生鐵塊是含碳量大於2%的鐵碳合金,工業生鐵含碳量一般在2.5%--4%,並含C、SI、Mn、S、P等元素,是用鐵礦石經高爐冶煉的產品。根據生鐵里碳存在形態的不同,又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種。性能:生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好,但生鐵脆,不能鍛壓。
基本介紹
- 中文名:生鐵塊
- 外文名:pig
- 學科:冶金工程
- 領域:冶煉
- 性能:生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好
- 釋義:含碳量大於2%的鐵碳合金
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雜質元素
目前不規則生鐵塊中Si、Mn、P、S、As、Ti的分析一般都採用化學分析方法,化學分析手續繁雜、工作量大、成本也高。隨著煉鋼冶煉水平的提高和周期的縮短,煉鋼需要大量外購生鐵塊配合提高產量,為快速,準確地進行分析並及時報出分析結果,針對生鐵塊的特點,在樣品製備、分析條件等方面進行了一系列試驗,建立了一套能快速分析、準確度高的XRF 分析法。XRF 光譜技術具有多元素同時測定,操作簡便快速,重現性好,準確度高等優點。通過對大量的生鐵試樣的分析證明,採用XRF 光譜粉末樣品直接壓片法分析生鐵塊中矽、錳、磷、硫、砷、鈦等主要元素含量,與化學法相比較,縮短了試樣的分析時間,能夠及時地滿足爐前煉鋼生產的實際需要,適用於煉鋼生產過程的質量控制。
雜質元素檢測
利用X 螢光光譜儀測量生鐵塊中雜質元素
1) 利用X 螢光光譜儀可以擺脫煩瑣的化學分析步驟,本方法經過長時間利用壓片XRF 法和化學分析法進行對照實驗,且對照結果良好。本方法測定生鐵塊中的各元素的含量,採用不同產地的生鐵塊和國標生鐵塊混合標樣建立工作曲線,它消除了基體效應,粒度效應對分析結果的影響,提高了分析的準確度。本方法操作簡單、成本低,能及時、準確地為生產控制提供可靠數據。
2) 由於生鐵塊產地及工藝差異大,造成其組成複雜,影響分析結果準確因素較多,利用化學法進行跟蹤比對,實驗比對消除干擾。
生鐵塊補爐
原理
生鐵塊補爐修補面為倒渣面,利用大面粘掛生鐵來降低爐體機械沖刷侵蝕,達到降低補爐料消耗和提高爐襯壽命的目的。通過控制合適的爐渣成分,在轉爐出鋼後的高溫爐渣中加入少量生鐵,利用生鐵與高溫爐渣的溫度差迅速降溫形成局部“冷區”,爐渣中高熔點物質MgO、2CaO·SiO2、3CaO·SiO2 析出冷凝,爐渣黏度升高,包裹鐵塊粘附在爐襯上代替補爐料,從而達到了快速維護爐襯的目的。
補爐實踐
鐵塊能否粘掛在爐壁上主要是看終渣的成分與鹼度以及渣量,終點碳低、渣量大、終渣稀的時候渣粘不上,當渣稠的時候不能覆蓋鐵塊,也粘不上;為確定合適的渣系,連續三個月對轉爐終渣取樣分析,對比生鐵快補爐效果,最終確定最合適的渣系。
生鐵塊補爐的效果與終渣的鹼度、MgO 和渣中FeO 含量變化相關,終渣的鹼度合適,終渣氧化性不強時效果最好,此時終渣流動性較好,可以侵入鐵塊內部並與爐壁形成良好的共晶體,終渣在冷卻凝固的過程中形成了熔點較高的矽酸鈣,對爐襯的保護作用尤為明顯。當爐渣黏度較高時,轉爐渣稠,流動性不好,鐵塊與爐壁無法粘結或粘接不牢,在濺渣時容易脫落,反而效果不好。
通過實驗分析最終確定轉爐渣參數:補爐前一爐終點按照;8%<w(Fe0)<10%,8%<w (MgO)<10%,爐渣鹼度2.9~3.2。
在實際操作中轉爐出鋼完成後爐長觀察爐體情況,當發現爐體出現被侵蝕狀況後爐長在每爐出完鋼後都要進行觀察,以便確認補爐時間。生鐵塊補爐前爐次,爐長需將本爐渣系調整至合適的狀態,吹煉過程相應增加200kg 石灰,並且在出鋼時候保證鋼水出完,爐渣要避免高氧化性,確保補爐效果。
爐長根據爐襯侵蝕情況決定補爐爐次,並通知相關崗位做好準備,準備好2t 生鐵塊,該生鐵塊要求潔淨、乾燥,防止補爐時引起外來夾雜物影響補爐效果。準備生鐵塊時將生鐵塊在加料斗裡面平鋪,不能集中放置。當吹煉結束後轉爐準備出鋼,本次出鋼確保出鋼乾淨。出鋼後,進行清理爐口,生鐵補大面清理爐口時,要避免鋼渣落入爐內影響濺渣及補爐效果。清理完畢後將爐體前傾,搖至與平台平面夾角約30°~45°,加入2t 生鐵補大面。當生鐵在廢鋼斗內開始滑落時將爐體逐步下搖,同時副搖指揮天車主鉤逐步下降,主搖在操控爐體下搖過程必須聽從副搖指令,避免爐口後方掛靠廢鋼料斗造成安全事故,鐵塊迅速均勻平鋪後,將爐口搖到與平台夾角基本水平,吹氧4~5min 後才可進行濺渣護爐,然後冶煉下一爐。
在生產過程中優先保證濺渣護爐,利用生產間隙組織生鐵護爐,只有在大面侵蝕不均勻,並有掉磚徵兆時進行補爐磚、大面料補爐。
操作注意事項
在補爐前爐長檢測爐底深度,在爐底>6.05m時,方可採取生鐵塊補爐底,補生鐵塊為2t/ 次。實際操作過程中班組嚴格執行補爐操作規程,在規定時間內完成。當班中爐況發生變化時,爐長及時匯報做調整。如果補爐前一爐次出現高溫、過氧化及點吹情況,轉爐不得安排生鐵塊補爐。生鐵塊加入過程關閉主控室防護板,工作人員站在安全區域,不得正對或靠近爐口。
生鐵補大面後第一爐:
(1) 吹煉終點倒爐時,必須要關緊擋火門,爐前人員不得正對爐口,必須站在安全區域,待爐內平穩後再進行作業,防止生鐵融化沸騰造成鋼渣飛濺傷人。
(2)出鋼過程工作人員必須站在安全區域,不得正對或靠近爐口處,防止生鐵塊坍塌掉落,鋼水飛濺傷人。
(3)上下擋渣車必須迅速,儘可能縮短在擋渣車上的停留時間。渣補第一爐要化好渣,不“返乾”,過程溫度控制合適,出鋼後做好濺渣護爐工作。
補爐工藝效果
使用生鐵塊補爐工藝實施後因倒渣面補爐平均一月一次,該工藝每次耗時8~10min,而在實施該工藝前平均48 小時就要補爐一次,每次消耗耐火材料1~2 噸,耗時70~90min。該工藝實施不論是時間還是耐材消耗上都具有一定的經濟效益。實施過程中為保證補爐效果,補爐前一次爐渣要符合要求,對爐長及主搖操作水平要求高。
技術總結
生產實踐表明,轉爐濺渣護爐過程中採用生鐵技術具有降低耐材消耗及補爐時間,有利於均衡生產組織,提高轉爐爐齡,有效降低了生產成本。在當今鋼企市場競爭激烈的情況下,如何有效降低生產成本是各個企業所追求的目標,而採用生鐵塊進行護爐為降低生產成本提供了一種途徑。