高堿度精煉渣的應(yīng)用

高堿度精煉渣的應(yīng)用 喻 林 （新鋼釩提釩煉鋼廠） 摘 要： 根據(jù)攀鋼鋼水脫硫的要求，研究開發(fā)了高堿度精煉渣，經(jīng)工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用表明：采用高堿度精煉渣后，鋼水的脫硫率由原來的 高至 還顯著提高了鋼水的純凈度，鑄坯中的 TO含量均在 10坯夾雜總量由 %降為 %，非金屬夾雜評級均小于 。為攀鋼低硫品種鋼的開發(fā)創(chuàng)造了條件。 關(guān)鍵詞： 鋼水；脫硫；高堿度精煉渣 0 引言 隨著高級別管坯鋼等高品質(zhì)鋼的開發(fā)，對鋼中硫的要求越來越高，如 雖然采用了鐵水脫硫技術(shù) ,下，但是考慮到轉(zhuǎn)爐冶煉過程回硫，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)硫小于 低硫鋼時，均充分利用 煉工序的脫硫能力，對鋼水進(jìn)行深脫硫，部分廠家還配合采用鋼包強(qiáng)攪或 硫技術(shù)。攀鋼雖建有鐵水預(yù)處理脫硫站，但因場地限制脫硫能力不能充分發(fā)揮，存在部分鐵水入爐硫偏高和未經(jīng)脫硫直接入爐的問題，為彌補(bǔ)鐵水脫硫能力不足，發(fā)揮 渣精煉脫硫功能，研究開發(fā)了高堿度精煉渣。工業(yè)試驗(yàn)表明，采用高堿度精煉渣不僅大幅度提 高了鋼水的脫硫率，而且提高了鋼水的潔凈度，降低了鑄坯中的TO含量，為低硫品種鋼的開發(fā)創(chuàng)造了條件。 1 高堿度精煉渣及精煉工藝 鋼水脫硫?qū)︿摪M成的要求 鋼水脫硫與鐵水不同，在鋼中含鋁的條件下，脫硫反應(yīng)式由式（ 1）表示 1： S (1/3( （ 1） 3 1487 （ 1）式可以看出，要獲得良好的脫硫效果，應(yīng)提高鋼包渣的 度和鋼水中 量，提高脫硫反應(yīng)溫度，同時降低渣中 度。鋁在脫硫過程中 的作用不僅在于生成穩(wěn)定的脫硫產(chǎn)物，更重要的是降低鋼水及鋼包渣的氧勢，提高反應(yīng)速率。日本 川崎正藏通過理論計(jì)算得到具有 200 以上硫分配比 最佳鋼包渣組成為 60 時大量文獻(xiàn)研究表明，降低鋼包渣氧化性（ 量），尤其在渣中（ 于 ，精煉過程的脫硫率可以大幅度提高。 高堿度精煉渣成分的確定 攀鋼原使用的鋼包渣堿度偏低，提高鋼包渣堿度是實(shí)現(xiàn)精煉脫硫的條件之一。從理論上講，單純加入含 0的活性石灰可提高鋼包渣中 量，但這一措施存在化渣速度較慢的缺點(diǎn)，為促進(jìn)化渣一般均要在渣中配入一定量的 助溶劑，并控制渣料粒度。為兼顧攀鋼方坯、板坯鋼種的生產(chǎn)，減少精煉渣種類，選擇 為精煉渣的助熔劑。為減輕 鋼包內(nèi)襯的侵蝕，將其加入量控制在10 15之間，同時應(yīng)將精煉渣的粒度控制在 5 右。 在確定 精煉渣 配料原則后， 根據(jù)轉(zhuǎn)爐下渣量和成分，脫氧合金化種類及 硫?qū)︿摪煞值囊笥?jì)算得到精煉渣加入量在 800 1 000 的條件下，精煉渣中的 大 于等于 70。研究確定的髙堿度精煉渣的主要化學(xué)成分見表 1。 表 1 高堿度精煉渣主要化學(xué)成分 % S 鋼 技 術(shù) 37 60 61 70 71 80 81 90 90脫硫率 / %頻率 /%0 51 60 61 70脫硫率 / %頻率 / %渣料加入方法及精煉工藝的確定 考慮精煉、連鑄的匹配，為加快 渣速度，縮短 渣時間，采用出鋼渣洗和 加少量渣料的兩次加入法，確定精煉渣的加入方法為： （ 1）出鋼 1/3 脫氧合金化后向鋼包內(nèi)加入800 1 000 堿度精煉渣。 （ 2）出鋼后向渣面加入 120 用脫氧劑。 （ 3） 加入 30 60 丸，補(bǔ)加 100400 渣。 此精煉工藝操作步驟簡單，且充分利用脫氧合金化后鋼液的低氧勢來提高混沖脫硫效果，同時避免了合金浮在渣面的現(xiàn)象。 2 高堿度精煉渣的應(yīng)用效果 鋼水脫硫率 根據(jù)高堿度精煉渣加入工序位置，將鋼水脫硫率定義如下： 鋼水脫硫率（轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)硫含量 站硫含量）轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)硫含量 100% 由于部分爐次小平臺因吹氬系統(tǒng)已壞，未能吹氬，因此，將小平臺吹氬和未吹氬爐次區(qū)分統(tǒng)計(jì)計(jì)算脫硫率。圖 1 為小平臺未吹氬和正常吹氬爐次的平均脫硫率，圖 2、 3 分別為小平臺正常吹氬爐次和未吹氬爐次脫硫率的頻率分布。 圖 1 試驗(yàn)爐次的脫硫率 2 正常吹氬爐次脫硫率的分布 圖 3 未吹氬爐次脫硫率的分布 由圖 1 可見，小平臺正常吹氬爐次的平均脫硫率達(dá)到 而未吹氬爐次僅為 兩者相差 圖 2 和圖 3 進(jìn)一步說明，在小平臺正常吹氬時有 60以上的爐次的脫硫率高于 70，且最低也高于 50，最高達(dá)到 91；而小平臺未吹氬時，最高脫硫率僅 70，最低為 33，多數(shù)爐次在 50% 60?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，加入高堿度精煉渣在小平臺吹氬后有較好的化渣效果，而未吹氬時，加入的精煉渣化渣效果差。由此表明，小平臺的吹氬對高堿度精煉渣的熔化、脫硫具有較大影響，在保證小平臺良好吹氬條件下，采用高堿度精煉渣可以獲得 50% 90的脫硫率。此外，鋼水脫硫率的提高與鋼包渣成分的變化密切相關(guān)。表 2 為正常出鋼后小平臺鋼渣成分。表 3 為加入高堿度精煉渣和對鋼包渣改質(zhì)后精煉結(jié)束時的鋼包渣成分。 表 2 小平臺鋼渣成分 % 鋼號 45# 0# 65 1 7901020304050607080平均脫硫率 / %未吹氬 吹氬 n 13 n 79 38 2009 年第 32 卷第 2 期 表 3 各種鋼 典型鋼包渣主要成分 % 鋼號 45# 0# 65 1 表 2， 3 可見，加入高堿度精煉渣后鋼包渣中（ 量大幅度提高，（ 顯降低，同時渣中（ 量經(jīng)還原處理后基本控制在 內(nèi)，使鋼包渣具有較高的硫容量，如表 4所示，與脫硫相關(guān)的鋼包渣堿度、 硫指數(shù)和硫分配比 指標(biāo)均處于較佳范圍內(nèi)。 鋼水潔凈度 在 處理過程中再次根據(jù)鋼水硫的含量加入高堿度頂渣和鋁丸，使其 理結(jié)束后鋼包渣的堿度控制在 上，（ 量控制在 下，有利于鋼水脫硫和夾雜物的去除。 鋼水中 非 金屬夾雜物以及鑄坯總氧含量 檢驗(yàn)結(jié)果見表 5。 從表 5 可以看出， 非金屬夾雜物控制非常好，評級均在 以下，鑄坯總氧含量也較好，10 表 4 加入高堿度精煉渣后鋼包渣脫硫技術(shù)指標(biāo) 數(shù) 491 :分子為波動范圍 ,分母為平均值。 表 5 鋼水純凈度檢驗(yàn)結(jié)果 爐號 非金屬夾雜物 /級 鑄坯 TO 106 A 類 B 類 C 類 D 類 06604189 06604190 求 表 6為采用高堿度精煉渣精煉工藝對鑄坯夾雜總量的影響。由表 6 可見，加入高堿度精煉渣精煉后，鑄坯夾雜總量平均值由 %降為 %，鋼水質(zhì)量得到較大提高。 表 6 鑄坯夾雜總量 項(xiàng)目 鋼種 爐號 夾雜總量 /% 未加高堿度精煉渣 04577 304572 304574 304568 加高堿度精煉渣 06115 106235 206145 206143 106268 試驗(yàn)及生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明，采用新精煉工藝，經(jīng)過高堿度精煉渣精煉后，鋼水質(zhì)量得到較大提高，鋼中 S、 TO以及鑄坯夾雜總量顯著下降，鋼水純凈度得到 提高。分析認(rèn)為主要原因有以下三點(diǎn)： （ 1）高堿度精煉渣的加入方式采用出鋼過程混沖，高堿度精煉渣在鋼流的沖擊下，被分裂成細(xì)小的渣粒，并彌散分布在鋼液中，增加了與鋼中夾雜（主要為氧化物夾雜）接觸的機(jī)會，為夾雜長大上浮創(chuàng)造了條件。同時增大了渣金接觸面積，有利于脫硫 1。 （ 2）由于高堿度精煉渣的堿度高，避免脫氧合金化后鋼包渣堿度降低，這不僅有利于吸收 低鋼水的 TO含量，還有利于脫硫。 （ 3）由于對鋼包渣的還原處理，鋼包渣的氧化性降低，根據(jù)氧在鋼液與鋼包渣間的質(zhì)量平衡關(guān)系，當(dāng)鋼包渣氧化性 降低后，鋼液中的 O經(jīng)過鋼 而不斷降低，隨鋼液 O的降低，脫硫反應(yīng)加速進(jìn)行。 攀 鋼 技 術(shù) 39 3 結(jié)論 （ 1）根據(jù)鋼水脫硫?qū)︿摪阅芎徒M成的要求，并結(jié)合攀鋼實(shí)際，研究開發(fā)了高堿度精煉渣，建立了出鋼大渣量渣洗、鋼包渣改質(zhì)和 進(jìn)一步調(diào)整鋼包渣成分的鋼水精煉工藝。 （ 2）工業(yè)試驗(yàn)表明，采用該工藝后，方坯和 板坯生產(chǎn)流程中轉(zhuǎn)爐至 精煉結(jié)束鋼水脫硫率均得到了大幅度的提高，高至 （ 3）該工藝的應(yīng)用顯著提高了鋼水純凈度，鑄坯夾雜總量由 %降為 %，鑄坯 TO均小于 10金屬夾雜評級均小于 。 參考文獻(xiàn) 1 高澤平 北京：冶金工業(yè)出版社， 2005. 編輯 楊冬梅 收稿日期 ： 2008 華菱漣鋼成功開發(fā)抗震鋼筋 2007鋼筋混凝土用鋼 第 2 部分 熱軋帶肋鋼筋新的國家標(biāo)準(zhǔn)也已于 2008 年 3 月開始實(shí)施，新標(biāo)準(zhǔn)增設(shè)了有較高性能要求的 抗震鋼筋牌號。汶川大地震后國內(nèi) 市場對抗震鋼筋的需求迅速增加。漣鋼 于2008 年 10 組織開發(fā) 了 震鋼筋 ,生產(chǎn) 5 種規(guī)格，共 10 個批次。 經(jīng) 國家螺紋鋼筋生產(chǎn)許可證辦公室組織專家 對 產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn) 和 現(xiàn)場抽檢，抗震鋼筋一次性通過了國家生產(chǎn)許可證的審核檢驗(yàn)，獲得國家抗震鋼筋生產(chǎn)許可證。 1 抗震鋼筋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 地震斷裂過程與高應(yīng)變低周疲勞行為非常相似 ,因而，抗震建筑用鋼材的基本技術(shù)條件主要包括以下幾個方面： 較高的高應(yīng)變低周疲勞抗力； 無應(yīng)變時效脆化； 無低溫脆性； 良好的可焊性； 適當(dāng)強(qiáng)度塑性配比。 與一般熱軋帶肋鋼筋相比 ，抗震鋼筋能夠滿足較高的抗震結(jié)構(gòu)要求。新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，抗震鋼筋除滿足一般熱軋帶肋鋼筋的各項(xiàng)要求外，同時還應(yīng)滿足以下 三 個方面要求： 鋼筋實(shí)測抗拉強(qiáng)度與實(shí)測屈服強(qiáng)度之比 0 鋼筋實(shí)測屈服強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度特征值之比 0 鋼筋在最大力下的總伸長率 % 。 2 漣鋼抗震鋼筋檢驗(yàn)結(jié)果 漣鋼 抗震鋼筋的化學(xué)成分全部控制在內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi) ，見表 1。 部分抗震鋼筋的力學(xué)性 見 表 2。 表 1 抗震鋼筋產(chǎn)品質(zhì)量抽檢結(jié)果 牌號 爐號 規(guī)格 /分與性能 尺寸外形 表面 質(zhì)量