平爐鋼

平爐鋼

平爐鋼是指用平爐冶煉的主要是碳素鋼和普通低合金鋼,按爐襯材料性質又分為酸性平爐鋼和鹼性平爐鋼。在平爐熔池中用氬氣處理鋼水的工藝。在容量為150、300和430t平爐中進行了試煉。鋼是按現行工藝用廢鋼一礦石法熔煉的。通過爐頂傾斜氧槍進行金屬吹Ar, 噴吹氣體消耗量為400~1200m /(h·槍)。採用YKOC-1感測器檢查噴吹前、後熔體中的氧活度。在熔煉組中,由爐內選取金屬和渣子試樣。

基本介紹

  • 中文名:平爐鋼
  • 外文名:open health steel
  • 原料:廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑
  • 分類:酸性和鹼性
  • 燃料:氣體或液體燃料
  • 學科:冶金工程
簡介,原理,關於平爐鋼節能,用氬氣處理平爐鋼,

簡介

平爐煉鋼使用的氧化劑通入的空氣和爐料里的氧化物,(廢鐵,廢鋼,鐵礦石)。反應所需的熱量是由燃燒氣體燃料(高爐煤氣,發生爐煤氣)或液體燃料(重油)所提供。

原理

平爐的爐膛是一個耐火磚砌成的槽,上面有耐火磚製成的爐頂蓋住。平爐的前牆上有裝料口,裝料機就從這裡把爐料裝進去。熔煉時關上耐火磚造成的門。爐膛的兩端都築有爐頭,爐頭各有兩個孔道,供導入燃料與熱空氣,或從爐里導爐氣之用。
平爐煉鋼所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑(石灰石和生石灰)。開始冶煉時,燃料遇到導入的熱空氣就在燃料面上燃燒,溫度高達1800℃。熱量直接由火焰傳給爐料,使爐料迅速熔化 (鐵的熔點是1535℃,鋼略低)。同時有一部分熔化的生鐵生成氧化亞鐵,生鐵里的雜質矽、錳被氧化亞鐵氧化,生成爐渣。由於爐里放有過量的石灰石,磷與硫等雜質就生成磷酸鈣和硫化鈣成為爐渣。其次碳也進行氧化,生成一氧化碳從熔化的金屬里冒出,好象金屬在沸騰一樣。
反應快要進行完畢的時候,加入脫氧劑並定時把爐渣扒出。在冶煉將完成時要根據爐前分析 (用快速分析法,幾分鐘可完成)來檢驗鋼的成分是否合乎要求。煉得的鋼從出鋼口流入鋼水包里,再從鋼水包注入模子裡鑄成製品或鋼錠。
為了提高爐溫,氣體燃料要在蓄熱室里進行預熱。
在平爐里不但可加入液態生鐵,而且可以加入固態的生鐵以及加工以後的廢鐵和鐵礦石等。另外,在平爐里如果用30%的富氧空氣鼓風,同時在熔化的金屬里吹入氧氣,可使生產率提高80%,冶煉的時間縮短2~4小時,並可節約燃料,富氧空氣也不需要預熱。

關於平爐鋼節能

平爐鋼的節能是個綜合指標, 受多方面因素的影響和制約。平爐用氧降低了冶煉時間和重油消耗。除耗氧外, 也造成了鋼鐵料消耗的增加。
自從煉鋼廠平爐都改為頂吹氧以來, 隨著用氧工藝的進步, 在鋼鐵料相應降低的情況下, 油耗大幅度下降, 這是應當肯定的。但實際上影響因素要複雜的多, 各種能耗也存在著平衡。如爐後實行紅( 鋼水) 罐出鋼, 降低了出鋼溫度並減少了低溫廢品, 節約了重油, 但要多消耗煤氣; 提高爐齡相應地減少了開停爐時的烘爐重油消耗, 有利於節油; 改善管理, 減少故障保溫時間、煉爐時間來提高作業時間;減少高溫鋼, 降低平均出鋼溫度等等都是節油措施。世界上先進平爐都是採用強化燃燒, 用增大爐子供熱能力而縮短熱工期的時間來節能的。包鋼高爐因礦石品位低, 焦比高, 實際上生鐵能耗要高於全國水平, 因此油耗與加鐵能耗也存在著制約關係。
節能的工作會愈來愈寬, 涉及的知識和因素也愈來愈多, 使評價某個因素愈加困難, 從另一角度看, 提高鋼廠成材率和降低鋼鐵料消耗對平爐鋼的節能會更有意義。

用氬氣處理平爐鋼

在平爐熔池中用氬氣處理鋼水的工藝。在容量為150、300和430t平爐中進行了試煉。鋼是按現行工藝用廢鋼一礦石法熔煉的。通過爐頂傾斜氧槍進行金屬吹Ar, 噴吹氣體消耗量為400~1200m /(h·槍)。採用YKOC-1感測器檢查噴吹前、後熔體中的氧活度。在熔煉組中,由爐內選取金屬和渣子試樣。
試驗研究表明,用惰性氣體處理鋼水時碳的氧化速度降低:隨著Ar氣消耗量由400增加到1200m3/h,碳的燃燒速度加快,如430t平爐從0.23提高到0.64%/h。開始噴吹時(頭3~ 5min)碳的燃燒速度最大,而後明顯降低。
可以看出,開始噴吹時熔池強烈沸騰,而後沸騰逐漸停止。現已查明,金屬熔池的脫碳速度取決於噴吹前金屬的過氧化程度,並在Ar消耗量為80O~9OOm/(h·槍)時,隨著氧活度的增加脫碳速度提高0.5~1倍。這樣,噴吹前金屬中的碳含量為0.40~0.60%,若氧活度大於0.03% 則碳的氧化速度為0.48%/h,若氧活度小於0.03%, 則碳的氧化速度為0.24%/h。
平爐熔池噴吹惰性氣體,將使金屬中的氧活度相對降低17-30% 用真空熔化法對金屬試樣的分析證實,在吹Ar條件下鋼中氧的含量降低。藉助噴吹惰性氣體來消除平爐熔池的過氧化,將使熔池處理停止後碳的燃燒速度降低 應當指出,在吹Ar結束後經過5~7min時,鋼中氧的活度才能提高到原來的水平430t平爐噴吹時(用裝備的熱電偶連續測量金屬溫度),金屬的加熱速度為1.7℃/min平爐熔池鋼水吹Ar,可使成品鋼的質量提高。
由於結疤減少造成表面缺陷的成品鋼軌挑料量減少了1.3% 。車輪和輪箍鋼的廢品減少了0.6% 。最大程度地減少了裂紋(0.10%)、龜裂(0.18%,0.22% )和非金屬夾雜(0.13%,0.26% )廢品。
採用平爐熔池吹Ar方法熔煉其它牌號鋼時,廢品的數量也得到降低。結疤和龜裂缺陷的廢品,減少得最多。

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