логотип

Процесс производства стали в печи-ковше

процесс выплавки стали в печи-ковше

1) Процесс производства стали в печи-ковше LF

Процесс выплавки стали в печи-ковше LF заключается в том, чтобы поместить расплавленную сталь на заключительную стадию окисления в конвертер или электрическую печь, разлить ее в печь LF, удалить 50-90% окисленного шлака и добавить восстановительный шлак и раскислитель для восстановительного рафинирования.

Если время перемешивания, количество шлака и мощность перемешивания при нагревании соответствующим образом увеличены, а удаление шлака составляет 100% во время выпуска, содержание серы в стали может быть дополнительно снижено, так что [%S] <30 ppm и [%O] <20 ppm. , так что расплавленная сталь может быть восстановлена. стать чистой сталью.

2) Очистка и деоксигенация LF

Растворимость кислорода в жидкостях и твердых телах очень ограничена, а растворимость кислорода в твердой стали намного ниже, чем в жидкостях.

В процессе рафинирования выплавки стали в печи-ковше LF расплавленная сталь из первичной плавильной печи часто обладает сильными окислительными свойствами, что делает печь LF для выполнения задач по рафинированию, таких как глубокое раскисление и десульфурация, которые являются лимитирующим фактором. Опасность кислорода в основном проявляется в:

(1) Печь LF должна выплавлять сталь со сверхнизким содержанием серы, а содержание кислорода в расплавленной стали или кислородный потенциал шлака будет влиять на сбалансированное распределение серы в стальном шлаке, а из-за присутствия кислорода, напряжение между стальным шлаком уменьшится, что повлияет на остаточный характер и количество серосодержащих неметаллических включений в стали, поэтому хорошее обессеривание должно прежде всего иметь хорошее раскисление.

(2) Растворимость кислорода в стали значительно уменьшается с понижением температуры и выделяется в виде FeO. Во время охлаждения и кристаллизации расплавленной стали [C] и [O] в расплавленной стали разделяются и объединяются из-за селективной кристаллизации. , что приводит к повторному окислению углерода.

Образующийся газ CO разрушает плотность или сплошность стали и является основной причиной дефектов, таких как поры, рыхлость и вздутие заготовки.

(3) Во время охлаждения и затвердевания расплавленной стали осажденный кислород реагирует с Si, Mn, Al и другими элементами в стали с образованием неметаллических включений, которые являются одной из основных причин волосяных дефектов в высококачественной стали. сталь.

Кроме того, за счет повышенного содержания неметаллических включений также снижаются различные эксплуатационные показатели стали, такие как предел пропорциональности, энергия удара и относительное удлинение, магнитная проницаемость.

4. Кислород в стали усугубляет вредное действие серы, так как FeO и FeS могут образовывать легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 1213К, которая ухудшает пластичность стали или повреждает тело при горячей обработке.

В процессе производства стали в печи-ковше печь LF обычно выбирает раскисление осаждением и раскисление диффузией, например, вакуумные устройства и вакуумное раскисление.

(1) Раскисление осаждением

Осадительное раскисление представляет собой метод прямого добавления сыпучего раскислителя в расплавленную сталь после очистки окисленного шлака с целью получения стабильных соединений и их отделения от расплавленной стали и введения в шлак. Раскисляющие элементы, растворенные в расплавленной стали, реагируют с растворенным в расплаве кислородом.

Раскисленные продукты в расплавленной стали всплывают и удаляются из-за их низкой плотности. Общая формула реакции раскисления элементов в расплавленной стали: x[M]+y[O]=MxOy.

Композиционные раскислители на основе А1 и сплавов, содержащих А1 и щелочноземельные элементы, широко используются в промышленном производстве.

Это связано с тем, что продукт раскисления Al2O3 в A1 легко образует составной продукт раскисления (такой как mCaO•n Al2O3) с низкой температурой плавления и легким ростом с другими продуктами раскисления, что выгодно для флотации и выгрузки расплавленной стали, тем самым уменьшение количества таких примесей в стали.

(2) Диффузионное раскисление

Диффузионное раскисление заключается в добавлении раскислителя (обычно порошкового раскислителя) к поверхности шлака, а реакция раскисления проводится на границе раздела стали и шлака. Когда к шлаку добавляют порошкообразный раскислитель, содержание (FeO) в шлаке должно уменьшаться, и баланс распределения кислорода в стальном шлаке нарушается.

Для достижения баланса кислород в расплавленной стали диффундирует или переходит в шлак. Снижая содержание кислорода в шлаке, можно последовательно удалять кислород из расплавленной стали.

3) десульфурация нефтепереработки

Обычно сера является вредным элементом в стали, который во многом влияет на качество стали. Поэтому десульфурация является одной из важных металлургических задач в сталеплавильном производстве. Для реакции десульфурации рафинирование в печи LF имеет хорошие термодинамические и кинетические условия. Рафинирование в печи LF имеет большое значение для производства стали с низким содержанием серы.

В отличие от десульфурации щелочного окислительного шлака, уравнение реакции десульфурации щелочного восстановительного шлака LF выглядит следующим образом:

[FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) (1)
[MnS] + (CaO) = (CaS) + (MnO) ( 2)

Поскольку большая часть [S] в стали находится в форме [FeS], реакция десульфурации в основном основана на формуле (1). Из приведенной выше формулы видно, что реакция десульфурации связана с основностью шлака, (FeO) и (MnO) в шлаке и количеством шлака. В то же время реакция десульфурации является реакцией шлака стали, поэтому текучесть шлака оказывает большое влияние на реакцию десульфурации.

В реальном процессе производства стали для рафинирования печи-ковша в пределах определенного диапазона щелочности. Коэффициент распределения серы увеличивается с увеличением основности шлака, но при достижении определенного уровня снижается с увеличением основности. Кинетические условия ухудшились, что, в свою очередь, повлияло на реакцию десульфурации.

Из формулы (1) видно, что увеличение содержания (FeO) в шлаке не способствует протеканию реакции сероочистки, рафинирование LF является восстановительной атмосферой, а восстановленный шлак с высокой основностью способствует протеканию реакции сероочистки. ход реакции десульфурации. Количество и текучесть рафинировочного шлака оказывают большое влияние на качество конечной стали.

Теоретически рафинировочный шлак с хорошей текучестью способствует реакции шлак-сталь, что способствует реакции десульфурации, в то время как большое количество шлака способствует снижению содержания серы в стали.

Однако увеличение количества шлака увеличивает толщину шлакового слоя, что не способствует десульфурации и всплыванию включений, и в то же время увеличивает расход металломатериалов и, соответственно, удорожает производство.

4) Удаление включений

Продувка дна ковша аргоном является последним важным процессом перед непрерывной разливкой жидкой стали, и она очень важна для качества жидкой стали и сляба.

Плавать на поверхности. Во время движения расплавленной стали включения будут сталкиваться и конденсироваться в крупные частицы, которые всплывут за счет собственной плавучести (некоторые включения будут прилипать к поверхности пузырьков и всплывать за счет плавучести пузырьков.

Таким образом, система продувки дна ковша подходит для удаления включений из расплавленной стали и играет жизненно важную роль. Размер пузырьков и поток расплавленной стали будут влиять на всплывание включений.

Процесс удаления включений из пузырьков можно разделить на следующие процессы:

1) пузырьки приближаются к включениям и сталкиваются;

2) между пузырьками и включениями образуется пленка жидкости;

3) включения колеблются на поверхности пузырька или скользят по поверхности пузырька;

(4) пленка жидкости выбрасывается и разрывается с образованием динамического трехфазного контактного ядра (ТПК);

(5) стабилизация пузырьков/зародышей включения;

(6) Полимер пузырьков/включений всплывает.

Среди них важную роль в столкновении и адсорбции включений играют пузырьки, т. е. стадии (2)-(5).

Следовательно, в печь-ковш В процессе производства рафинированной стали разумная система нижней продувки должна быть разработана в соответствии с различными условиями плавки на заводе. Очень важно улучшить качество жидкой стали.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *