煉鋼的五大制度之四 溫度制度

2021-06-29 17:02:40 字數 2780 閱讀 1950

溫度制度主要是指過程溫度控制和終點溫度控制。吹煉任何鋼種,對其出鋼溫度都有一定的要求。如果出鋼溫度過低,可能造成不能順利澆注、水口套眼、鋼包粘鋼、甚至要回爐處理。

如果出鋼溫度過高,不僅會增加鋼中的夾雜和氣體含量,影響鋼的質量,而且還會增加鐵的燒損,降低合金元素吸收率,降低爐襯和鋼包內襯壽命,造成連鑄坯多種缺陷甚至澆注漏鋼。吹煉過程溫度過高過低,影響化渣速度,還可能造成噴濺。吹煉終點溫度過高或過低,都會影響以火焰判斷拉碳的準確性。

溫度高,拉碳易偏低,溫度低,拉碳易偏高。因此,控制好終點溫度是頂吹轉爐吹煉工藝的重要環節之一。控制好過程溫度是確保終點溫度合格的關鍵。

煉鋼工為了煉好一爐鋼必須對影響吹煉過程溫度的各種因素做到「心中有數」,才能正確地掌握溫度制度,從而順利地完成一爐鋼的吹煉任務。

溫度控制實際上就是確定冷卻劑加入的數量和時間。

1、影響終點溫度的因素

在實際生產條件下影響終點溫度的因素很多,必須經綜合考慮,再確定冷卻劑加入的數量。

(1)、鐵水成分

鐵水中si、p是強發熱元素,若其含量過高時,可以增加熱量,但也會給冶煉帶來諸多問題,因此有條件應進行鐵水預脫si、p。據30t轉爐測定,當增加ω[si]=0.1%時,可公升高爐溫15℃。

(2)、鐵水溫度

鐵水溫度的高低關係到帶入物理熱的多少,所以在其他條件不變的情況下,入爐鐵水溫度的高低影響終點溫度的高低。當鐵水溫度每公升高10℃,鋼水溫度可提高6℃。

(3)、鐵水裝入量

由於鐵水裝入量的增加或減少,均使其物理熱和化學熱有所變化,若其他條件一定的情況下,鐵水比越高,終點溫度也越高。30t轉爐鐵水量每增加1t,終點溫度可提高8℃。

(4)、爐齡

轉爐新爐襯溫度低、出鋼口又小,因此爐役前期終點溫度要比正常爐次高20~30℃,才能獲得相同的澆注溫度。所以冷卻劑用量要相應減少。爐役後期爐襯簿,爐口大,熱損失多,所以應適當減少冷卻劑用量外,還應盡量縮短輔助時間。

(5)、終點碳含量

碳是轉爐煉鋼重要發熱元素。根據經驗,終點碳在0.24%以下時,每增減碳0.01%,則出鋼溫度也要相應減增2~3℃,因此,吹煉低碳鋼時應考慮這方面的影響。

(6)、爐與爐的間隔時間

間隔時間越長,爐襯散熱越多。在一般情況下,爐與爐的間隔時間在4~10min。間隔時間在10min以內,可以不調整冷卻劑用量,超過10min時,要相應減少冷卻劑用量。

另外,由於補爐而空爐時,根據補爐料的用量及空爐時間,來考慮減少冷卻劑用量。根據30t轉爐測定,空爐1小時可降低終點溫度30℃。

(7)、槍位

如果採用低槍位操作,會使爐內化學反應速度加快,尤其是脫碳速度加快,供氧時間縮短,單位時間內放出的熱量增加,熱損失相應減少。

(8)、噴濺

噴濺會增加熱損失,因此對噴濺嚴重的爐次,要特別注意調整冷卻劑的用量。

(9)、石灰用量

石灰的冷卻效應與廢鋼相近,石灰用量大則渣量大,造成吹煉時間長,影響終點溫度。所以當石灰用量大時,應相應減少其他冷卻劑用量。據30t轉爐測算,每多加100kg石灰降低終點溫度5.

7℃。(10)、出鋼溫度

可根據上一爐鋼出鋼溫度的高低來調節本爐的冷卻劑用量。

2、各種冷卻劑的冷卻效應

?(1)、各種冷卻劑的比較

常用的冷卻劑有廢鋼、礦石、氧化鐵皮等。有時也採用石灰、白雲石、生鐵塊。它們可以單獨使用,也可以互相搭配使用。

採用廢鋼冷卻的特點有:雜質少,可減少成渣量,對操作過程影響小,操作比較穩定,而且噴濺少,冷卻效果穩定。便於控制熔池溫度,並可適當放寬對鐵水含矽量的限制,增加廢鋼比,可降低鋼的成本。

缺點是:廢鋼塊度不規則會增加加料時間,影響生產率,不便於在吹煉過程中調整熔池溫度。

採用鐵礦石冷卻的優點是:可在不停氧的情況下,分批加入爐內,有利於快速成渣和脫磷,並能降低耗氧量和鋼鐵料消耗。吹煉過程中調整溫度較方便。

其缺點是:鐵礦石成分波動大,冷卻效果不穩定,生成的渣量大,一次加入過多容易引起噴濺,在使用時,必須注意鐵礦石不要加得過晚,最好小批連續加入。

氧化鐵皮作冷卻劑,其效果比鐵礦石穩定,但長鋼轉爐一般不採用氧化鐵皮做冷卻劑。

為了準確地控制過程溫度,採用廢鋼做冷卻劑效果最好。但是為了促進早化渣、提高去磷效果,也可搭配使用一部分礦石或氧化鐵皮。但鐵礦石用量不易過多,否則會造成噴濺和大渣量操作。

目前,長鋼轉爐採用定廢鋼調整礦石的冷卻制度。

(2)、各種冷卻劑的冷卻效應

在一定條件下,加入1kg冷卻劑所消耗的熱量就是冷卻劑的冷卻效應,單位為千焦/公斤。根據計算可以看出,各種冷卻劑的冷卻效果是不相同的,由於各種冷卻劑成分有波動,因此他它們之間的比例關係也有一定的波動範圍。各種冷卻劑的冷卻效應的換算值見下表2-2:

常用冷卻劑效應換算值

各種冷卻劑的冷卻效應換算值表2-2

通過物料平衡和熱平衡計算來確定冷卻劑加入數量,比較準確,但很複雜,很難快速計算。若採用電子計算機就可以依吹煉引數的變化快速進行物料平衡和熱平衡計算,準確地控制溫度。目前多數廠家都是根據經驗資料簡單計算來確定冷卻劑調整數量。

知道了各種冷卻劑的冷卻效應和影響冷卻劑用量的主要因素以後,就可以根據上爐情況和對本爐影響的各個因素的變動情況綜合考慮,進行調整,確定本爐冷卻劑的加入數量。表2-3是某廠30噸氧氣頂吹轉爐煉鋼溫度控制的經驗引數。

確定冷卻用量的經驗資料

30t氧氣頂吹轉爐溫度控制的經驗資料表2-3

吹煉過程溫度控制溫度對吹煉過程影響較大,例如,為了脫磷,吹煉初期和吹煉中期溫度應控制的適當低些;為了脫硫,前中期的溫度應控制的適當高些;當熔渣成分進入2cao sio2區域時,爐溫應與熔渣成分相適應,如果爐溫低就會發生金屬噴濺,因此必須控制好過程溫度。總的原則是,首先根據終點溫度的要求,確定冷卻劑加入總量,然後在一定時間內分批加入。廢鋼在開吹前一次加入。

鐵礦石和氧化鐵皮又能起到助熔劑的作用,可以與造渣材料同時加入。

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