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电弧炉炼钢流程洁净化冶炼的4大关键问题

2018-4-12 11:02:52      点击:
    冶炼用原材料

    电弧炉炼钢以废钢为主要原料,合金、石灰、增碳剂等为辅助原料。一方面,随着汽车、机电、家电等报废数量的不断增加,社会回收的废钢成分更加混杂,包含黑色金属、有色金属、非金属等。同时,钢材表面涂层技术和复合材料的广泛应用使回收废钢带有Cu、Zn、Pb、Sn、Mo、Ni 等有害杂质元素,且随着废钢循环次数的增加,有害杂质元素在废钢中不断富集。另一方面,辅料的使用同样会给钢液带入有害元素,影响钢液洁净度。为尽量降低原材料对冶炼钢种带来的影响,需根据不同钢种对原材料的使用制定不同的标准,分钢种分级别进行原辅料的定制化选择。如冶炼优质合金棒材时,采用铁水加废钢、优质废钢或优质废钢加直接还原铁为原料; 冶炼低硫钢尽量使用低硫石灰; 冶炼低碳钢选择低碳辅助原料。

    脱磷操作

    磷在绝大多数钢种中是有害元素,脱磷是电弧炉冶炼的重要任务之一。近年来,随着国民经济的发展,对低磷及超低磷高品质特殊钢需求增加,现有电弧炉炼钢工艺很难实现快速低成本脱磷的冶炼要求。其主要原因在于电弧炉炼钢原料结构复杂,熔清磷含量波动大; 全废钢冶炼熔清后碳含量低、钢液粘稠度高,且受电弧炉炉型结构限制,熔池流动速度慢,脱磷动力学条件差,冶炼过程脱磷困难。传统电弧炉冶炼低磷钢通常采用多次造渣、流渣操作,冶炼周期长、渣量大、终渣( FeO) 含量高、钢水过氧化严重、冶炼成本难以控制。

    钢中氧及夹杂物的控制

    电弧炉冶炼终点钢液氧含量的稳定控制是降低钢中夹杂物的关键。电弧炉炼钢普遍采用强化供氧操作以加快冶炼节奏、提高生产效率,但电弧炉炼钢终点控制不精准,钢液过氧化较为严重,碳氧积明显高于转炉。这不仅导致后期精炼过程脱氧剂的过度消耗,同时使得精炼期夹杂物的产生量显着增加。为降低终点钢液氧含量,电弧炉炼钢主要通过控制出钢前吹氧量,同时喷吹惰性气体强化搅拌; 出钢时采用偏心炉底出钢控制下渣量;出钢前加入铁碳镁球,降低钢液氧含量。在LF 精炼过程中采用“铝+复合脱氧剂”脱氧方式,将Al2 O3类夹杂物转化为较大尺寸的易上浮夹杂物进而去除; 采用双真空工艺操作,前预真空轻处理,LF 精炼后再真空的处理方式深度去除钢中活度氧及夹杂物。

    钢中[N]与[H]的控制

    在电弧炉采用大功率供电强化废钢熔化时,电极放电产生的高温电弧会电离附近空气中N2,致使钢液吸氮能力大幅增加; 在电弧炉冶炼过程中,N2有时会作为底吹气体或粉剂喷吹载气浸入熔池,钢液进一步吸氮。同时,电弧炉冶炼原料中含有水分并接触空气,会造成钢液中氢含量偏高。然而,电弧炉炼钢熔清后熔池碳含量偏低,供氧强度不足,冶炼后期脱碳期间熔池内产生的CO 气泡数量少,所以不能有效脱除[N]、[H]。解决此类问题的方法主要是通过废钢预热的方式脱除水分减少氢元素入炉; 调整炉料结构,通过加入DRI、提高铁水比等方式提高熔池碳含量,在电弧炉冶炼后期进行高强度脱碳沸腾操作,以脱除钢液内[N]、[H],再在后续精炼及浇铸过程中加以保护,控制钢中[N]、[H]的含量。(摘自电炉炼钢)

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