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        馬鋼利用煙氣分析冶煉中高碳鋼的生產實踐
        瀏覽: 發布日期:2011-06-23

        目前已知有用煙氣分析儀有用在馬鋼、武鋼及寶鋼。

        1 利用模型熱平衡計算,確定合適的裝入制度
          根據馬鋼轉爐冶煉中高碳鋼種都走轉爐—吹氬—LF(+VD)—連鑄的工藝路線的特點,要求終點碳控制在目標±0.025%以內,吹氬前溫度高于1 570℃  ,首先利用模型熱平衡計算,確定合適的裝入制度,滿足出鋼碳和溫度的要求。
          根據靜態控制模型(一次、二次加料計算),確定終渣堿度為3.2~3.5,ω(FeO)為12%~15%,終點溫度1 620~1 640℃  ,終點ω[C])為0.10%~016%,ω(P)≤0.012%。馬鋼鐵水的成分(質量分數,%)為:C 4.00~  4.40、Si 0.20~  0.70、Mn0.20~0.40、P 0.090~0.120、S 0.20~0.40,鐵水溫度為1 280 1 350℃。將鐵水成分和溫度,廢鋼、生鐵、以及所用造渣料石灰、輕燒白云石、鎂球、礦石等成分輸入靜態控制模型,計算出確保達到終點要求所需要鐵水、廢鋼(包括生鐵)配比及散狀料加入量,經過一定爐數實踐,確定正常情況下中高碳鋼的裝入制度,鐵水100 t,廢鋼15 t,生鐵8 t,總裝入量115 t。
        2 應用煙氣分析動態控制,優化轉爐脫磷保碳冶煉操作
          利用爐氣分析可以預報熔池碳含量和溫度,進行終點控制,還可以進行吹煉過程造渣控制,通過爐氣分析法可以計算出爐內殘氧量(吹入氧量、爐氣耗量、硅氧化耗氧),爐內殘氧與爐渣狀況有十分密切的對應關系,通過控制爐內殘氧,可以控制爐內成渣過程,優化造渣過程,以達到脫磷的最佳效果。
        2.1 轉爐底吹供氣強度
          保持轉爐底吹攪拌與長壽爐齡同步技術,以使熔池的鋼水成分和溫度攪拌均勻,并使煙氣中一氧化碳、二氧化碳和氧濃度能真實反映轉爐熔池氧化反應過程,保持煙氣分析全爐有效、準確。同時考慮冶煉中高碳鋼要求留碳低磷出鋼的目標。
        2.2 應用煙氣分析動態控制,優化供氧造渣制度
          根據吹煉過程中所測得的轉爐煙氣成分及煙氣量可以計算出每一時刻爐渣中所蓄積的氧氣量,用以控制渣中氧化鐵合理含量。根據馬鋼鐵水條件,特別是ω(P)的波動范圍0.090%~0.120%和終點ω(P)≤0.012%以下的目標,造渣制度實行鐵質成渣路線即保證吹煉過程和吹煉終點渣中有較高的氧化鐵。
          根據冶金學原理可知,脫磷需要爐渣有較高的氧化鐵和堿度,以及較低熔池溫度。此外,由于脫磷反應屬于界面反應,還必須滿足一定的動力學條件,以加快成渣速度和加大渣和金屬的接觸面積。一是根據熱平衡計算冶煉中高碳鋼時,前期配加礦石0.8~1.5 t幫助化渣。二是留渣操作,根據上一爐濺渣后的渣量多少,實行全部或部分留渣操作,起到早化渣,化好渣。三是根據碳一氧反應特點,吹煉前期為了加速化渣和脫磷,碴中保持較高氧化鐵含量,采用高槍位(1.8±0.1)m,中等供氧強度22000~23 000 m3/h,底吹強度采用大氣量0.06 m3/(t·min);吹煉中期脫碳反應激烈,采用低槍位(1.5±0.1)m,大供氧強度24000~25 000 m3/h,底吹強度采用中供氣量0.04 m3/(t·min);吹煉后期,碳氧反應減弱,為保證渣中有一定氧化鐵,進一步均勻熔池成分和溫度,采用中槍位(1.7±0.1)m,低供氧強度21 000~22000 m3/h,底吹強度采用大供氣量0.06 m3/(t·min),吹煉終點前1 min,采用壓槍操作(槍位1.3 m)。經過實踐,轉爐脫磷率達到90%以上,保證終點ω(P)≤0.012%。
        3 吹煉終點的控制
          為了提高煙氣曲線與轉爐內成分對應的準確性,采取了以下的措施。
          (1)加強原輔材料的基礎管理
          強調所有入轉爐的原輔材料成分、溫度、質量的準確性,加料前及時傳輸到爐前計算機進行模型計算,造渣料每周抽查2次成分及時更新。為此,在化驗室增加1臺光譜儀,脫硫站增加1臺碳硫儀,倒罐站上增加1套自動測溫取樣器,且要嚴格培訓教育崗位操作人員。
          (2)選用優質的造渣材料
          提高造渣料質量標準,為確保脫磷效果,石灰質量要達到2級以上,ω(CaO)≥  90%,ω(MgO)≤2%,ω(SiO2)≤2%,ω(S)≤  0.05%,燒堿質量分數≤5%,活性度達到360 mL,粒度40~80 mm 占85%、≤  40 mm 不超過15%、≤  10 mm 不超過10%。對石灰中含有燒堿成分CaCO3高溫分解過程在方程中加入吸熱效應的理論計算的完善措施等,使終點溫度達到目標值的準確率大大提高。
          (3)規范轉爐冶煉操作
          煙氣分析動態控制煉鋼技術是實現自動化煉鋼的最佳途徑,要減少人為經驗干預,規范操作標準,要求全程降罩操作,終點前5 min不得加料,并且加料、氧槍操作由模型自動控制,以確保煙氣曲線與爐內成分對應的準確性。
        4 脫硫和出鋼擋渣要求
          轉爐脫硫率一般在30%左右,主要在冶煉后期高溫高堿度脫硫。馬鋼鐵水中ω(S)為0.02%~0.04%,出鋼脫氧合金化后控制在0.025%以下。
          中高碳鋼脫硫主要利用LF爐造還原性氣氛白渣以滿足成品要求;出鋼雙擋渣,吹煉前用擋渣帽堵出鋼口,防止搖爐出鋼時下渣;出鋼快結束時,用擋渣塞擋渣,控制每噸鋼下渣量小于3 kg。 

         

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