合成渣在低成本生产洁净钢中的应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,合成渣在低成本生产洁净钢中的应用-马春生,怎样思想，就有怎样的生活,合成渣在低成本生产洁净钢中的应用-马春生合成渣在低成本生产洁净钢中的应用-马春生怎样思想，就有怎样的生活合成渣在低成本生产洁净钢中的应用马春生,成都会议合成渣的历史在电弧炉炼钢工艺问世以后,为了提高钢的质量和性能,冶金工作者就开发并应用了炉外合成渣精练工艺。在没有任何精炼装置的当年，利用合成渣炉外精炼工艺实现了对钢水进一步脱氧、脱硫、改变夹杂物形态、去除钢中夹杂等改善和提高钢性能的作用，为开发大量航空、航天、军工等领域的高科技钢做出了巨大的贡献。,LF,精炼炉的选择性应用,功能的发挥（成分、温度、活套、氧、硫）,深脱氧,深脱硫,钢水升温,调整成分,活套,普通长材,：吹氩、顶渣改质、,CAS-OB,、,LT,热轧带钢,：,S 0.006%,吹氩（或,CAS,）,RH,（或,VD,）工艺,；,S 0.003%,，,LF,RH,（或,VD,）工艺,；,中厚板,：,LF,VD,（或,RH,）,冷轧带钢,：,ELC,和,ULC,钢类,，,RH,；,LCAK,：,LF,炉不宜用于生产冷轧钢类,；,特殊钢棒线材,：,LF+RH,（,VD,）,合成精炼渣的种类,1.,预置脱磷合成渣,2.,钢包冲洗精炼渣,3.,顶渣改质剂,4.,缓释脱氧剂,合成精炼渣的制造分类,成本 熔点 反应性,1.,液态渣,2.,电弧炉预熔渣,3.,冲天炉预熔渣,4.,烧结合成渣,5.,压密机制合成渣,6.,机混合成渣,合成渣的理化性能要求,用途决定性能要求,氧化性 还原性,熔点,粘度,流动性,碱度,脱磷,铁水预处理脱磷,先脱硅、后脱磷,复吹转炉脱磷 脱磷条件（,FeO,、,T,、,R),前后,脱磷转炉脱磷 投资、能源、时间、工序,预置脱磷剂脱磷,转炉脱磷的困难,由于脱磷反应是放热反应，温度、炉渣中（,CaO,）和（,FeO,）含量对脱磷率有着直接的影响。在转（电）炉炼钢过程中，只有当渣中（,SiO,2,）和,(FeO),含量达到一定的程度是石灰才能融化，一般认为良好脱磷的条件是，温度为,1290,1320,左右；碱度（,CaO / SiO,2,）,2.0,；渣中,(FeO),含量,13%,。,在炼钢炉中，当熔池中炉渣碱度和渣中（,FeO,）含量都增加到满足脱磷要求的时候，熔池温度就可能超过最佳脱磷温度，冶炼前期的脱磷效率就低。如果炼钢炉前期脱磷不好，等到冶炼后期高温脱磷的话，必须是高温、高碱度、高氧化性脱磷。冶炼终点的三高状态，将会对炼钢成本和质量造成恶劣的影响，因此都追求冶炼前期脱磷。,脱磷剂,成分,CaO Fe,2,O,3,FeO SiO,2,Al,2,O,3,MgO P,2,O,5,含量,/% 35-45,33-43 11-20,5,5,3,0.5,1250,1280,按,CaO,：,Fe,2,O,3,（,FeO,）为,2:1,进行配制,加入量为,15,20kg/t,。,转炉,加入量：,14,22/18.5,铁水磷：,0.08,0.15/0.09,终点磷：,0.004,0.012/0.01,终点碳：,0.08,0.53/0.35,终点温度：,1590,1620/1613,电炉,加入量：,15,20/17.5,铁水磷：,0.08,0.15/0.09,终点磷：,0.004,0.010/0.009,终点碳：,0.08,0.50/0.33,终点温度：,1585,1620/1610,钢包合成精炼渣功能,功能设计：,1.,稀释型,改变钢包渣成分（,SiO,2,、,FeO,、,Al,2,O,3,),2.,辅助脱氧、脱硫型,-,（脱氧剂、脱硫剂）,3.,促进脱氧产物上浮型,-,（熔点、粘度、成分）,合成渣基本原料的选择,7Al,2,O,3,12CaO,的获取,电炉熔融,烧结,钙渣,加密机制,原料选择,低熔点,低氧化性,低,SiO,2,含量,发泡功能,改善流动性,还原功能,有害元素的控制（钢种要求）,合成精炼渣的脱氧,一种是在合成渣中加入一定量的具有脱氧能力的物质，使其与钢中的氧直接反应进行脱氧，如,CaC,2,、,Al,等。,另一种脱氧作用是通过加入合成渣后，破坏钢中原来,Mn,、,Si,、,Al,、,C,等脱氧反应的平衡，促进了,Mn,、,Si,、,Al,、,C,等脱氧反应的进一步进行。,随着出钢过程合成渣的加入，钢液温度下降，降低了渣中（,SiO,2,）、（,MnO,）、,(Al,2,O,3,),、,(CO),等的浓度，使反应平衡向右移动，脱氧反应继续进行。由此也可以断定，如果合成渣的碱度越大，其脱氧的效果就越好。,合成渣脱硫,渣的成分对硫的分配系数有很大的影响。炉渣中（,FeO,）值增加，,L,S,值降低。当,(CaO)/(FeO),的比值增加时，,L,S,值提高。渣中的,MgO,在含量不高时，能起到与,CaO,类似的脱硫作用，但是当,(MgO),达到,10%,时，随,(MgO),含量增加，,L,S,值下降。,在钢包中用合成渣精炼钢液时，也存在着类似的关系。渣中（,SiO,2,+Al,2,O,3,）的总量对,L,S,也有明显的影响。,有资料认为：,当（,SiO,2,+Al,2,O,3,）,=30%,34%,，,(FeO)0.5%,，,(MgO)12%,时，可达到较高的,L,S,值。表,3-33,说明在,CaO-Al,2,O,3,渣中，不同（,CaO%,）对应的,L,S,值。,电石的脱硫,钢包合成渣精炼的动力学条件,钢流冲击搅拌,发泡剂作用,炸裂熔化,强化搅拌,Al,2,O,3,的危害,铝脱氧钢的特点,脱氧剂与夹杂物的关系,(,终点,C,、带渣量）,结瘤,IF,轴承钢,管线,帘线,钢包合成精炼渣的去除夹杂物作用,出钢过程中加入的合成精炼渣在钢流的巨大动力冲击下，与钢水迅速混合并进行充分的热交换而熔化，特别是以“钙渣”（,7Al,2,O,3,12CaO,）为主体的合成渣熔点低，熔化更快。这些熔化了的合成渣是含有大量,Al,2,O,3,的铝酸钙，对固相的脱氧产物,Al,2,O,3,有较好的吸附能力，像母液一样将出钢时加入的石灰和产生的固相脱氧产物,Al,2,O,3,吸附进来转变为液相的铝酸钙凝聚在一起长大，迅速上浮。,解决铝脱氧钢絮水口,大量的生产实践表明，在生产铝脱氧镇静钢出钢时加入上述合成精炼渣，对于解决连铸水口结瘤问题效果十分显著，这反过来证明了：出钢时合成精炼渣渣洗工艺可以促进钢中一次脱氧产物,(Al,2,O,3,),的去除。,钢包精炼渣,改变钢包顶渣成分作用,出钢时加入合成渣可以对炼钢炉进入钢包的炉渣有稀释作用，降低顶渣中（,FeO,）、,(MnO),、,(P,2,O,5,),、,(CaS),和,(SiO,2,),的含量，增加了,(CaO),和,( Al,2,O,3,),的含量，从而降低了炉渣的氧化性，减少了钢水回磷的几率，有利于提高出钢时的脱硫效率，增加了顶渣的碱度，强化了顶渣吸附,Al,2,O,3,夹杂的能力，为,LF,炉精炼创造了良好的条件。,稀释法顶渣改质剂成分指标,成分,CaO,Al,2,O,3,MgO,CaF,2,SiO,2,P,、,S,水分,含量（,%,）,30,40,20,30,7,9,4,6,8,0.05,0.5,铝脱氧镇静钢钢包渣洗用合成精炼渣理化指标,成份,CaO Al,2,O,3,MgO SiO,2,CaF,2,烧减,金属,Al,含量,/%,40,60,15,20,5,8,6,4,6,6,8,0,10,帘线钢类合成精炼渣典型组成,组成,CaO SiO2 Al2O3 MgO CaF2,烧减,含量,/%,30,40,30,40,8,6,8,4,6,6,8,顶渣改质剂,稀释炼钢炉渣,改变顶渣成分,吸附夹杂物能力、碱度、氧化性。,与钢包精炼渣组合：替代,LF,炉，减轻,LF,炉负担,提高钢包的使用寿命,稀释法顶渣改质剂成分指标,成分,CaO,Al,2,O,3,MgO CaF,2,SiO,2,P,、,S,水分,含量（,%,）,30,40,20,30,7,9,4,6,6,0.05,0.5,脱氧、脱硫型顶渣改质剂成分,成份,CaO Al,2,O,3,MgO SiO,2,CaF,2,C,烧减,Al,含量（,%,）,20-60,15-20,5-8,6,4-6,0-10,8-10,15-50,利用铝灰进行顶渣改质的探讨,在炼钢过程中，可适量加入作为辅助脱氧和改变渣的成分使用。但是由于铝灰中的盐渣含有易燃物（,H3,）、刺激物（,h4,）、有害物（,H5,）、可浸出物（,H13,），由于其可浸出性，与水反应产生有毒、有害气体，严重污染环境，氧化铝又是高熔点（,2050,）物质，氮化铝反应后也会生产氮气，污染钢液，故在使用过程中应综合考虑，认真对待。,改前,改后,CaO 48/,（,43-51,）,43/(36-53),SiO,2,14/,（,11-16,）,9.7/(3.0-18),Al,2,O,3,1.1/(0.7-1.4),31.5/(18.7-38.8,),MgO 10/(9-12) 8.6/(5.7-13),FeO 19/(15-26),1.47/(0.49-2.75),MnO 2.0/(1.4-3.7) 1.05/(0.15-2.67),出钢脱硫率,及,降低脱氧铝用量,应用出钢冲洗合成精炼渣和顶渣改质工艺，在不配加电石脱氧时，渣洗脱硫率为,0%,58%,，平均为,17%,；,配加电石脱氧时渣洗脱硫率,15%,80%,，,平均为,37%,。,应用出钢冲洗合成精炼渣和顶渣改质工艺可减少出钢时沉淀脱氧用铝量,10%,左右；可减少精炼时扩散脱氧用铝量,30%,以上。,减少了水口结瘤现象,某,150,吨转炉大型炼钢厂在应用渣洗和顶渣改质工艺之前，经常生因塞棒被浸蚀严重和水口结瘤而发生的断浇事故。应用该工艺后，钙处理消耗钙线的量降低了,10,30%,，涮塞棒的事故减少了,80%,，水口结瘤的现象急剧减少，因水口结瘤而断浇返炉的事故基本杜绝。大量的生产实践表明，只要各工序认真操作，特别是认真执行钢包合成渣渣洗和顶渣改质工艺，就能从根本上解决水口结瘤问题。,提高钢材洁净度,某,40,吨电炉厂应用渣洗和顶渣改质工艺后，生产的高档轴承钢,A,、,B,、,C,、,D,、,D,S,夹杂物检查不合格率降低了,76%,。,某,100,吨转炉特殊钢厂应用上述工艺生产,100Cr6,、,SKF,等高档次轴承钢，钢材夹杂物检查的合格率也有很大提高。夹杂物检验中单点超标率减少了,50%,、,B,粗单点超标率减少了,42%,，,D,粗单点超标率减少了,30%,。,缓释脱氧剂的开发和应用,LF,炉精炼功能有脱氧、脱硫、精炼、去除夹杂等。为了满足脱氧的要求需要向炉渣投放脱氧材料；为了吸附夹杂需要熔渣有合适的粘度、流动性和组成；为了对钢液进行保温并与大气有效隔绝要求熔渣有连续发泡的功能。因此，在,LF,炉精炼过程中往往要不断地加入脱氧剂及精炼渣、发泡渣、脱硫渣、脱氧剂等多种材料。,LF,炉粉状脱氧剂,加入的脱氧剂多为粉状，如碳粉、硅铁粉、金属铝粉等。当这些脱氧剂直接加入,LF,炉内时脱氧剂的利用率低下，一是由于除尘系统巨大抽力作用，部分粉状脱氧剂将会被抽走；二是加入的粉状脱氧剂部分在电弧的高温区与进入,LF,炉系统的空气中的氧进行了氧化反应；三是加入的粉状脱氧剂落到渣面上时分别不均匀，成堆成块，反应集中、不彻底、不均衡，漂浮在渣表面的脱氧剂也易被进入,LF,炉系统的空气中的氧氧化。总之，粉状脱氧剂的利用率低。,缓释脱氧剂的理化性能指标,种类,金属,Al CaO Al2O3 SiO2 CaF2 MgO C,烧减,强缓（,%,）,20,30 23,27 12,1,6 3,5 6,8 0,5 6,10,弱缓（,%,）,5,10 18,25 20,25,6 3,5 6,8 0,15 6,10,缓释脱氧效果,LF,炉精炼造渣成本对比,中间包覆盖剂的优化,中间包覆盖剂的冶金功能有保温、隔绝空气（防止大气与钢水接触而增氧、增氮）、不污染钢水（回硫、回硅等）吸附钢水中上浮夹杂物。实际上，中间包覆盖剂已经担负起精炼功能，因此，人们也把中间包覆盖剂成为中包精炼渣。在使用过程中还要求中间包覆盖剂不污染环境、少侵蚀包衬、使用方便、价格合理。,覆盖剂碱度对表面裂纹的影响,不同覆盖剂对钢成分的影响,新型铝酸钙中包覆盖剂,组成,CaO SiO,2,Al,2,O,3,MgO CaF,2,FeO+MnO H,2,O,烧减,含量,/%,40,50,8,20,30,7,9,4,6,1,0.5,6,8,结束,谢 谢,56,、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。,库法耶夫,57,、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。,吕凯特,58,、问渠哪得清如许，为有源头活水来。,朱熹,59,、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。,笛卡儿,60,、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。,左,拉,