《炼钢促进剂 AD粉球团 在炼钢中的应用》由会员分享,可在线阅读,更多相关《炼钢促进剂 AD粉球团 在炼钢中的应用(3页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、炼钢促进剂 AD粉球团 在炼钢中的应用炼钢促进剂炼钢促进剂,主要成份是经过熔炼过的三氧化二铝,少量的氧化镁,二氧化硅和少量的盐类物质。球团经高压压制而成,比重约2.5g/cm3,熔点1450左右。在转炉炼钢过程中,该球团可以作为造渣剂、精炼剂和脱硫促进剂、改渣剂等使用。在转炉炼钢过程中,绝大多数企业使用非低硅铁水作为主原料,吹炼初期由于硅的先期氧化,生成的二氧化硅首先和投入转炉的主要造渣剂石灰反应,生成硅酸钙和硅酸二钙(CaO?SiO2、2CaO?SiO2),而硅酸钙和硅酸二钙的熔点分别是1540和2130,在冶炼初期,转炉熔池的温度很难熔化它们,而石灰的熔点是2570,为了熔化石灰迅速造渣,
2、需加入萤石及借助大量铁的氧化来实现这一目的,其中萤石和石灰形成低共熔体,熔点约1360,氧化铁和石灰生成铁酸钙和铁酸二钙,熔点分别是1216和1440,虽然这样可以促使石灰熔化和成渣,带来的副作用是萤石可以和炉衬氧化镁形成熔点为1356的低共熔体,对炉衬寿命造成危害,同时萤石(熔点1424),在炼钢温度下有一部分挥发和分解,进入转炉循环水系统(OG法系统),污染了水质,而萤石对人体的危害也是十分严重的,因此萤石在某些发达国家已立法禁止使用。最近几年我国一些大型钢铁厂也逐渐不用或少用萤石造渣。另一个副作用是大量的氧化铁生成以后,当冶炼熔池温度升高到大于1530以后,铁水中碳的氧化优先于硅、锰和铁
3、的氧化,激烈地碳氧反应常常造成转炉的喷溅。针对上述情况,使用炼钢促进剂,首先可以迅速造渣,使转炉早形成高碱性熔渣,因为促进剂中大量的三氧化铝(Al2O3)可与氧化钙(CaO)生成熔点较低的铝酸钙如12 CaO?7 Al2O3(熔点1365)及CaO?Al2O3、2CaO?Al2O3等同分熔点化合物。铝酸钙渣系不仅熔点低于硅酸钙渣系,其熔渣的流动性、表面张力等参数都有利于泡沫渣的形成和维持,避免转炉初期返干现象的发生,因此炼钢促进剂完全可以替代萤石造渣。由于促进剂中化学活性很强(经过予熔),在转炉吹炼过程中,由于种种原因将要发生喷溅的瞬间,往炉内加入熔剂球团,可迅速还原渣中的氧化铁,因此可以迅速
4、抑制激烈的碳-氧反应,避免喷溅发生或使喷溅停止。上述二种情况,冶金熔剂球团的加入量13Kg/t,视具体冶炼情况可适当增减加入量。在钢水二次精炼过程中使用上述熔剂球团,它是一种有综合效果的精炼剂。其一:它是一种高效的炉渣改质剂,由于球团中含有大量的三氧化二铝,配合小块活性石灰的加入,可以生成熔点不高,流动性适中又容易形成泡沫的以铝酸钙为主的渣系,有利于提高LF升温速度及缩短精炼时间。同时也降低了炉渣的氧化性,促进了钢水的脱硫。如果根据对冶炼钢种的要求,通过调整石灰和球团加入量,控制炉渣碱度和渣中三氧化二铝含量,使渣系数M=(CaO/SiO2)/(Al2O3%)=0.150.25范围,同时控制渣中
5、(FeO+MnO)小于1%,可以达到钢水深脱硫的目的。钢渣化学平衡时,硫在钢和渣中的分配系数及渣的硫容量,与渣系的组成及渣和钢中的氧位有关,其中氧位或称氧活度占主要因素。由于铝是强脱氧剂,在铁水脱硫过程中,酸溶铝大于50ppm,可以使硫的分配系数从500上升到1000以上。一般的炉渣,硫的分配系数Ls=(S)/S=700800左右,而应用含铝冶金熔剂球团的CaO-Al2O3-SiO2-FeO渣系,LS可达1800以上,同时改善了脱硫的动力学条件。钢水脱硫的原理同铁水一样,钢水精炼过程中,渣中(FeO+MnO)降到很低,钢水中的硫才能降到100ppm以下,但是考虑到渣的硫容量Im=(S)ms/S
6、Ms(其中分子为渣中硫及渣量,分母为金属中硫及金属量)及硫的分配系数Ls=(S)/S,添加更多的熔剂球团,由于渣中Al2O3的升高,Im会减小,LS也会降低,Al2O3属于酸性氧化物类。根据国内某钢厂转炉-LF炉试验的结果,LF平均精炼13.9min,球团熔剂用量平均3.29Kg/t,脱氧率70.4%,脱硫率41.56%,底吹氩搅拌后,钢中夹杂总量降低42.9%,效果十分明显。其二:促进剂在使用时可以替代一部分脱氧剂或合金,由于促进剂的加入,降低了钢和渣的氧化性,所以不论在转炉出钢时使用或LF工位使用,都适当地提高了合金收得率及增碳时碳的收得率,因此在脱氧及合金化时,合金的加入量可控制在中下限
7、范围。考虑到转炉出钢挡渣状况和下渣量及熔剂球团加入量,通过试验和分析,就能测算出合金及脱氧剂的控制范围。熔剂球团在应用时注意以下事项:1、熔剂球团本身没有脱硫能力,因此可按1:1配加小块活性石灰,根据设定炉渣碱度及石灰质量再适当增减石灰加入量。2、铝酸钙渣系熔点低,流动性好,因此使用熔剂球团时不必再加萤石。3、加入方法可考虑在转炉出钢加完合金后,随钢流加入1/31/2,其余可在LF炉精炼时从高位料仓加入。对于普通钢种,如不考虑经过LF精炼,可以在转炉出钢时一次加入,然后经底吹氩搅拌,也可以达到一般精炼的效果。熔剂球团的加入量可根据钢种的要求及终点钢水硫含量、氧活度及渣的氧化性情况,控制在24K
8、g/t,对于较高级的钢种,加入量可5Kg/t。4、本球团原料在生产流程中添加23%的KCl、NaCl盐类,因此球团在炼钢温度下使用时,它们会以气体形式挥发,会产生少量白色烟雾,对人身无害。5、球团中铝化合物的形态除-Al2O3外,还有AlN存在,通过仪器分析得知AlN有结晶体和非结晶体二种形态,其中非结晶体占3040%左右,它是酸溶性的,如遇潮气或水会发生如下反应:AlN+3H2O=NH3+Al(OH)3有刺激性氨味,因此球团不能受潮。球团中AlN对钢含氮量的影响分析如下,通过坩锅炉在1600温度下的小型试验,球团和钢水在氩气气氛保护下达化学平衡后,分析钢中的N为0.06ppm,说明球团对钢水
9、增氮量影响很少,分析得知,结晶体AIN熔点大于2000,在炼钢温度下呈固体,对钢水吸收氮没影响。而非结晶体AIN高温下有一部分会分解、挥发,同时会被钢水吸收一部分,根据日本大型钢铁企业多年应用的经验,吸收量MAX为15%。因此,对于某些含氮量要求严格的钢种(N40ppm)在应用时要控制加入量或者慎用。根据国内外文献报导,在转炉炼钢过程中,钢中的N的平衡值与钢中O及C含量有关,高碳钢冶炼时,由于钢中平衡氧活度低,在有氮气气氛的场合钢水易吸收氮,低碳钢则相反,而转炉冶炼过程中,从出钢-精炼-浇注,如果能阻断或降低氮的分压,则钢水吸收的氮自然会很少,包括加覆盖渣,底吹氩搅拌等措施。钢中氮的存在形态是化合物,不存在自由态氮。钢水中如果含有B、Ti、Al等元素,并且在存在氮分压(PN)的气氛下,氮化物则会进入钢中。因此对钢水进行渣洗或底吹氩搅拌,可去除氮化物,而真空处理则效果差。综上所述,炼钢促进剂兼具熔剂、促进脱硫和改质炉渣的性能,对炼钢有较好的综合冶金效果,配合精炼过程中底吹氩搅拌,可有效去除钢中非金属夹杂物,使钢的洁净度得到提高,因此提高了连铸坯的质量和轧钢的成材率。