氧气顶吹转炉炼钢钢的品种和质量
钢中气体和夹杂物是评价钢的冶金质量的主要指标。氧气顶吹转炉炼钢反应速率快,沸腾激烈,所以钢中H、N、O含量较低,[H]为(3~5)×10-4%,[N]为(20~40)×10-4%,低碳钢[O]为0.06%~0.10%。夹杂物和脱氧及凝固操作有关。影响顶吹转炉钢含氮量的重要因素是氧气纯度,由表4数据可以看出。所以用于转炉炼钢的氧气应该是99%以上的纯氧。
低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快,钢中气体含量低,所以钢的塑性和低温塑性好,有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板、汽车板、冷弯型钢、低碳软钢丝等,都具有良好的性能。
转炉冶炼中、高碳钢虽然有一些困难,但也能保证钢的质量。转炉钢制造的各种结构钢、轴承钢、硬钢丝等都已广泛使用。冶炼高碳钢的困难是拉碳和脱磷。在C>O.2%时靠经验拉碳很难控制准确,如果有副枪可借副枪控制,没有副枪时需要炉前快速分析,这就耽误了时间。高碳钢终点(FeO)低,脱磷时间短,因此需要采用双渣操作,即在脱碳期开始时放掉初期渣,把前期进入渣中的磷放走,然而双渣操作损失大量热量和渣中的铁,没有特殊必要不宜采用。增碳法是冶炼中、高碳钢的另一种操作法,这时吹炼操作和低碳钢一样,只是在钢包内用增碳剂增碳,使含碳量达到丘冈绅的要求。增碳剂为焦炭,石油焦等。中碳钢的增碳量小,容易完成。高碳钢增碳要很好控制,但轨钢、硬线等用增碳法冶炼可以保证质量合乎要求。
转炉冶炼低合金钢没有特殊困难。冶炼合金钢时,因为合金化需要加入钢包的铁合金数量大。会降低钢水温度,而过分提高出钢温度又使脱磷不利。所以冶炼合金钢应与炉外精炼相结合.用钢包炉完成合金化。另外,随着对钢的成分的控制要求不断严格,为减少钢性能的波动,要求成分范围越窄越好。这也需要在钢包精炼时进行合金成分微调的操作。
顶吹转炉冶炼超低碳钢(C<0.03%)尚有困难。首先因为在临界含碳量以下,脱碳速率下降,熔池搅拌减弱,加强供氧只能促使铁氧化而不能使碳去除。其次,[%C][%O]=0.0025,当[%C]=0.01时,[%O]=0.25,已经是[0]的饱和浓度,也就是说0.01%C是脱碳的理论极限。如果要进一步脱碳,必须降低气相的CO分压,这需要采用炉外精炼的方法来完成。
主要技术经济指标以150~300t转炉为例,主要技术经济指标如下:
冶炼周期 |
30min |
其中:吹氧时间 |
16~20min |
氧气消耗 |
48~58m3/t |
钢铁料消耗 |
1060~1150kg/t |
废钢比 |
15%~30% |
石灰石消耗(包括白云石) |
30-70kg/t |
萤石消耗 |
0.0~3.0kg/t |
铁矿石消耗 |
30~50kg/t |
炉衬耐火材料消耗 |
3~7kg/t |
电耗 |
9~12kw·h/t |
年产量(单位公称吨位) |
10000~15000t |