转炉炼钢知识问答1:转炉炼钢的原材料(二)
  发布时间:2017年04月13日 点击数:

  1-7  转炉炼钢对增碳剂有什么要求?

  转炉冶炼中、高碳钢种时,使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。对顶吹转炉炼钢用增碳剂的要求是固定碳要高,灰分、挥发分和硫、磷、氮等杂质含量要低,并要干燥,干净,粒度要适中。其固定碳ωC≥96%,挥发分≤1.0%,ωS≤0.5%,水分≤0.5%,粒度在1~5mm;粒度太细容易烧损,太粗加入后浮在钢液表面,不容易被钢水吸收。

  1-8  转炉炼钢对石灰有什么要求?

  石灰是炼钢主要造渣材料,具有脱P,脱S能力,用量也最多。其质量好坏对吹炼工艺,产品质量和炉衬寿命等有着重要影响。因此,要求石灰CaO含量要高,SiO2含量和S含量要低,石灰的生过烧率要低,活性度要高,并且要有适当的块度,此外,石灰还应保证清洁、干燥和新鲜。

  SiO2会降低石灰中有效CaO含量,降低CaO的有效脱硫能力。石灰中杂质越多越降低它的使用效率,增加渣量,恶化转炉技术经济指标。石灰的生烧率过高,说明石灰没有烧透,加入熔池后必然继续完成焙烧过程,这样势必吸收熔池热量,延长成渣时间;若过烧率高,说明石灰死烧,气孔率低,成渣速度也很慢。

  石灰的渣化速度是转炉炼钢过程成渣速度的关键,所以对炼钢用石灰的活性度也要提出要求。石灰的活性度(水活性)是石灰反应能力的标志,也是衡量石灰质量的重要参数。此外,石灰极易水化潮解,生成Ca(OH)2,要尽量使用新焙烧的石灰。同时对石灰的贮存时间应加以限制,一般不得超过2天。块度过大,熔解慢,影响成渣速度,过小的石灰颗粒易被炉气带走,造成浪费。一般以块度为5~50mm或5~30mm为宜,大于上限、小于下限的比例各不大于10%。贮存和运输时必须防雨防潮。

  1-9什么是活性石灰,活性石灰有哪些特点,使用活性石灰有什么好处?

  通常把在1050~1150℃温度下,在回转窑或新型竖窑(套筒窑)内焙烧的石灰,即其有高反应能力的体积密度小、气孔率高、比表面积大、晶粒细小的优质石灰叫活性石灰,也称软烧石灰。

  活性石灰的水活性度大于310mL,体积密度小,约为1.7~2.0g/cm3,气孔率高达40%以上,比表面积为0.5~1.3 g/cm3;晶粒细小,熔解速度快,反应能力强。使用活性石灰能减少石灰、萤石消耗量和转炉渣量,有利于提高脱硫、脱磷效果,减少转炉热损失和对炉衬的蚀损,在石灰表面也很难形成致密的硅酸二钙硬壳有利于加速石灰的渣化。

  1-10  转炉用萤石起什么作用,对萤石有什么要求?

  萤石是助熔剂,其主要成分是CaF2。纯CaF2的熔点为1418℃,萤石中还含有SiO2和S等成分,因此熔点在930℃左右;加入炉内后使CaO和石灰高熔点的2CaO•Si02外壳的熔点降低,生成低熔点化合物3CaO•CaF2•2SiO2(熔点为1362℃),也可以与MgO生成低熔点化合物(1350℃),从而改善炉渣的流动性。萤石助熔作用快、时间短。但过多使用萤石会形成严重的泡沫渣,导致喷溅,同时也加剧对炉衬的侵蚀,并污染环境。因此应严格控制吨钢萤石加入量。

  转炉用萤石ωCaF2≥85%,ωSiO2≤5.0%,ωS≤0.10%,ωP≤0.06%,块度在5~50㎜,并要干燥、清洁。

  近年来,由于萤石供应不足,各钢厂从环保的角度考虑,试用多种萤石代用品,均为以氧化锰或氧化铁为主的助熔剂,如铁锰矿石、氧化铁皮、转炉烟尘、铁矾土等。

  1-11  转炉用白云石或菱镁矿的作用是什么,对白云石和菱镁矿有什么要求?

  (1)白云石是调渣剂,有生白云石与轻烧白云石之分。

  生白云石的主要成分为CaCO3•MgCO3。经焙烧可成为轻烧白云石,其主要成分为CaO、MgO。根据溅渣护炉技术的需要,加入适量的生白云石或轻烧白云石保持渣中的MgO含量达到饱和或过饱和,以减轻初期酸性渣对炉衬的蚀损、使终渣能够做黏,出钢后达到溅渣的要求。

  对生白云石的要求是ωMgO>20%,ωCaO≥29%,ωSiO2≤2.0%,烧减≤47%,块度为5~30mm。

  由于生白云石在炉内分解吸热,所以用轻烧白云石效果最为理想。对轻烧白云石的要求是ωMgO≥35%,ωCaO≥50%,ωSiO2≤3.0%,烧减≤10%,块度为5~40mm。

  (2)菱镁矿也是调渣剂,菱镁矿是天然矿物,主要成分是MgCO3,焙烧后用做耐火材料。对菱镁矿的要求是ωMgO≥45%,ωCaO <1.5%,ωSiO2≤1.5%,烧减≤50%,块度为5~30㎜。

  (3)MgO-C压块是吹炼终点碳低或冶炼低碳钢溅渣时的调渣剂,由轻烧菱镁矿和碳粉制成压块,一般ωMgO=50%~60%,ωC=15%~20%,块度为10~30mm。

  1-12  转炉炼钢常用哪些冷却剂?

  氧气顶吹转炉炼钢过程的热量有富余,因而根据热平衡计算需加入适量的冷却剂,以准确地命中终点温度。氧气顶吹转炉用冷却剂有废钢、生铁块、铁矿石、氧化铁皮、球团矿、烧结矿、石灰石和生白云石等,其中主要为废钢、铁矿石。上述冷却剂的冷却效应从大到小排列顺序为:铁矿石、氧化铁皮、球团矿、烧结矿、石灰石和生白云石、废钢、生铁块。

  1-13  转炉炼钢对铁矿石有什么要求?

  铁矿石主要成分为Fe2O3或Fe3O4,铁矿石的熔化和铁被还原都吸收热量,因而能起到调节熔池温度的作用。但铁矿石带入脉石,增加渣量和石灰消耗量,同时一次加入量过多会引起喷溅和冒烟。铁矿石还能起到氧化作用。氧气顶吹转炉用铁矿石化学成分以ωTFe≥56%,ωSiO2≤10%,ωS≤0.20%,块度为10~50㎜为宜,并要求干燥、清洁。

  1-14  转炉炼钢对氧化铁皮有什么要求?

  转炉炼钢用氧化铁皮来自轧钢和连铸过程中产生的氧化壳层,其主要成分是氧化铁。因此,氧化铁皮可改善熔渣流动性,也有利于脱磷,并且可以降温。对氧化铁皮的要求是ωTFe>70%,SiO2、S、P等其他杂质含量均低于3.0%。粒度应不大于10mm,使用前烘烤干燥,去除油污。

  1-15  转炉炼钢用合成造渣剂的作用是什么?

  合成造渣剂是用石灰加入适量的氧化铁皮、萤石、氧化锰或其他氧化物等溶剂,在低温下预制成型。这种合成渣剂的熔点低,碱度高,成分均匀,粒度小,在高温下易碎裂,成渣速度快,因而减轻了转炉造渣的负担。

  1-16  氧气转炉炼钢对氧气有什么要求?

  氧气是顶吹转炉炼钢的主要氧化剂。炼钢用工业纯氧是由空气分离制取的。对炼钢用氧气的要求是纯度要高,φO2>99.6%,氧压应稳定,并要脱除水分。

  1-17  转炉炼钢对氮气的要求是什么?   

  氮气是转炉溅渣护炉和复吹工艺的主要气源。对氮气的要求是满足溅渣和复吹需用的供气流量,气压要稳定。氮气的纯度大于99.95%,氮气在常温下干燥、无油。

  1-18  转炉炼钢对氩气的要求是什么?

  氩气是转炉炼钢复吹和钢包吹氩精炼工艺的主要气源。对氩气的要求是:满足吹氩和复吹用供气量,气压稳定,氩气纯度大于99.95%,无油、无水。

  1-19  转炉炼钢对焦炭的要求是什么?

  转炉炼钢用焦炭烘烤炉衬。对焦炭要求是:固定碳高(一般要求大于80%),发热值高,灰分和有害杂质含量低(水分小于2%,ωS≤0.7%),块度应为10~40mm。

  1-20 什么是铁水预处理?

  铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前,为脱硫或脱硅、脱磷而进行的处理过程。  

  除上述普通铁水预处理外还有特殊铁水预处理,如针对铁水含有特殊元素提纯精炼或资源综合利用而进行的提钒、提铌、提钨等预处理技术。

来源:钢铁技术网