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1、采用炉外精炼提高钢的质量和生产率采用炉外精炼提高钢的质量和生产率万 984 年第 8 期.83.,.,-.,.-采用炉外精炼提高钢的质量和生产率A。H。rna3oB 等在 HoJI.里雅基雪夫和 A.T.沙里莫夫的著作1中以及在讨论过程中所发表的有关的一系列著作中,都提到过钢的炉外精炼各种不同工艺流程的现状和发展这个现实问题,同时表明了炉外精炼对于改善钢的质量与提高炼钢生产率的作用。1 一 7著作的作者在分析炼钢生产发展趋向时指出,要在现有的生产能力很大的、大负荷的炼钢设备中进行精炼是困难的,这样势必要延长冶炼时间,增加合金料的消耗。钢的质量及生产技术经济指标也要随之恶化,而在某些情况下技术上
2、也是不可能办到的。钢的炉外处理能够满足对金属产品质量不断提高的要求,钢中各种夹杂物能降低到最低程度,使轧件,管坯,及金属制品的质量达到高水平。目前是采用真空、惰性气体或者活性气体、液态合成渣、粉料和高效反应的变性处理等方法来处理钢水。根据对钢的技术要求,在炉外处理过程中,力求做到以下几个方面:使合金元素和变性元素波动在规定的窄小的化学成份范围内;在钢包中得到温度和化学成份都均匀的钢液;钢中氢,氧,氮的含量降到尽可能低的程度;熔液通过进一步的脱碳和脱硫,精确脱氧,使非金属夹杂物的形状,大小和分布较理想,其含量达到要求;在浇铸时避免金属受大气影响而二次氧化。在1,4 一 3著作中,注意到铁水的炉外
3、脱硫是解决降低各种牌号成品钢含硫量的方法。首先包括软钢,特别是佛腾钢。在含碳量低以及不用硅脱氧的情况下,由于硫的低活性和金属的高氧化性能,对于软钢和沸腾钢,无论用那一种众所周知的炉外脱硫的方法,均达不到效果。为使铁水从原始含硫量0。046%脱硫到最终含硫 0.015%和。 。005%时,相应需要颗粒镁。 。85 公斤/吨和1.45 公斤/吨,这使生铁的成本相应地提高1.29 卢布/吨和 1.89 卢布/吨。亚速钢铁厂经验表明,当经处理的铁水和渣子一起倒入混铁炉时,由于钢包内有渣子存在,铁水中的含硫量将提高 0.005 一0.010%或更多些,而后在钢包中要进行脱硫。因此从铁水罐车和铁水包中出渣
4、,能够保证渣子从铁水中完全除净。为了提高铁水炉外脱硫的效果,合理地利用脱硫的高炉渣、电石以及其他熔剂,要比颗粒镁更为便宜。在熔炼含疏量低于 0.005%钢种时,除了铁水预先进行脱疏外,还必须进行钢的炉外处理。用现有的在钢包中用液态合成渣(由。k6132()型熔渣电炉化渣)的处理方法,再加上用浸入式喷枪向钢水中喷粉的手段,可使转炉钢和平炉钢的脱疏得到良好的效果。钢包中用块渣混合物以及通氢喷粉处理钢水,每炉之间的结果是不稳定的。在这种情况下必须磨碎造渣材料以采用铝粉,这样势必要恶化工作环境。利用自溶渣的建议尚卿哪黔鄂州价扮1954 年第 8 期缺乏辅加试验川。为了精炼各种不同用途的网,在黑色冶金企
5、业中广泛推广使用合成渣。目的是为了降低精炼过程中的能耗和成本并减少采用高铝质的半成品。苏联中央黑色冶金研究所研究了一组合成渣,化学成份接近于所谓“电炉无铁的白渣”其含量是 50 一 55%CaO 和 12一 16%510:。在配置熔渣炉的一 E 段,为了保存成渣材料,按新列宾冶金厂第一转炉车间的熔渣炉工段的布置必须改造高架抖仓和振动皮带传送机。新列宾冶金厂经捡表明,在熔炼硫、氧和非金属夹杂物纯净、成份均匀的钢种时,规定在出钢时必须截住氧化渣,用熔渣炉中得到的液态合成渣来处理钢液,含钙粉料用通氢喷枪向钢包内喷吹。一些已发表了的著作中8 一 11,引证了用液态合成渣精炼不同钢种所得到的结果。 亚速
6、钢铁厂在 350 吨钢包里在钢液面用液态转炉脱氧渣处埋纲液没有得到满意的结剥“1。显然这是由于增加了铝的耗量以及例的回磷。奥斯克一哈里洛夫冶金联合企业利用合成渣精炼平炉低合金扁锭结构钢,保证了脱氧剂和合金料烧损稳定性,提高了钢的冲击韧性,以及保证了结构和零件在极北地区的使用可靠性。这项工艺已被其他的一些冶金企业所采用。必须指出,奥尔斯克一哈里洛夫冶金联合企业利用生产铁合金的高铝废渣熔炼合成渣而不用补加配料。一七依谢捷和车里雅宾斯克冶金工厂关于利用电炉无铁“白渣”分二个阶段精炼钢的经验值得引起重视。在采用吹氢情况下,用还原渣在钢包里进行处理的效率得到了提高 I“l,这已成为连续铸钢车间炼钢工艺所
7、必不可少的组成部分。乌拉尔黑色冶金研究所和别洛列茨冶金联合企业川的工作,在供气强度和引导装置不同的情况下对气泡上浮的速度和钢液内对流的评价方面,以及在去除夹杂物而净化钢质特点的研究方而引起了兴趣。得到了在用 1 一 2 毫米直径的导管喷吹时气泡上浮速度是 0.22 米/秒,而在钢包底通过多孔塞喷吹时,则是 0.14 米/秒的结果。著作”的作者认为,平炉车间生产采用惰性气体吹炼配合无铁渣进行精炼是最行之有效的炉外加工工艺。在叶那基也夫冶金工厂采用钢包中吹纯度为 98%的氮气,同时配用合成渣来精炼35re,25r:C,14r:钢种的条件下,得到了类似的结论l“1。按照新列宾冶金工厂的经验,为了把氢
8、作为输送粉科的载体进行钢液精炼,可以对通过喷枪向钢包吹氢的装置进行改装,钢的喷粉工艺在一些著作都有述及13 一 15 。13作者指出,钢包内熔液使用粉状料及碱土金属进行精炼,能够提高结构钢、轴承钢的机械性能以及氧,硫含量的纯度。降低轴承钢中的成分偏析,能够促使改善铸锭的低倍组织。著作15表明,向炉内或钢包喷粉,可以在改善电弧沪熔炼合金结构钢质量的同时,提高经济效益。为了进一步发展喷粉精炼钢液的方法,当平炉、电炉和转炉出钢时,必须采用截开氧化渣的安全方法,提高洞包和浸入式喷枪口的耐火材料寿命,按规定的配比,采用相应手段集中生产多品种的粉料,增加钢包的容量及装置钢包盖等。大家知道,为了提高钢的质量
9、,采用真空精炼具有很大的意义。可惜,有关真空精炼在讨论过程中并没有引起足够的重视。采用炉外真空处理的设备(提升式的,循环式的,钢包加热式的)能够解决用碳和其他元素控制脱氧,精确合金化(碳土 O。01%,锰,硅,铬土 0.03%),浇铸温度控制在士 SOC 范围内,除氢能力达到低于 2 立方公分/100 克的水平,普通钢液的加深脱碳(含碳(量低于 0.005%)和微合金化(低于 0.02%),、”名 4 年第 3 期节约了合金化用铁合金和脱氧剂以及二次脱硫(从炉子到钢包)等一系列 l9 题。同时熔炼设备的生产率提高了 20 一 30%。提升式和循环真空脱气设备的特点是提高生产率,供熔炼大容量(达
10、 400 吨)钢液之用。在大型转炉车间熔炼碳钢,低合金钢和合金结构钢等钢种时应该采用。带有钢包加热的真空设备适合于安装在超高功率电炉炼钢车间里,用来冶炼高质量的轴承钢,结构钢和耐蚀钢。用氮一氧精炼耐蚀钢的先进方法得到广泛推广。这种方法能够 100%利用金属料中铬和铬镍废料、便宜的碳素铬铁,炼出的钢所有元素的含量都在狭窄范围内。碳、硫及非金属夹杂物达到最低程度,节约了铁合金和脱氧剂。采用氨一氧精炼能够使电弧炉的生产率提高 30 一 40%,在16 一 19的著作中提供了在炼钢生产中被证实的采用真空精炼工艺提高炼钢生产效率的资料。在第聂伯特殊钢铁厂中16积累了大量使用渣池(BCLLI)真空精炼装置
11、的操作经验。在正常的条件下使用真空渣池精炼法(BC 山)能够较稳定地得到含硫量低于 0.005%,含氧量低于 0.002%及含氢量低于 0.0003%的钢种。“红十月”工厂17掌握了 03x18Hn超低碳钢冶炼工艺,包括在容量 100 吨真空包中的高铬钢液脱碳工艺。用高碳铬铁代替低碳铬铁合金,增加一部分合金废料的利用率,降低铬的烧损。每吨钢锭的成本能够降低 25 一 35 卢布。安装在依约尔工厂的炉外精炼和真空处理装置,可以在 150 吨以下的钢包中进行加热,精炼化学成份,真空处理,吹氢和搅拌由一种任何炼钢设备倒入包中的钢液 Ia 。采用真空熔炼用碳脱氧的转子钢,能够得到含硅量很低(0.05%
12、)以及硫和非金属含量很纯的无缺陷的钢坯。苏联马格尼托齐尔斯克联合企业【191 仲平炉车间采用提升式真空设备处理不同牌号的钢种,节约铝,铁合金等金属原料,要求的非金属夹杂的纯度提高了,用户需要的合格产品增加了,降低了钢的成本。在本 5 年计划中和到 1990 年以前,拟着重扩大精炼各种不同用途钢的范围,这样就需要增加生产用在真空设备和钢包上的高铝和高致密度的碱性耐火材料的能力,改善真空设备的结构,增加真空设备的数量,建造专门的依靠剩余压力来调节真空精炼过程的蒸汽喷射泵。组织铁合金和有色冶金工业的工厂,提供一定规格的块状合金和脱氧剂,用石墨加热器来保证提升式的和循环的真空设备正常工作,实现液态钢在
13、浇铸时不被氧化的保护措施。用以真空处理的设备,同样可用于增碳和精炼合金元素达到规定的含量。很多冶金工厂仁 1、5、10都设有吹氢装置。这种装置能够顺利地加入微量添加物,(钒、妮,钦,铝,氮等)这些添加物能够组成氰化物,细化晶粒,促成弥散强化,同时能提高钢的韧性和抗跪断能力。库兹涅茨克钢铁公司确定了铝,硅钙合金,饰铁合金对 400 吨平炉20熔炼 Cr,3Cll,16TC,10T2CI 扁锭质量的影响。采用饰铁,特别是采用铝,硅钙,饰铁的复合脱氧剂对提高钢的冲击韧性,形成球状非金属夹杂物,降低含硫量等几方面产生有益的影响。著作21提供了选择有关脱硫的精炼法。 。西西伯利亚的转炉钢和库兹涅茨克钢铁
14、公司的平炉钢轨钢采用惰性气体一氢进行炉外处理的资料以及利用微量钦合金化22一 24改善厚板钢的质量研究方法,引起了很大的兴趣。在 350 吨钢包中用不同耗氢量进行搅拌时间的计算数据25,可以在实际中用来佑计钢的精炼程度。(下转 81 页)蕊高粼二知冬赢潇读寿弈鑫欲务蠢靛寿共愁义裘分花争、毓八六脚游、如、 宫裔弋麟、1084 年第 3 期此项工程建设和投产后还将解决上千人就业问题。五、几个问题的意见:(一)关子资金问题:利用南钢焦化土程续建和煤气设施费用,需资金数千万元之巨,故除分期建设外,其中第一期可由国家投资,银行贷款和集资办法解决,并可根据工程进度和财力分若干年分摊拨款,第二、三期的投资,
15、除由部分国家投资,银行贷款和集资办法外,还可以从煤气厂收益和利润中得到补充解决,时间也可分若干年分期拨给,煤气支管投资可由使用单位集资解决,通到每家每户去的支管、煤气表、灶可由使用户自筹或分期付款。这样可减少国家投资负担,发挥地方,企业,集体财力的作用。(二)焦炭出路和炼焦煤来源问题。三期工程建成投产后,除生产城市煤气为主外,每年还生产 25 万吨焦炭,其中 10 万吨左右作为发生炉的原料,其余焦炭可作为冶金用焦,铸造焦或顶替部份土焦,因此焦炉用的煤料可根据焦炭质量的要求配合,根据我省炼焦煤资源情况,有丰城矿平湖、建新焦煤、萍乡矿高坑气肥煤和白源、鸣山、桥头丘、掌浦等地的炼焦煤入洗后也可用于炼
16、焦,为此希望省计委把这些炼焦煤调剂出来,用于焦炉生产民用煤气。我省每年有大量的炼焦煤被作为电厂燃料付之一炬。我省还每年产十多万吨土焦和简易焦,耗焦、煤20 一 30 万吨,把这些炼焦煤在焦炉炼成焦炭,提取出炼焦煤气和化学产品,然后,再作燃料或其他原料不是更合理吗?(三)分工协作问题:城市煤气化工程包括气源厂和管网输配二部分,是一个综合性工程,它涉及冶金、城建、市政以及省政府许多部门,这就需要省计委牵头统一指挥开展工作。冶金厅系统有一支可搞焦化工程施工、生产的技术队伍,基本上可提供煤气工程所需的板、管钢材。气源厂的基建,生产由冶金公司负责,贮气柜后以 7 分/标米吕煤气价格卖给煤气公司,煤气输送运管网,生产建设,经营管理由煤气公司责负为宜。主要参考文献1.南昌钢铁厂 1 号焦炉鉴定报告中国金属学会焦化学术委员会 198112.我国煤气化研究的若干问题黄克权中国科学院煤炭化学研究所 1”0.93.煤的气化一与城市煤气聂恒锐大连工学院化工系煤化工研究室1979.5(上接
