仅有金属喷溅停止氧气无法抑制喷溅:无剧烈CO气流在倒炉时偶尔也发生喷溅:CO气流很少泡沫渣意义:泡沫化严重的炉渣 三相乳化液并非泡沫渣三相乳化液并非泡沫渣影响:阻碍炉气溢出:透气性差 缩短与炉口距离:炉渣过度膨胀抑制泡沫渣形成是控制喷溅的主要途径抑制泡沫渣形成是控制喷溅的主要途径 高高VC是是LD特点特点泡沫渣形成泡沫渣形成熔池附近形成集中CO炉气熔池附近搅拌剧烈、气量大CO炉气形成加剧钢渣乳化和搅拌集中炉气不会形成泡
38、沫渣 后期CO气流没有引起泡沫渣 LF底吹Ar不会引起泡沫渣中上部乳化液内形成泡沫化CO气流带动钢珠进入中上部炉渣钢珠在氧化渣内脱C形成CO钢珠破裂自发乳化而高度弥散弥散钢珠脱C形成更小的CO气泡中上部炉渣多钢水少,弥散CO无法集聚而引起泡沫化影响泡沫渣因素影响泡沫渣因素脱碳速度:中上部炉渣内钢珠量 熔池碳含量:渣内钢珠脱碳量 炉渣FeO量:三重影响三重影响钢珠脱碳量 炉渣表面张力炉渣粘度炉渣表面张力:低容易形成稳定气泡 FeO、P2O5、TiO2、CaF2、SiO2降低炉渣表面张力炉渣粘度:适中粘度有利于提高起泡性 P169图4-38冶炼中期为形成泡沫渣提供条件冶炼中期为形成泡沫渣提供条件脱
39、碳速度高,CO气流动能高CO气流带到中上部的钢珠多钢珠含碳量高,渣内脱碳量大泡沫渣形成恶性循环:泡沫渣进一步增加钢珠停留和脱碳时间在冶炼中期熔池剧烈沸腾,导致中上部炉渣中存在大量 高C钢珠。如果(FeO)高,则炉渣(FeO)脱C将引起泡沫渣防止中期炉渣内FeO过分聚集是控制泡沫渣的主要措施控制措施控制措施合理装入制度,减少超装量控制熔池温度平稳上升:促使脱碳反应均衡,防止 (FeO)积聚铁水温度过低低应先降枪提温生铁块做冷却剂应先降枪提温采用全程化渣工艺不能片面强调早化渣 中期前降枪,控制1015%FeO合理加料工艺,防止炉温产生大的波动石灰分批加料多次小批量加入助熔剂控制合适中期枪位,避免喷
40、溅及返干控制1015%FeO处理返干时,避免长时间高枪位采用合理压渣工艺处理喷溅短时间吊枪压渣:利用氧气射流击碎泡沫渣 严禁盲目降枪加入少量石灰和白云石:压渣和降温采用压渣剂:机械破坏 + 炉渣脱氧暂时停止吹氧控制喷溅应以预防为主控制喷溅应以预防为主 第六节 温度制度一一. .温度影响温度影响冶炼必须高温:保持熔池液态反应方向和程度:Si、Cr、C氧化顺序 脱磷及脱硫率冶炼过程:影响废钢熔化和化渣速度 影响反应速度:脱碳、脱硫、脱磷 过程温度低导致后吹 温度波动产生喷溅炉龄和枪龄:高温度降低炉龄和氧枪连铸过程:保护渣熔化 拉速 漏钢 水口冻结铸坯质量:中心偏析 缩孔 等轴晶率 裂纹二二. .热
41、平衡热平衡 热平衡计算在炼钢设计原理讲述 LD特点:特点:不需要外来热源 热量富余铁水温度高:电炉废钢需要加入铁水元素含量高:氧化放热氧气冶炼炉气量小:带走热量少冶炼时间短:散热少热量来源热量来源 物理热:高温铁水带来的热量化学热:铁水元素氧化放热元素热效应元素热效应 综合考虑元素含量和反应放热量 C、Si主要放热元素 P173表4-9 铁水温度及Si含量是影响冶炼温度的主要因素铁水C含量基本保持不变Fe的热效应小,不是主要放热元素后吹时氧化量大,放热明显造渣是吸热过程成渣热远小于炉渣物理热三三. .冷却剂冷却剂 P30 及 P172 废钢废钢 金属料 冷却剂冷却原理:升温及熔化吸热加入方式:
42、装料时天车一次性加入加入量:已讲述 理论计算 生产经验废钢是冷却效果最好的冷却剂废钢是冷却效果最好的冷却剂 冷却效果稳定:成分稳定 熔化吸热稳定温度上升平稳,喷溅少:全程熔化降低铁水消耗,增加产量 渣量小,节约石灰:不带入脉石铁皮球铁皮球 富铁矿富铁矿 烧结矿烧结矿 冷却原理:FeO脱碳为吸热反应 加入方式:高位料仓 过程加入使用数量:视炉温情况应用效果节约时间:不必倒炉使用方便:不占用天车有利于化渣:助熔剂石灰消耗高:SiO2带入多容易喷溅:温度波动 渣量增加 石灰石石灰石 生白云石生白云石 冷却原理:分解吸热 加入方式:高位料仓 过程加入使用数量:视炉温情况应用:无废钢或富矿时应用生铁块生
43、铁块代替废钢:目前废钢较少冷却效果废钢冷却效应的50%左右C和Si等元素放热降低了冷却效应四四. .过程温度控制过程温度控制 温度控制要求温度控制要求 P171满足快速造渣:LD冶炼时间短顺利脱硫和脱磷:符合反应规律维持温度平稳上升:防止喷溅保证选择性氧化:高温脱碳保铬(不锈钢)满足终点温度要求:防止后吹控制方式控制方式 根据经验和热平衡确定废钢加入量 :最基本方式 冶炼过程中加入冷却剂 :根据火焰和测温数据 控制吹炼枪位:降枪提温 分批均衡加料:保持熔池温度平稳上升 温度判断方法温度判断方法观测火焰颜色及亮度 观察钢水亮度拉碳测温:热电偶 副枪测定:大型转炉 氧枪水温差五五. .废钢熔化废钢
44、熔化 熔化机理熔化机理 P174铁水在废钢上凝固 :铁水温度 1450 废钢表面的凝固铁熔化 :炉温不断上升废钢升温和渗碳熔化 :铁水C高 渗碳降低熔点废钢逐渐熔化:炉温不断上升到废钢液相线温度熔化速度熔化速度限制环节:废钢熔化阶段是限制环节凝铁层形成和熔化较快:1分钟左右渗碳阶段熔化量小:渗碳慢影响因素熔池温度:高温有利于熔化搅拌条件:影响传热废钢厚度:制约传热和熔化时间废钢厚度是决定废钢熔化速度的主要因素废钢厚度是决定废钢熔化速度的主要因素废钢厚度太大,往往在终点时尚未完全熔化废钢厚度太大,往往在终点时尚未完全熔化 第七节 终点控制终点要求 不考虑精炼不考虑精炼理想目标:钢水化学成分和温度
45、同时满足出钢要求C、S、P和温度同时命中Si为痕迹,Mn不作要求终点C控制理想状态:实现高拉碳 必须低于成品碳含量控制要求:必要时降低C含量,以满足S、P、T出钢要求S、P控制理想状态:应在冶炼过程中提前合格控制要求:出钢前必须低于成品成品下限终点温度控制:必须高于最低出钢温度要求一一. .终点温度终点温度意义:意义:吹炼结束时熔池内钢水的温度又称 “出钢温度出钢温度”:终点成分及温度合格后即刻出钢控制目标控制目标:满足炉外精炼和浇注工艺要求 控制方式控制方式理想:通过控制过程温度来实现实际:必要时降低C来满足要求控制范围:控制范围: 取决于钢种和工序出钢温度 = 钢种液相线温度 + 过程温降
46、 + 中间包过热度液相线温度 取决于钢种成分 又称又称“熔点熔点”TL=1538 88 %C + 5%Mn + 8%Si + 25%S + 30%P C影响最大注意:%C等取值:0.20%C应取值0.20过程温降:从出钢到中间包钢水温度逐渐降低12345Tttttt 出钢温降t1:出钢过程中钢包吸热、合金料吸热、辐射散热 取决于钢包容量、包况、钢种及出钢口情况 通常:20100 硅钢出钢升温精炼前温降t2:运输和等待中钢包壁及液面散热 取决于钢包容量、覆盖剂、包盖应用、等待时间 通常:12/min精炼过程中温度变化t3 取决于精炼工艺:LF升温、VD及RH降温精炼后开浇前温降t4:钢包壁及液面
47、散热 取决于钢包容量、精炼、包盖应用、等待时间 钢包衬已充分吸热,温降速度小:约0.3/min钢包到中间包温降t5:中间包壁吸热、液面散热 取决于浇次、中间包烘烤、覆盖情况、中间包容量和材质 大钢包和中包:第一包 3050 连浇 2040 小钢包和中包:第一包 5080 连浇 3060中间包过热度:影响连铸过程和铸坯质量的主要因素意义:中间包钢水温度 - 钢种液相线温度必要性:保持中间包内钢处于液体取值:第一包 40 60 连浇 20 40出钢温度对转炉影响出钢温度对转炉影响温度过低:对转炉没有直接影响不利于连浇,甚至导致回炉温度过高加剧炉衬侵蚀,降低炉龄:MgO与C反应增加终点氧含量,恶化钢
48、质量:夹杂增多钢铁料和合金消耗增加:后吹及氧含量高降低氧枪和出钢口寿命控制目标控制目标:在满足浇钢要求的前提下,应尽量降低出钢温度 降低出钢温度的措施降低出钢温度的措施方式:减少从出钢到浇钢整个工序中的散热维护出钢口:钢流圆滑钢包烘烤:提高包衬温度 在线 离线减少出钢时间:减少散热时间合金料烘烤:减少合金吸热 唐钢二炼钢厂改善钢包保温层:尤其是整体浇注包减少钢包数量:加快钢包周转,提高包衬温度钢包清洁、无包底:减少包内残钢渣的熔化吸热钢包加盖:减少液面散热钢包和中间包液面保温:炭化稻壳 + 覆盖剂减少钢水的等待时间:协调冶炼和连铸节奏二二. .终点碳含量终点碳含量要求要求高拉碳:尽可能提高终点
49、碳含量 最高值:在不采用真空脱碳工艺时,终点碳必须小于钢种中限 化验误差 取样代表性合金料带入 均匀性:使钢样具有代表性终点前降枪终点前提高底吹量 (复吹转炉)控制方法控制方法拉碳法 定义:在吹炼终点时,不但熔池的P、S、T符合出钢要求,而且熔池中 的C加上铁合金带入的C能够达到钢种要求,不需要再向钢包内 加增碳剂增碳优点:降低熔池内O和N 提高合金收得率:脱氧消耗减少、余锰增加 降低钢铁料消耗:(FeO)降低 提高钢质量:夹杂物减少、成分稳定 提高炉龄:(FeO)降低,炉衬侵蚀减少缺点:与增碳法优点相对应增碳法 定义:在冶炼碳含量0.08%的钢种时,把终点碳吹炼到0.05%C 左右, 然后根
50、据钢种要求,再用增碳剂在钢包内增碳 优点:操作简单,控制稳定 终点命中率高 减小冶炼周期:供氧强度高、减少拉碳和补吹次数 化渣好,脱S、P率高 喷溅小:不要求提前化渣 废钢用量大:Fe氧化增加热量多缺点:与拉碳法优点相对应拉碳法:应该提倡增碳法:“迫不得已”补吹与后吹补吹与后吹补吹:在拉碳后,熔池成分或温度未达到出钢要求,需补充吹氧 进行调整调整。这种补充吹氧操作称为“补吹”后吹:在碳含量达到要求而其它指标不合格时,被迫被迫继续吹氧 操作,使终点碳含量大大降低大大降低,这种操作称为“后吹”两者关系:补吹:不一定使碳含量大大降低 中性词 后吹:被迫使终点碳含量低于0.05% 贬义词高拉补吹高拉补
51、吹 一次拉碳成功很困难一次拉碳成功很困难意义:在熔池碳含量高于出钢要求时,提前拉碳(高拉高拉),根据 熔池成分和温度,进行补吹补吹操作目的:准确控制终点 实现高拉碳应用:目前提倡和常用的操作工艺第八节 出钢一一. .要求要求钢流圆润:减少散热和吸气出钢温降小:出钢时间,红包出钢钢包内搅拌充分:有利于温度和成分均匀避免下渣:稳定成分 防止回磷 减少夹杂每炉只允许一次出钢:减少下渣 减少温降二二. .出钢时间出钢时间影响影响时间长:钢水温降大 冶炼周期长 搅拌力弱 吸气量大 时间短:搅拌不充分 下渣量大 影响合金加入 要求:要求:小于50T:13min 大于50T:37min控制:控制:合适出钢口
52、直径 维护出钢口 及时更换出钢口 (寿命100200炉)三三. .挡渣操作挡渣操作下渣:下渣:出钢时有两次下渣过程一次下渣:倒炉出钢时,炉渣首先经过出钢口 二次下渣:出钢后期钢水减少,钢流卷渣 下渣危害下渣危害钢水回磷 增加合金消耗 影响脱氧效果稳定 造成钢水成分波动精炼中钢水回硅 增加夹杂物降低出钢口寿命 增加包衬侵蚀挡渣方式挡渣方式挡渣帽结构:铁皮锥体挡渣原理:堵住出钢口,防止炉渣进入钢包加入方法:从外部插入出钢口加入时间:出钢前作用:挡一次下渣挡渣塞结构:轻质耐火制品挡渣原理:堵住出钢口,防止炉渣进入钢包加入方法:从外部插入出钢口加入时间:出钢前作用:挡一次下渣挡渣球 日本新日铁1970
53、年发明 结构:内部钢球 + 外部耐火材料 球直径略大于出钢口挡渣原理:处于钢渣之间,出钢即将结束时,堵住出钢口最佳密度:4200 4500 kg/m3加入方法:人工投掷 人工推送 机械推送加入时间:出钢过程1/22/3作用:挡二次下渣 (成功率(成功率50%)挡渣棒 结构:内部钢体 + 外部耐火材料挡渣原理:与挡渣球相同加入方法:挡渣机投送加入时间:出钢过程1/22/3作用:挡二次下渣 效果优于挡渣球效果优于挡渣球 (成功率(成功率85%)气动挡渣挡渣原理:向出钢口内吹N2气,阻止炉渣流出工作时间:出钢刚开始 出钢即将结束作用: 挡一次下渣 二次下渣应用:大型转炉 本钢、包钢优点:成功率95%
54、缺点:设备投资高 维护困难稠化炉渣 挡渣原理:出钢前加石灰使炉渣粘稠,出钢过程中不易下渣方法:炉内加石灰应用:炉渣严重后吹时作用:减少一次下渣和二次下渣第九节 脱氧合金化脱氧合金化:脱氧合金化:脱氧 + 合金化 俗称“配料”脱氧:脱氧:在钢中加入一种或几种与氧的亲合力比铁强的 元素,与氧反应形成氧化物,使金属中含氧量 降低到要求的限度合金化:合金化:加入钢水中的元素,未与氧反应的部分溶入 钢液,使钢中合金元素的含量达到成品钢规格的 要求,实现合金化 在转炉炼钢中,脱氧与合金化是同时进行的一一. .脱氧脱氧终点氧含量终点氧含量对生产的影响合金收得率: O高,降低合金收得率钢水成分稳定: O 高,
55、合金吸收率不稳定夹杂物含量: O 高,脱氧产物多炉衬寿命: O 高,炉衬侵蚀增加影响终点氧含量的因素终点碳含量:C高O低终点温度:T高O高 实践证明:影响不大实践证明:影响不大氧枪结构:增加氧枪孔数和供氧强度,降低O 唐钢二钢供氧操作:软吹导致O上升补吹操作:补吹使O增加1015%炉内均匀性:熔池中C和O分布极为不均 熔池熔池O主要决定于熔池主要决定于熔池C降低终点氧含量的措施提高终点碳含量:高拉碳采用多孔喷头:改善均匀性增加供氧强度终点前适当降低枪位:加强低碳时熔池搅拌减少拉碳次数终点前加铁块再沸腾:C脱氧 提高终点提高终点C是降低终点是降低终点O的主要措施的主要措施脱氧方式脱氧方式 P12
56、5P125和和P226P226沉淀脱氧意义:溶于钢液中的脱氧元素和氧反应,在钢液内部生成脱氧产物。 脱氧产物不溶解于钢液,以“沉淀沉淀”形式从钢液中析出优点:脱氧速度快缺点:夹杂物不能完全上浮影响脱氧效果的因素 元素的脱氧能力:脱氧能力强,脱氧效果好 脱氧元素的用量:用量大,脱氧效果好 脱氧产物的性质:容易上浮,脱氧效果好 钢液搅拌条件: 加强搅拌,脱氧充分使用范围:转炉钢包转炉钢包、电炉还原期、LF脱氧钢渣界面脱氧意义:在钢渣界面上,钢中脱氧元素钢中脱氧元素与渣中氧化物及钢液中的氧反应, 脱氧产物直接溶入渣中优点:脱氧能力强:渣中脱氧产物活度低 钢水夹杂物少:脱氧产物溶入渣中缺点:脱氧速度慢
57、影响脱氧效果的因素 钢液中元素脱氧能力 合金元素的浓度 渣中反应产物的活度 钢渣接触界面使用范围:电炉还原期、LF脱氧渣中脱氧意义:在炉渣炉渣内加入脱氧元素,与炉渣中不稳定氧化物反应,提高 炉渣的还原性 可以认为是一种沉淀脱氧和界面脱氧的组合脱氧方法 特点:强化了钢渣界面脱氧能力 脱氧产物容易进入炉渣 有利于提高炉渣脱硫能力 有利于提高合金收得率 影响脱氧效果的因素 钢液中元素脱氧能力 渣中反应产物的活度 钢渣接触界面使用范围:电炉还原期、LF脱氧真空脱氧意义:在真空条件下钢液面上气相压力降低,促进钢液中C、O反应 进一步进行,使钢中C、O降低 也可以成为“真空脱碳” 优点:夹杂物含量低 缺点
58、:成本高 需要真空设备使用范围:真空精炼(VD RH VOD VAD)转炉采用沉淀脱氧方式转炉采用沉淀脱氧方式元素脱氧能力元素脱氧能力 P126P126意义:一定温度下与一定浓度的脱氧元素相平衡平衡的钢水含氧量 平衡氧含量越低,元素脱氧能力越强平衡常数低,脱氧能力强: 但应注意元素“价位”问题只有价位相同的元素才能采用平衡常数进行比较2Al+3O=Al2O3 Ca+O=CaO工艺条件影响脱氧能力:温度、含量、压力有影响含量低时Mn比Cr差,含量高时Mn比Cr强真空提高C的脱氧能力低温下C脱氧不及Si,高温下C脱氧能力增加常见元素脱氧能力:CaMgReAlTiSiVMnCr 实际脱氧效果实际脱氧
59、效果意义:脱氧后钢水中实际氧含量实际氧含量的大小影响因素元素脱氧能力:Al与Mn元素加入量:合金含量增加氧含量降低(通常)脱氧剂种类:复合脱氧剂脱氧能力强炉渣状况:炉渣性质(活度和FeO含量)、渣量加入工艺:加入时间、顺序、方式(喂丝)钢水温度:脱氧是放热反应真空影响:真空使C的脱氧能力增加其它合金:相互作用系数 P127图3-47 Cr对Si脱氧能力的影响极限脱氧能力极限脱氧能力意义:元素所能达到的最大脱氧能力表观:2Al+3O=Al2O3 提高Al则O下降 实际:Al超到一定值后,O含量增加种类:脱氧能力越强,转变越快原因:元素与O相互作用强。降低了活度系数应用脱氧元素加入量:不应超过极限
60、值炉渣性质:炉渣降低脱氧产物的活度 LF造碱性渣,提高Al、Si的脱氧能力实际生产:除了高合金钢高合金钢以外,通常不会超出极限值 V:0.030.08% (0.30%) Al:0.0150.045% (0.25%) Si:0.152.0% ( 2.7% ) Mn:0.402.0% ( 7.5% ) 复合脱氧复合脱氧意义:采用两种以上元素同时脱氧效果:改善脱氧效果降低脱氧产物的活度:两种脱氧产物形成新的复合氧化物 2Si+O=SiO2 Mn+O=MnO 2Si + 2Mn +4O = 2(MnO)SiO2形成液体夹杂物:容易积聚、上浮增加溶解度:Si和Ba增加Ca溶解,减少挥发复合脱氧剂:MnS
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