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51如何减少电炉冶炼不锈钢过程金属铬损失?

应保证炉料中Si含量在0.9%以上。由于熔液中含有大量易氧化Cr,故电炉冶炼不锈钢时必须控制吹氧量,一般不能超过10m³/t。电炉热装脱磷铁水冶炼钢液中C含量较高,电炉适当增加吹氧量,目前不锈钢电炉正常吹氧量为9~12m³/t。控制炉料中合适的硅含量以及炉渣的有效还原实现炉渣中最小的Cr损失。为减少电炉冶炼过程Cr氧化损失,可以加入Si或C。由于采用脱磷铁水冶炼时,不锈钢电炉出钢时母液中的含碳量较高,平均达到3.12%,远高于全废钢冶炼的1.5%,因此,选择在炉料中配入适量的硅来减少Cr氧化。在吹氧量相同的条件下,对虽然经过有效控制能降低电炉吹氧过程铬的氧化,但吹氧后,渣中还是有一定量Cr氧化物,渣中氧化铬在出钢前必须还原回收。炉渣的有效还原包括选择合适的还原剂,正确使用还原剂和控制炉渣成分。还原操作在电炉最理想的使用条件是在混合均匀的条件下,分布在整个渣系里。这样能确保其与氧化铬充分反应,并且在钢水中溶解量最少。为了达到以上目的,在生产过程中,采用加入FeSi粉等不同的原料和操作方法。

52加矿氧化和吹氧氧化各有什么特点?

加矿氧化和吹氧氧化的主要差别在于氧的供应方式不同和氧化铁的传递方向不同。矿石氧化时氧的供应是以FeO(氧化亚铁)的形式。矿石加入炉内沉在钢渣界面上,熔化后形成的FeO一部分溶解在钢液中,即[FeO];另一部分上浮至炉渣中,即(FeO)。钢液中的[FeO]与化学元素发生反应,当反应不断进行时,[FeO]的浓度将不断降低,为了补充钢液中的[FeO],炉渣的氧化铁要向钢液中扩散,即(FeO)→[FeO]。因此,能使钢水沸腾比较均匀且范围较广,有利于去除夹杂和有害气体,又由于扩散是吸热反应,因此也有利于去磷。但是铁矿石本身也含有一定的杂质,会使钢水污染,加矿的吸热反应也促使电力消耗增加,而且一定要待钢水温度足够时,才能有良好沸腾。另外,由于矿石氧化铁要通过炉渣扩散到钢水中起作用,达到平衡所需要的反应时间较长,因此加矿以后一段较长的时间内还有脱碳反应,往往取样分析后还有降碳现象。吹氧氧化时,氧气直接与钢水中的各种元素发生反应,生成的氧化铁再向渣中扩散(与加矿氧化相反),即[FeO]→(FeO)。因此,沸腾范围不如加矿来得广泛(可使吹氧管经常移动,以弥补不足之处)。同时因吹氧氧化为放热反应且渣中氧化铁又少,故不利于去磷。但是当用氧气助熔切割炉料或将吹氧管提至渣钢面上来吹时,渣中氧化铁增加,有相当大的去磷能力。而且氧气比较纯洁,有利于提高钢的质量,反应平衡时间又较短,有利脱氧进行。操作实践证明,用氧气(或与矿石结合)氧化比单纯用矿石氧化的钢纯度要高。此外,吹氧还能升温,适当多吹氧可加速冶炼速度,节约电的消耗。

53炼钢时加小块矿和大块矿有什么不同的作用?

小块矿因体积小,加入炉内易浮在渣面上,增加了渣中氧化铁,必须通过扩散才能到钢水中去,因此使反应的时间延长,沸腾减弱,去碳减慢。但加小块矿对去磷较为有利(因炉渣氧化铁增多)。大块矿体积大,加入炉内可通过渣层浮在渣钢界面处直接钢水接触,使碳氧反应顺利进行,引起均匀有力的沸腾,这有利于去除钢中杂质及有害气体。所以要根据加入大块矿、小块矿的特点,随着生产的变化合理地采用。

54为什么开始加矿氧化时要规定一定的温度?

钢液中的碳氧反应要在一定的温度下才能大量进行。对含碳1.00%的钢液,碳开始大量氧化的温度大约是1550℃。为了能使碳氧化产生很好的沸腾,因此规定了最低限度的氧化加矿温度。一般规定:热电偶温度大于1550℃,光学高温计温度大于1450℃,秒表测温秒数大于30s。

55如何有效脱磷?

为了加强熔化期钢液中磷的去除工作,必须在装料前,往炉底加入石灰,加入量为5%~7%;加入粒度<100mm的碎矿石,加入量为1%~2%。在熔化后期,炉料已熔化70%左右时,还应补加石灰和少量碎矿石,矿料这时会形成雨淋式的熔化,钢液液滴经过炉渣而到达熔池。熔化的过程也伴随着钢液部分去磷的过程。熔化期和氧化前期去磷的条件和能力是很好的。基本上全部熔化后应将熔化渣扒去,然后再加入石灰、碎矿石。这时加入碎矿石的作用如下。①铁矿石分解成氧化铁后帮助石灰快速熔化,能降低炉渣的熔点。②炉渣中有较高的氧化铁含量能使钢液去磷。③能降低钢液中硅、锰、铬元素的含量,消除了这些元素对去磷的影响。冶炼用的石灰中,经常有很多未烧透的生石灰。将它们加入到炉内后,由于生石灰受热分解产生的二氧化碳气体排出作用,增加了炉渣中的气体含量,提高了炉渣的流动性。生石灰的分解可以造成熔池沸腾,增加了炉渣与钢液的接触面积,有促进钢液去磷的作用。未烧透的生石灰在高温下有强烈的分解作用,CaCO₃→CaO+CO₂分解后产生的氧化钙是活性氧化钙、很容易参加化学反应,这对去除钢液中的磷元素很有益。尤其是钢液温度已经很高时,钢液中的磷含量也较高,往内加入少量的未烧透的生石灰对去除钢液中的磷很有效果,很适合于氧化末期,钢液中磷含量仍较高的情况。生石灰加入到炉内后,迅速分解,吸收并带走熔池的热量,降低了钢液表面的温度,并造成钢渣界面的沸腾,生成的活性氧化钙很容易与磷的氧化物生成稳定的磷酸钙,使磷不再回到钢液中。将未烧透的石灰充分利用,少量加到炉内,熔池沸腾激烈,加点碎矿石,保证高碱度,大渣量钢液中的磷很快就能去除。

56为什么要扒除氧化渣,怎样操作?

因为氧化渣中五氧化二磷(P₂O₅)和氧化亚铁(FeO)含量比较高,为避免回磷,造好还原渣,完成还原期脱氧、脱硫的任务,所以要扒除氧化渣。操作上要求以下几点。

①扒除氧化渣要迅速、彻底、干净。因扒渣时间长会造成钢水温度下降,并且在快扒完的那段时间内,钢液直接与空气接触,钢中会吸收大量气体,使钢中氢氧含量大大增加,这样钢的发纹、白点等一些缺陷更严重。但如果扒渣不净,内留氧化渣过多,还原期容易回磷,还原渣不容易造好。

②扒除氧化渣时先不升高电极,将要扒完时才升高电极。如果过早升高电极,这样炉内热损失多,使钢液温度下降特别厉害,加重还原期任务,使冶炼时间延长,炉衬侵蚀严重。还原期渣造得不好等,因此先不升高电极。但当渣子减少,钢水将要裸露时,升高电极一方面利于看清渣子情况,使扒渣迅速进行,防止钢液吸收大量气体。另一方面升高电极不通电以后,可以防止碳棒接触钢液,发生增碳现象。有时,为了加快扒渣速度,可向渣面撒少量碳粉使炉渣起泡,以便于除尽(特别对低碳钢效果更显著)。

57电弧炉冶炼高碳高磷废钢铁屑怎样操作?

随机械加工业的发展,产生的废钢铁切屑大量增加。由于其价格低,电弧炉炼钢使废钢中增加废钢铁屑的比例,减少价格较高的其他废钢用量,是降低电炉炼钢成本的一种好办法。由于钢屑中混有大量高碳、高磷铁屑,致使熔炼中熔毕碳高达1.30%以上,熔毕磷高达0.60%以上,就势必给氧化期的操作带来很大困难。因此制定出熔化期大幅度脱磷、碳的炼钢工艺,就成为利用废钢铁屑炼钢的关键。装钢铁料前,在炉底垫15~20kg/t钢的石灰、20kg/t钢左右的矿石,然后装钢铁料、送电。废钢铁屑在装料时,注意装在料斗的中上部。在装最后一次余料前看火花估碳,若碳高则需要向炉内补加矿石。熔毕碳、磷如符合扒渣要求,则进入还原操作若磷、碳偏高,则需加气割渣或吹氧进行脱磷、脱碳操作,直到碳、磷符合扒渣要求为上。本工艺的主要特点是在炉料的熔化同时进行脱碳、脱磷。其中脱碳反应由以下几部分组成。一是钢铁屑熔化前在高温炉气中的氧化脱碳。由于钢铁屑装在料斗的中上部以及熔化期的吹氧助熔,炉气氧化性强,钢铁屑在高温炉气中有较长氧化脱碳时间,加之钢铁屑体积小,表面积大,致使氧化脱碳反应强烈。同时因氧化脱碳反应是放热反应,因此会加速钢铁屑的熔化。二是由塌料时沸腾引起的脱碳反应。塌料时,由于大量废钢坠入熔池,使熔池温度突然下降,导致C、O反应失去平衡,加速了碳氧反应的进行:[C]+(FeO)—[Fe]+CO个该脱碳反应的强弱,主要取决于(FeO)含量的高低。由于装料前,炉底垫加一些矿石,使熔化期炉渣中(FeO)含量较高,从而为脱碳反应的顺利进行创造了一定条件。上述反应的结果,使熔毕碳一般可降至0.130%以下,同时钢水中的气体和非金属夹杂物亦随之大量去除。

本工艺实施时须注意的问题有以下几点。

①炉底垫石灰、矿石不宜过多。否则,熔化期渣量过大,会给吹氧助熔操作带来困难。必要时可在加余料时补加石灰和矿石。

②由于熔化期炉内氧化性较强,塌料时和熔化后期易发生大沸腾,操作时要注意安全。

58为什么有时氧化后期的炉渣会变得黏稠?

氧化后期当渣量少时,炉渣会变得黏稠。这是因为渣子少,强电弧光侵蚀了炉墙、渣线,使炉渣中氧化镁量增加了,因此炉渣黏稠。另外,在炉龄后期,炉底炉墙较差时,在氧化期加矿吹氧造成钢液沸腾有可能将炉底侵蚀,增加炉渣中的氧化镁,也使炉查变黏。

59泡沫渣有什么好处?

泡沫渣具有较高的反应能力、有利于加速炉内的化学反应,如氧化期的泡沫渣对去磷、脱碳很有利,还原期的泡沫渣对脱硫、脱氧很有利。另外,炉渣一起泡沫,电弧就容易稳定,而且可以在泡沫渣中埋弧燃烧,电弧的热量大部用于加热钢水和炉渣。不会反射到炉体上去。因此,泡沫渣对加热熔池,保护炉体也很有利。由于以上原因,在电炉的冶炼中,总是力求造成泡沫渣。炉渣呈泡沫状的原因比较复杂,泡沫渣形成的基本原因可归纳为以下几点。

①一定要有气体在炉中产生或穿过才会形成泡沫渣。例如氧化期就是由于脱碳反应形成的CO气体促成了泡沫渣。而还原期靠的是加入碳粉或电石(在炉内形成的CaC₂也一样)与炉渣中FeO作用生成的CO气体。气体是泡沫渣形成的基本条件,但并不是凡有气体生成必定有泡沫渣。

②要有帮助气体滞留和稳定在炉渣中的因素,即要使炉渣中的小气泡稳定,不致迅速聚合成大气泡从炉渣中排出。这个因素比较复杂,总的说来,认为炉渣中有些成分如Fe2O₃、P₂O₅、SiO₂等使炉渣表面张力降低,有利于起泡沫;炉渣中存在一些未熔的微小质点和未熔的极细小的石灰粒、镁砂粒等可以加强气泡的表面膜,使其不易破裂而聚合长大,因此有利起泡;另外就是炉渣温度不能过高,炉渣应有一定的黏度等。

60怎样造泡沫渣?

要控制好泡沫渣,氧化期需注意以下操作。

①保持一定的碱度,即要适量地补加石灰。控制好温度,温度过高时应停电降温。

②在氧化前期,吹氧采用小压力(0.3~0.4MPa),并使吹氧管插入渣钢界面,左右摆动吹氧。适当地加入铁矿石,加入小块矿石更易于使炉渣起泡。

③在氧化后期,不能大量吹氧的情况下,可向渣面上加入适量的碳粉。还原期要使炉渣起泡经常是靠补加石灰和碳粉来实现的。

61为什么有时加矿会引起爆发性的大沸腾?

造成爆发性大沸腾原因如下。

(1)加矿温度过低 熔池温度过低,碳还不能大量被FeO氧化,所以低温加矿时并不发生沸腾,而只是大量地增加渣中的FeO含量。待温度上来后,碳氧开始反应,产生沸腾。沸腾作用导致渣钢接触面积增加。促使反应进一步加剧。由于渣中积累了大量FeO,允许碳氧反应以极大的速度进行,结果造成爆发性的大沸腾。

(2)加小块矿过快 小块矿较轻,加入熔池后浮在炉渣上层较多,与熔池中的碳起反应缓慢,而只是较多地使熔池温度下降,并使渣中氧化铁增加。待温度合适时,碳氧起反应造成沸腾就像低温加矿一样发生连锁反应,突然爆发大沸腾。

(3)熔池温度高时,加矿过猛,反应过于激烈,也会造成大沸腾。

(4)炉渣过黏 炉渣过黏,铁矿石加入后易浮在渣面上,渣钢反应条件较差,但条件一旦合适,碳氧则发生激烈反应,造成大沸腾。

(5)炉料未熔清 加矿时由于机械作用使炉料塌落,熔池温度突然降低,使碳氧反应大大加剧,造成大沸腾。

62加矿引起大沸腾有什么坏处,如何防止?

大沸腾的坏处如下。

①由于脱碳反应的吸热和钢水飞溅的冷却,再加上沸腾时被迫停止供电,结果导致钢水温度大大下降。以后要依靠电力提温,不仅浪费大量电,延长冶炼时间,还会损坏炉衬,影响钢的质量。

②表面上看起来脱碳量很多而实际效果很差。钢中气体来不及扩散逸出,夹杂物不能很好上浮,相反,由于钢水飞溅,钢渣被翻四周,钢水面暴露在电弧下,大大增加了吸气机会,钢中气体含量反而增加,使钢质量恶化。

③影响碳的正确控制,容易造成脱碳过低等。

④钢水溢出炉外,使钢水量减少,又不易正确估计,影响成分的正确控制,有时还会浇出短锭。

⑤炉衬,尤其是炉底受损较大。

⑥炉内压力猛增,火焰钢渣剧烈喷吐易发生安全事故。

⑦大沸腾时炉渣飞溅到炉壁处侵蚀炉壁,到还原期淌下,还原期造渣困难且易回磷。防止大沸腾的方法:在冶炼过程中要防止大沸腾,首先从思想上要做到严肃认真;在操作上要做到加矿时,熔池内的炉料要熔清,并必须具有足够的加矿温度,加矿速度与升温速度相适应,两者要控制好,使熔池保持有均匀的沸腾。

63熔氧结合技术的工艺操作要点及特点是什么?

电极穿井到底后,炉底已经形成部分熔池。在炉门附近炉料达到红热程度时(950℃以上),及时吹氧助熔(但也不宜过早)。吹氧开始时,先切割炉门及两侧的炉料,打开吹氧通道,然后切割靠近电极“搭桥”的大块炉料,再切割炉坡附近的炉料。炉料全部浸入熔池后,立即在渣钢界面吹氧提温,以尽快熔化废钢。如果含碳量偏高,可将氧枪浅插钢水进行吹氧助熔。当炉料熔化至80%左右,及时根据实际情况分批加入炉料来调整炉渣,使其具有合适的碱度,强的氧化性,足够的渣量及良好的流动性。当获得满意的炉渣并作用一段时间后,更换新渣以加速磷的去除。炉料熔化至90%时,取参考样分析C、P等元素的含量。炉料熔清后,根据钢液中磷含量的高低,采取流渣或扒渣操作。如果碳含量偏低,应先扒渣增碳后造新渣。继续升温,在温度及渣况良好的情况下进入氧化期操作。

熔氧结合技术的特点如下。

(1)减少钢液吸气量 在熔化期,炉料及炉气中的水分和空气在电弧的高温作用下,被分解成H、O、N等原子,这些原子状态的H、O、N会直接或间接通过炉渣层溶解于逐步升温的钢水中。为了减少钢水在熔化期的吸气量,有效的方法是尽早造渣以覆盖钢液面,及时作好吹氧助熔工作。由于C-O反应使钢液产生小沸腾,有利于降低钢液中的含气量。实践表明,在吹氧助熔条件下,可使钢中的[N]降低1/3~1/4,[H]降低约1/5。此外,在吹氧助

熔过程中,由于氧与钢水中的碳、硅、锰、铁等元素反应,并产生一定热量,有利于缩短熔化期的熔炼时间,同时也降低了电能消耗。

(2)提前脱磷 根据脱磷的热力学条件,熔化期的钢液温度较低(约为1500~1540℃),是低温脱磷的最佳时期。如果炉渣具有一定的氧化性和碱度,脱磷能力会大大提高。实践表明,当炉渣R=2.5,w(FeO)=12%~18%时,对于脱磷最为有利。由于氧化期的吹氧助熔使炉渣中FeO含量大幅度提高,使炉渣具备了上述条件,所以在氧化期就可以提前脱磷。如果炉料情况正常,基本能将钢液中的P控制在标准含磷量的一半以下。

64哪些工艺因素会引起直流电弧炉抢火?

(1)配电操作不当 在每次送电起弧的时刻,阳极电压都有一定程度的升高,其升高的变化率与废钢的导电性以及炉底的电导率密切相关。当废钢的导电性不好时,起弧困难,在建立稳定的电弧的过程中,阳极电压会大幅向上波动,配电时冒进,就会增加抢火的概率。

(2)不连续生产模式对炉体绝缘性能的影响 每天进行冷炉启动时,由于炉内没有钢水,废钢与导电炉底的接触面积减少了,同时还残留下一定量的氧化渣,又增加了一些电阻,这必然会使得复产送电时阳极的对地电势上升。

(3)导电炉底耐材的修补,对炉底电阻的影响 热修补的烧结过程中炉内温度很难达到1000℃以上,导电热补料在结合剂未经碳化之前,导电性主要来自于石墨,这时结合剂的电阻较高。随温度升高,结合剂开始碳化。在碳化完成后,结合剂在颗粒周围形成一层结合碳膜,此膜使得导电性变好,从而获得稳定的低电阻。在热补料未烧结前复产送电,阳极的对地电势一般会达到150V以上,如绝缘件抵抗不了,抢火事故就发生了,随着炉温的上升,炉底耐材电阻下降,阳极的对地电势逐步下降至1~2V,威胁解除。

(4)设计理想化,绝缘件保护的耐压范围不大 阳极的导电铜管的绝缘管夹固定螺丝以及导电铜管与邻近的水管、液压管的距离相当小;当阳极电压异常高时(大于200V),偶尔会出现放电而损坏设备。

导致抢火事故的发生归根结底是绝缘件的耐压性能不行。

65如何避免直流电弧炉抢火?

(1)优化热补炉工艺 在热补过程中,要尽可能地让热补料较平整地摊在炉底,有利于热补料的烧结同时也有利于电流能均匀地分布,防止局部导电而影响起弧。在修补炉坡之前,炉底中央的导电区域用一圆盘遮盖起来,防止炉坡料、喷补料流到炉底中央,保证导电区域的面积。

(2)改善绝缘 为防止重金属下渗对绝缘的影响,在整个下部炉壳底都铺上一层耐高温的云母板,之后才在绝缘板上填充耐材进行砌砖作业;导电炉底和炉壳之间增加两层绝缘板,并在绝缘板之间填充CS13绝缘耐火材料。给全部的导电铜管穿上一层绝缘壳,保证铜管不受散落的废钢以及钢渣的影响,给固定铜管的螺丝套上绝缘管,解决了两者之间距离小的问题,同时将与导电铜管距离近的水管或液压管进行调整(距离大于100mm)或包扎绝缘材料。对于与阳极、阴极相连的冷却水胶管必须采用不含钢丝的胶管,防止漏电。

(3)规范、优化冶炼操作 在冷炉启动时保证加入炉的垫底废钢干燥、干净和轻薄,这样的接触面积大,其导电性能就相对较好;保证加入的垫底废钢量适中,没有任何废钢与炉壳水冷件接触;利用助熔设备对废钢进行预热,局部形成熔池;关闭电极喷淋水冶炼直到起弧稳定;送电持续到将阳极的对地电势降到50V以下后,方可装第二次料继续生产。

(4)精心维护 定期、定人、定时对各绝缘件、接地线进行巡检,对其上的积尘、积渣进行清理。保证每次冷炉启动前进行一次吹尘工作。定期对绝缘件碳化的表面进行打磨,保证其绝缘性。

66不锈钢泡沫渣工艺技术的内容是什么?

电弧炉泡沫渣成型工艺在碳钢和低合金钢生产中已经使用了许多年,但还未成功地应用于不锈钢生产中。这是由于不锈钢中的铬含量高且铬与氧形成的铬氧化物与氧化铁性质不同。前者大大改变

了渣的黏度,而且在渣中的溶解度相当弱。另外,铬氧化物与碳的还原反应强度达不到氧化铁的高度,从而气体发生量很少。新的泡沫渣成型技术包括:在电弧炉中喷入由废钢、碳和压块物组成的并制成特定密度的团块来控制渣的黏度;压块的理想原料是钢厂的废弃物,如电炉、LF炉、AOD炉、转炉的炉尘和淤泥、轧钢的氧化皮、连铸机的氧化皮等;石灰石能改善气体的形成;能使密度大于3.1g/cm³的压块加入后位于炉渣和金属界面之间,使用高碳铬铁或者废钢可提高混合物的密度;良好的泡沫渣取决于炉渣的黏度,而炉渣的黏度又取决于温度和碱度。低碱度需要低温(1500~1550℃),但石灰不能完全熔解。而高碱度需要高温(1600~1650℃)来使石灰完全熔解;通过控制添加物的强度和时间来控制渣的高度,实现电弧的完全覆盖、减少噪声,使变压器分流最大化和较大的温度梯度(11~13K/min)。更具体地说,团块中应有高碳铬铁(FeCrHC)或废钢,以实现所需的密度;团块的密度高于3.5g/cm³时能保证团块直接位于渣下面。另外,温度和碱度影响渣的黏度,两者的趋势变化对渣的黏度的作用相反。

67泡沫渣的优点是什么?

采用水冷炉壁、炉盖技术、能提高炉体寿命,可它对400mm高的耐火材料渣线来说作用是有限的。当电炉泡沫渣技术的出现,其炉渣发泡厚度可达300~500mm,是电弧长度的2倍以上,电炉可以实现埋弧操作。电炉埋弧操作,可解决两个方面问题:一方面,埋弧操作真正发挥了水冷炉壁的作用,提高炉体寿命;另一方面,埋弧操作使长弧供电成为可能,即大电压、低电流。它的优越性在于弥补了早期“超高功率供电”的不足,带来了以下优点:提高炉衬寿命,降低耐火材料消耗;电损失功率降低,电耗减少;电极消耗减少;三相电弧功率平衡改善;功率因数提高。EBT电炉因熔池形成的早,采取适当高配碳、提前吹氧使炉渣发泡。

68影响泡沫渣的因素有哪些?

电炉炼钢过程中泡沫渣操作是在熔末电弧暴露——氧化末期进行,它是利用向渣中喷碳粉和吹入氧气产生的一氧化碳气泡,通过

渣层而使炉渣泡沫化。良好的泡沫渣要求长时间将电弧埋住,这既要求渣中要有气泡生成,还要求气泡要有一定寿命。增加炉渣的黏度,降低表面张力,使炉渣的碱度为2.0~2.5,(FeO)=15%~20%等均有利炉渣的泡沫化。

吹氧量。泡沫渣主要是碳-氧反应生成大量的CO所致,因此提高供氧强度既增加了氧气含量又提高了搅拌强度,促进碳-氧反应激烈进行,使单位时间内的CO气泡发生量增加,在通过渣层排出时,使渣面上涨、渣层加厚。

熔池含碳量。含碳量是产生CO气泡的必要条件如果碳不足将使碳-氧反应乏力,影响泡沫渣生成,这时应及时补碳,以促进CO气泡的生成。

炉渣的物理性质。增加炉渣的黏度、降低表面张力和增加炉渣中悬浮质点数量,将提高炉渣的发泡性能和泡沫渣的稳定性。

炉渣化学成分。在碱性炼钢炉渣中,FeO含量和碱度对泡沫渣高度的影响很大。一般来说,随FeO含量升高,炉渣的发泡性能变差,这可能是FeO使炉渣中悬浮质点溶解、炉渣黏度降低所致。碱度在指数2附近有一峰值,此时泡沫值高度达最大。

温度。在炼钢温度范围内,随温度升高,炉渣黏度下降,熔池温度越高,生成泡沫渣的条件越差。

69如何控制泡沫渣?

良好的泡沫渣是通过控制CO气体发生量、渣中FeO含量和炉渣碱度来实现的。足够的CO气体量是形成一定高度泡沫渣的首要条件。形成泡沫渣的气体不仅可以在金属熔池中产生,也可以在炉渣中产生。熔池中产生的气泡主要来自溶解碳和气体氧、溶解氧的反应,其前提是熔池中有足够的碳含量。渣中CO主要是由碳和气体氧、氧化铁等一系列反应产生的,其中碳可以以颗粒形式加入,也可以粉状形式直接喷入。事实证明,喷入细粉可以更快更有效地形成泡沫渣,产生泡沫渣的气体80%来自渣中,20%来自熔池。熔池产生的细小分散气泡既有利于熔池金属流动,促进冶金反应,又有利于泡沫渣形成,而渣中产生的气体则不会造成熔池金属流动。

美国、德国等开发的水冷碳-氧枪,专门用于由电炉炉门操作造泡沫渣,效果特别好,国内现已大量采用。最近,德国、意大利开发的碳-氧-燃复合式炉壁喷枪,可据炉内不同阶段,进行氧-燃助熔、碳-氧造渣、吹氧去碳及二次燃烧等强化用氧操作。这种复合式炉壁喷枪实现了关炉门操作,其效果是:消除冷点、造渣埋弧、加速反应及回收能量。

70影响电炉的脱磷的因素是什么?

脱磷有还原脱磷:

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氧化脱磷如下。

满足去磷的五大因素:

①较低的温度(1520~1550℃);

②较高的碱度;

③较高的FeO浓度或称强氧化性;

④合适的炉渣黏度或良好的炉渣流动性;

⑤足够的渣量。

当然这只是去磷,要保证成品中磷满足规定要求,还需防止回磷,这除了及时流渣之外,对还原期在电炉上进行的“老三段”工艺来讲,进入还原前基本除尽氧化渣才行;而对有钢包精炼炉的工艺来讲,必须防止“下渣”一在出钢过程中或出钢末有渣流入钢包。超高功率电炉的最大特点是:功率大升温快,缩短冶炼时间,从而提高电炉的生产能力,使之能与转炉相媲美。增大供电功率无疑能使熔化期的时间缩短,但氧化期时间能否缩短却很大程度上取决于炉前操作,特别是脱磷操作是否合理,如果因去磷进行不好而不得不降低升温速度,反复造渣,就影响了超高功率水平的发挥,即失去了超高功率电炉大功率快速升温的优越性,如果去磷效果不佳而盲目地继续升温就会造成质量事故。

71碳高磷低时如何脱磷?

这种情况对于超高功率电炉而言是最理想的,从工艺角度要求配料满足熔清磷低碳高。氧化期的主要任务是去碳,在去碳反应进行的同时流渣,碱度合适、流动性良好,一般终点磷很低。在强氧去碳时,注意炉渣的流动性一定要好,换渣不需大渣量,应在加石灰的同时加入一定量的稀渣材料和氧化铁皮或少量铁矿石。加氧化铁皮保证炉渣中一定的FeO浓度,对改善炉渣的流动性、去磷和对炉渣氧化性的要求都是有益的。防止炉渣过黏是防止产生大沸腾的关键。只要炉渣的流动性好,即使吹氧强度很高也不会产生大沸腾而如果渣很黏即使吹氧强度较低,到一定时候也会有大沸腾。这实质上是CO气泡能否连续排出熔池的问题。渣黏的话,CO气泡穿透渣很困难,C-O反应继续进行就困难,在碳高情况下,不断吹氧,C-O反应浓度积达到一定值必然导致爆发性的C-O反应——大沸腾。

72碳高磷高时如何脱磷?

这种情况最需谨慎。首先,前期必须控制升温速度,要低温去磷,不要忙于脱碳。熔化渣去除后,立即造新渣,注意炉渣的碱度和FeO含量,流动性要好,渣量要大。经验判断或取样分析钢中磷已降到小于0.025%,吹氧去碳升温,自动流渣,流渣量要大,残存渣低于20%;再造一次渣,只是渣量小些,边吹氧边流渣。在取样分析磷低于0.020%,方可进入还原或出钢去精炼。注意在去碳时要考虑熔池温度,尽量使去碳与升温同步及终点磷、碳、温度同时符合工艺要求。高碳情况下,钢液温度上升很快(C-O)反应放出化学热和C-O反应促进传热,须适当控制输入功率,避免在高温停电情况下吹氧去碳,造成电能浪费。

73碳偏低磷偏高时如何脱磷?

首先放尽熔化渣,然后加入石灰和氧化铁皮或碎矿石,渣量偏大,在通电化渣同时渣面浅吹氧化渣。不要深吹氧,在经验判断或取样分析去磷已完成的情况下,升温和深吹氧,大量流渣。因为碳偏低,前期必须保碳以便在中后期利用少量的碳通过C-O反应实现自动流渣(没有C-0反应,自动流渣是一句空话)。流渣后再造一次渣。如钢中碳低于0.10%左右,成品碳允许的情况下,可在终点前向钢中喷吹碳粉,只是量不超1kg/t钢,碳粉须干燥洁净。

这样,一方面可产生CO气泡流渣,另一方面可降低钢中的[O],提高和稳定还原期(有精炼炉的就是精炼期)合金的收得率。同样,取样分析[P]<0.020%方可进行下一步操作。高磷低碳情况,一般在去磷完成后,氧化后期可大功率快速升温,因为碳低,C-O反应量小,无大量化学热,但要注意造泡沫渣;另外氧化期时间拖长了,钢中[C]会很低,容易过氧化。当然,如果在熔清后采取措施增碳,对氧化后期的操作特别是均匀温度是很有帮助的。

74氧化期节电措施有哪些?

熔氧结合工艺。经在炉底铺垫过石灰和矿石,由于所用废钢质量较差,在操作过程中常遇剧烈沸腾,造成喷溅事故,或炉内反应剧烈而使炉气压力太大,冲垮炉盖。只是在装料前加入垫底石灰,约占料重的1.0%~1.5%。当炉中形成熔池后再补加一部分石灰,约为1%,在吹氧助熔时加入铁矿石,其渣量控制在4%~5%。熔清后,根据成分分析结果,可采用流渣或扒除部分炉渣,使熔化期脱掉50%以上的磷。在熔氧结合时也同时进行着吹氧氧化,达到以氧代矿的目的。采用综合氧化法,达到了以氧部分地代替电的目的。它既弥补了矿石氧化法冶炼时间长、成本高的缺点,又弥补了吹氧氧化脱磷效果差的不足,利用矿石脱磷、吹氧脱碳,将脱磷、脱碳、升温、脱气、去夹杂有机地结合起来,取得了较好的效果。采用泡沫渣操作技术。在氧化期吹氧时,采用深吹和浅吹相结合,吹氧产生的CO气泡会促进泡沫渣的生成,又因CO通过钢液转到渣液遭遇逸出,对钢渣却有很强的搅拌作用,因而使钢渣中磷都较均匀,加速了脱磷反应。另外,产生很厚的泡沫渣,能盖住因增大二次电压产生的长电弧,减少热损失,降低电耗,缩短冶炼时间,提高生产率。还能降低电极扩侧面氧化所引起的消耗,延长炉衬寿命等,直接影响到产品质量好坏。

75氧化期操作要点是什么?

在氧化顺序上,先磷后碳;在温度控制上,先低后高;在造渣上,先大渣量脱磷,后薄渣脱碳;在供氧上,可先进行矿石或综合氧化,最后以吹氧为主。

①熔清后取样及测温(温度不低于1550℃)。

②氧化、测温符合要求,渣况良好即可分批加矿石,每批加矿石量不得超过料重的1.0%~2.0%,每批间隔时间需大于5min。

③脱碳速度每小时大于或等于0.06%;脱碳量为碳大于0.30%。

④调整渣况。当氧化沸腾开始,采用流渣要求炉渣R=2~3,炉内渣量控制在3%~4%。氧化期后阶段,应使炉渣流动性好,渣层要薄,渣量控制在2%~3%左右。

⑤期中取样分析及控制终点碳。为了掌握磷、碳氧化程度,在沸腾开始流渣两批后,应及时取样分析碳和磷的含量,以便决定下步操作。

⑥温度控制。氧化期总的来讲是一个升温阶段,升温速度的快慢根据钢液磷的情况而定。到氧化期时必须使钢液温度升高到大于该牌号钢出钢温度的10~20℃。

⑦净沸腾。当温度、化学成分合适,就停止加矿石,调整好炉渣,让熔池进入自然沸腾(5~10min),使钢液中的残余含氧量降低,并使气体及夹杂物充分上浮,以利于还原期的顺利进行。

⑧扒渣。氧化期,炉渣中FeO含量很高,又含有P₂O₅,为了还原期脱氧及防止回磷必须扒渣,扒渣的条件是扒渣温度高于出钢温度10~20℃;扒渣前碳、磷及其他限制性成分应符合要求。

⑨增碳。如果氧化末期碳含量过低需增碳,可在扒渣后裸露的钢液面上撒加纯净、干燥的碳粉,进行增碳。

76炉盖崩塌有什么危害、炉盖崩塌实质原因是什么?

炉盖崩塌是电弧炉冶炼过程中的恶性事故,炉盖崩塌时,几吨重的耐火砖落入炉内,钢渣四溅,若电极水圈亦落入炉内时,与炉内已形成熔池的钢液重新响起爆炸声,炸断电极,大火夹着钢渣、耐火砖、废钢等冲出炉体,常常引起火灾,会对炉体附近二十余米内的设备、人员造成极大威胁。防止炉盖崩塌事故是炼钢生产安全工作的重要课题。炉盖崩塌是炉内爆炸性事故的二次事故,其实质是由于炉内突然发生爆炸时产生了强大压力,超过了炉内所能承受的力,冲垮炉盖,造成炉盖崩塌事故。炉盖发生崩塌事故的主要原因有三个方面:一是炉料内混有密封容器或炸弹等易炸物;二是炉内瞬间CO排放过快,达到了爆炸极限;三是炉墙漏水且钢水淹没漏水点。另外,炉盖在使用过程中腐蚀严重,厚度减小,不能承受炉内压力,也是另一因素。在炉内发生爆炸事故的原因中,炉料中混有密封容器或炸弹等易炸物资是外界因素,炉内CO排放过速是条件因素,炉墙漏水或炉盖腐蚀严重是设备因素。炉盖崩塌事故多发生的氧化法冶炼的钢种,而返回法及装入法冶炼钢种极少发生;炉盖崩塌事故多发生以氧化法冶炼的钢种的各个时期,如装料后可能发生,熔末、氧初可能发生,还原期或出钢期也可能发生。

77炉盖崩塌的特征是什么?

事故前要发出一声闷响;装料后,还原期或出钢时发生的炉盖崩塌比较突然,一般无先兆;熔末、氧初发生的炉盖崩塌事故有时要冒白烟,然后跑大火、喷溅。

78炉盖崩塌事故为什么多发生于氧化法冶炼的钢种?

氧化法、返回法、装入法是电炉炼钢的三种方法。由于其冶炼方法有区别,因而对钢铁料的要求也不同,氧化法冶炼的钢种在氧化期,能大量去除钢液中的气体,夹杂及有害元素,一般多采用普通废钢做钢铁料,普通废钢中含有大量铁锈,并附有泥沙、耐火材料等,是炉中酸性物资的来源,有的容器还有密封容器等可爆物料。这些可爆物料在高温条件下就会发生爆炸,爆炸时产生强大压力,冲垮炉盖,造成炉盖崩塌事故。其次,氧化法冶炼的钢种配碳较高,一般都超过该钢规格0.4%~0.5%,为钢液中碳氧反应奠定了充足的物料基础。再次,氧化法冶炼的钢种不但熔化末期要向钢液供氧,氧化期也要向钢液大量供氧,氧化法反应其反应物为CO气体,CO气体是可燃气体,达到一定比例就会发生爆炸,在常温下,CO的爆炸极限是12.5%~74%,在高温高压下其爆炸极限范围变窄,所以炉内发生爆炸,将炉盖冲垮,造成炉盖崩塌事故。而返回法或装入法出于无氧化期,对钢铁料要求高,工艺上采用钢种或近似于本钢种清洁少锈的返回料,配碳又不高,所以极少发生过上述问题。

79造成炉盖崩塌事故的原因是什么?

从装料后发生的炉盖崩塌事故看,装料又分为装主料和装余料,装主料的炉子刚出钢,炉墙发红,炉中温度较高;装余料时,由于炉中大部分料快熔化了,炉中温度亦较高;此时装入料子,盖好炉盖,如料子中混有密封容器或炸弹等物,受热后,就会发生爆炸,冲垮炉盖,造成炉盖崩塌事故。从熔末、氧初发生的炉盖崩塌事故看,熔化期和氧化期的任务虽然不同,但在冶炼条件和完成任务手段上都有共同之处。

①钢液表面都有一层炉渣。

②钢液中含碳量较高。

③都要向钢液大量供氧。

由于向钢液大量供氧,都有产生CO气体进入炉气的过程。正常情况下,CO穿出炉渣进入炉气中与炉气中氧发生反应,生产CO₂,此时炉中出现异常情况,如吹氧时垮料,猛烈地振动着钢水,增大了碳氧反应的速度,炉中瞬间产生了大量CO气体,达到爆炸极限,从而发生爆炸,冲垮炉盖,造成炉盖崩塌事故。又如低温加矿和加矿过猛过多时,由于矿石不能及时反应,当炉中温度上升时,矿石在熔池中形成堆积区,瞬间反应时,产生大量CO。另外还有一种情况,炉渣碱度过低或渣子太稠时,炉渣透气性极差,极大阻碍了CO气体逸出,使CO大量聚集在炉渣与钢液界面之间,当压力达到一定程度时,突然冲开炉渣表面,进入炉气,发生爆炸,冲垮炉盖,造成炉盖崩塌事故。

80为什么炉盖崩塌事故有时先冒白烟、跑大火、喷渣?

炉盖崩塌事故是一种炉内发生爆炸现象后的二次事故,闷响不是炉盖崩塌的声音,而是炉内爆炸声,由于被几吨重的炉盖盖着,所以声音沉闷。装料后还原期包括出钢时发生的炉盖崩塌事故比较突然,是因为此时炉内已具备爆炸条件,只需温度达到。而炉墙漏水点或钢水损坏炉墙内爆炸,只需钢水淹没。而熔末、氧初发生的炉盖崩塌事故首先有CO在炉气中聚集的过程,在这个聚集的过程中,如炉渣SiO₂含量相对较高时,炉渣就冒白烟。

据多次熔末、氧初冒烟后发生的炉盖崩塌事故的炉渣分析,炉渣中CaO含量是SiO₂的0.15倍左右,而正常炉渣为2倍以上。当CO气体开始在炉气中迅速聚集时,炉内气压增大,就会发生跑大火、喷渣现象,它表明炉内CO与氧正在迅速反应。脱氧是还原期的重要任务,为达到这个目的,还原期都要向炉中加入一定量碳粉,其生成物也是CO气体,由于其反应在界面进行,量小且慢,进入炉气后能较为完全产生CO₂,不会造成CO聚集。此时发生的炉盖崩塌事故原因大都是炉墙漏水或钢水损坏炉墙所至。由于漏水点被钢液淹没,水在高温条件下,迅速变成水蒸气,体积扩大上千倍,水越漏越多,压力越来越大,当压力达到一定程度时,突然发生爆炸,冲开钢液、炉渣,冲垮炉盖,造成炉盖崩塌事故。其实,由于漏水或钢水损坏炉墙造成炉盖崩塌事故,熔化期和氧化期也可能发生,就是氧化法可能发生,返回法和装入法也可能发生。

81如何预防炉盖崩塌事故?

把好钢铁料配料关。就是要从废钢采购,入厂验收、配料前分选三个环节,严格把关,杜绝炸弹、密封容器入场入炉。特别要把好配料前分选关,这是防止易炸物入炉的最后一道关口。

把好消除CO爆炸条件关。

①从工艺入手,向炉气中钢液中加适当的惰性气体。根据可燃气体-助燃气体-惰性气体爆炸范围原理,在向可燃气体二成分系统中逐渐添加惰性气体时,爆炸上限值向下限值逐渐靠近,所以加入惰性气体可以预防CO气体爆炸。

②从操作入手,首先,装料前垫底石灰用量要保证,确保炉料熔化后炉渣中有适当的碱度,特别是当炉料中泥沙较重时;其次,当熔末氧初发现炉内冒白烟时,应进行换渣操作,增加炉渣中CaO含量,渣子太稠时,及时稀渣,增加炉渣透气性,使钢液中碳含量较高,钢液温度上升时,防止CO气体爆炸。

把好维护使用设备关。一是检查好漏水点,做到三查,装料前查、气化前查、出钢前查,发现漏水点,及时处理;二是更换好炉盖,炉内压力较大,高温时炉墙腐蚀也较大,要保证炉盖能承受炉内较大压力,必须加强炉盖检查,特别是当炉盖使用后期,炉盖腐蚀严重,当低于一定厚度或有损伤要及时更换。特别强调的是:预防炉盖崩塌事故一是要“防”,二是要“避”。防就是要采取有效措施,防止炉盖崩塌事故发生。“避”就是要避免人员伤亡。避免人员伤亡要注意四点:一是要保持炉前操作者活动范围,物料摆放整齐,留有足够的活动空间和安全间距;二是装料或出钢倾斜炉时,操作人员要站在安全位置上;三是操作时注意力集中,炉中跑大火时,现场人员要及时避让;四是对操作工人,特别是新进入岗位人员要进行防炉盖崩塌事故措施教育、自我防护能力教育,防止炉盖崩塌时造成人员伤害。

82为什么加矿要流渣,还要随加石灰?

加矿使熔池中的磷氧化而进入炉渣,使炉渣中五氧化二磷的含量不断增加,同时由于铁矿中含有一定量的二氧化硅也使炉渣碱度降低。这样,炉渣的去磷能力就逐渐减弱,如果温度升高,还会产生回磷。因此,在加矿后待反应充分,就要进行流渣。流渣之后补进适量的石灰,以补充渣量和保持足够炉渣碱度,同时,还要加入小块矿石来增加渣中氧化铁含量,为继续去磷创造良好的条件。

83为什么除渣时向渣面上撒加碳粉,炉渣就立即呈泡沫状,应注意什么?

在扒炉渣时,有时渣子很稀,像水一样,造成扒渣困难,延长扒渣时间。为了尽快地扒除炉渣,有时在渣面上撒一些碳粉,使碳与渣中氧化铁反应,生成一氧化碳,从而使炉渣起泡沫,这样能迅速地把炉渣扒完。但加碳粉时要注意,应少而均匀地撒在渣面上,防止钢水产生增碳和回磷。

84为什么要规定除渣时的钢水成分和温度?

除渣时的钢水成分首先要控制好碳、磷两个元素。因为去磷是一个氧化反应,在还原期中不但无法进行去磷,还会发生回磷。一旦回磷,只能进行重氧化。一般规程要求比成品能除渣。钢含磷量的上限要低0.010%~0.020%才能除渣。碳如果控制不好,还原期只会增碳不能去碳,一旦发现碳高也只能重氧化,造成冶炼时间延长、炉体损坏、合金料浪费等损失。如果碳过低,除渣后必须增碳,又会使钢液气体、夹杂增加,温度降低,冶炼时间延长,同样不利。要有一定的除渣温度:由于还原期钢液平静、熔池没有沸腾,升温很不容易,给大电流只能使电弧下的钢水过热,吸气大增(没有沸腾,故不能去气)。同时电弧热能大量反射到炉顶、炉墙,使它们过早损坏。所以还原期一般只是保温过程,升温到出钢要求,这个任务规定在氧化期完成。再考虑到扒除氧化渣、重造还原渣以及加铁合金使钢液合金化时的降温,常要求氧化末期除渣时的钢液温度要高于出钢温度20~30℃,至少不低于出钢的温度要求。

85吹氧脱碳过程中如何估计钢水含碳量?

吹氧脱碳过程中可采取以下方法估计钢水含碳量:

①根据吹氧氧气管的口径、氧气压力大小、插进钢水的位置结合实践经验来估算1min的脱碳量。

②根据吹氧时炉内冒出黄烟的量来估计钢水中的含碳量。黄烟浓、多,说明含碳较高;反之较低。当碳小于0.30%,黄烟就相当淡了。

③根据吹氧时炉门口喷出来的火星粗密或密疏来估计钢水中的含碳量。火花分叉多、火星粗密则含碳量较高,反之较低。

④根据吹氧时火焰长短来判定。当火焰收缩时,一般含碳量小于0.10%。

⑤根据炉渣稀和稠来估计含碳量。一般含碳量低,炉渣就稀。

⑥根据吹氧过程中用样与取样看碳火花粗密、细疏来估计钢水含碳量。粗密则含碳量高,反之含碳量低,这是比较常用的一种方法。

⑦取样,在砂轮上磨火花估碳。

⑧看断口晶粒粗细估碳。

⑨取片样折断,从韧脆程度估碳。以上几种方法都是估计含碳量的经验方法。经验丰富的老工人估计的含碳量往往只有0.01%~0.02%的误差。

86为什么氧化期可以凭着碳火花来较准确地估计钢水含碳量,而还原期就不容易?

氧化期钢液中含氧量较高,当钢液从炉中舀出时,钢液温度下降,使氧与碳之间的平衡破坏,相互反应产生一氧化碳气体逸出,使钢液爆裂。钢水含碳愈高,产生一氧化碳愈多,爆裂愈厉害,火花就愈多,所以从火花冒的多少可以判断钢液的含碳量,并且估碳时低碳钢又比高碳钢容易准确估计。还原期由于钢液中氧含量减少,低于钢液中碳氧的平衡值,故当钢液取出时火花冒出较少,所以较难判断钢液的含碳量。另外,还原期钢液中已有硅、锰等合金元素,破坏了火花分叉和碳含量的对应关系,所以不能按氧化期的经验来判断此时的含碳量。

87为什么氧化期要有足够强烈的均匀沸腾?

(1)去夹杂 熔末的钢水是比较脏的,当中含有许多从原料中带来的非金属夹杂物,如SiO₂、Al₂O₃、MnO等。它们以细小的颗粒分散在钢液中,这种东西如果保留到成品钢中去,会破坏钢的力学性能。但是通过沸腾,由于气泡的搅动,它们彼此增加了接触机会,就很容易聚合在一起,甚至互相融合,体积增加,在钢液中受到的浮力也增加了,就有可能从钢中浮起进入渣中而得到清除。另外,它们也很容易吸附在上升的气泡表面,随着气泡一起上升进入渣中。

(2)均匀升温 电炉依靠电弧来加热钢液,升温是比较容易的。但是热量集中在三个电极下的电弧区域内,因此很容易造成温度的不均匀,电弧下的钢水可以过热(过热伴随着吸收大量气体),而远离电弧的钢液升温就比较慢。试验证明,在平静的熔池中,炉渣温度高于钢液40~80℃,渣下钢液温度高于炉底钢液50~70℃,中部钢液温度高于炉壁钢液30~40℃。但是只要有了沸腾,情况就改变了。强烈的沸腾搅动了钢液和炉渣,使传热速度加快,减少了熔池温度不均匀。在沸腾熔池中测量的温度差别已经小于5℃。这实际意味着加热速度大大提高,弧区的热量被钢液迅速吸收,同时也减少了电弧下钢液的过热,减少了气体的吸收。

(3)去气 熔化末期,钢液中溶入了大量的氢气、氮气。氧化期要靠沸腾来去气。碳氧化产生的CO气泡对溶于钢种的气体来说,好像是一个真空地带(气泡中没有H、N),当CO气泡从钢液中穿过的时候,在气泡表面的H和N就会迅速结合成H₂、N₂分子而进入CO气泡,随CO气泡排出钢液。所以碳氧化越激烈,产生气泡越大,沸腾去气也越多。沸腾时间越长,去气作用也越大。

88为什么氧化期要有一定的脱碳量?

当钢液中的碳大量氧化时,产生许多CO气泡,穿过钢液逸入大气,其现象如同水烧开时一样,叫做碳氧化沸腾。碳氧化沸腾在冶炼中起着极为重要的作用,是冶炼中排除气体、夹杂和促进均匀升温的重要手段。但是不能在注意到一个倾向的时候,忽视了另一个倾向。当沸腾时,通过炉渣还在吸入一部分气体。沸腾越强烈,时间越长,通过炉渣吸入的气体量也越多。尤其当沸腾太强,把渣翻开,露出钢液面时,吸气更多。沸腾并不是越猛烈越好,时间也不是越长越好,而是有一个合适值。对于靠加矿氧化的冶炼来说,表示沸腾强度的降碳速度合适值一般是0.08%~0.15%C/min,平均在0.10%C/min。这就是一般说的强烈均匀沸腾。表示强烈沸腾时间的脱碳量合适值一般在0.20%~0.40%C,即时间在20~40min为宜。对于熔氧合并、矿氧结合的氧化操作来说,由于吹氧促进了熔池的搅拌和去气,因此对脱碳量的要求已成为大于0.1%C,即时间不少于10min了。实践证明氧化期缩短之后,对钢的质量并无明显影响。

89怎样舀取有代表性的试样分析,为什么还原期要求在白渣下或弱电石渣下取样?

取样的目的就是要掌握某一时刻钢液的温度和化学成分,以便对操作起指导作用,所以取的试样必须能反映出熔池中比较真实的情况。但是熔池各部位的温度和成分是不均匀的,所以取样前,首先要充分搅拌熔池,使之尽量均匀。但因人工搅拌不能完全消除熔池温度、成分的不均匀,因此,为减少因取样部位不同带来的误差,要求每次取样部位基本不变。取样部位一般是在炉门至2号电极中间,熔池深度的1/3~1/2位置上。另外,取温度样时还要求取出的样勺表面上覆盖一层熔渣,否则就难以正确计算结膜的开始时间。同时在取出过程中,样勺内钢水散热很快,增加了测温的误差。还原期要求在白渣或灰白渣下取样分析,因为炉渣发黄或发绿就说明渣中还有较多合金元素尚未还原,这时取钢样分析,结果就会偏低。以后随渣色变白、灰白,渣中合金元素被还原进入钢中,钢液成分还会改变。如渣色过灰(指强电石渣),取样时炉内增碳反应还在继续,钢水含碳量尚不稳定,且有时样勺内钢水也有可能被炉渣增碳而使分析不正确。

90怎样取好片状分析试样?

因为钻样费时,所以炼钢过程中经常要取片状试样去化验室分析成分,尤其是氧化期。取片状试样前,首先应检查一下片样板是不是平,如果不平应该敲平,最好能用砂轮或砂纸磨光。另外发现片样板有铁锈也应磨去。然后检查一下片样板是否干燥,因为片样板干燥并经预热以后,取样比较容易。如潮湿的话就在取样勺上先预热并烘干。如发现样板上沾有灰尘等污物,要擦去,否则会影响分析结果,而且会使钢水沾不上样板。用样勺将钢水取出后先刮掉勺面覆盖的炉渣,使钢水裸露,如属氧化期试样,就立即插入少许铝条(插铝后使碳分析正确,并且容易取得较薄的片样,但铝条接触炉渣会产生回磷,要注意防止)。如果是还原期试样,为了防止影响硅的分析正确性则不插铝条。然后将样勺钢水细流均匀地倒下,而取片样的人则快速接取。如片样板划动过慢,会使片状样取得较厚,分析时不易弄碎。此外,应注意几点安全问题:接取时,片样板的运动方向上不得有人,移动幅度不宜过大,以免烫伤人;钢水注流要均匀,并且不宜过粗;操作人员必须思想集中,戴好手套,不得裸露手臂,防止烫伤。

91片样和钻样的分析结果有些什么差别,为什么?

片样和钻样在化学成分分析结果上稍有差异。一般片样化学成分分析结果容易偏低,尤其碳的成分约偏低0.005%~0.02%,而钻样则比较准确。其主要原因是片样只有薄薄的一层,容易氧化。但片样分析的优点是快速,只要工作细致,掌握规律,还是很有实用意义的。

92为什么浇化学分析试样和光谱分析试样时,有时会冲熔样模?

样模一般用生铁铸成,其熔点比钢水温度低,从理论上讲样模遇到钢水就会熔化。但是由于钢水进入样模并与样模接触时,会遇到激冷而生成一层铁壳收缩起来,相反样模受到钢水的加热又会膨胀,这样钢水与样模实际上是不相接触的,中间有一层铁壳,又有一个缝隙,样模就不会熔化。如果钢水温度过高,或浇的时候集中在样模的一点上,样模就会因钢水的冲击而熔化。另外,钢水如集中从样模口上冲下去也会使样模口熔化,所以要求从样模的中间细流浇下去。如果温度过高就冷一下再浇,这样就不会使样模冲熔。

93为什么稀薄渣下不允许吹氧?

造稀薄渣标志氧化期结束,进入还原期,薄渣是还原渣的一部分。有时由于操作不当,氧化期任务完成不好,匆匆进入还原期。试样分析后发现含碳量偏高,为了节省时间,直接在稀薄渣下继续吹氧去碳。吹氧后含碳量很快降低(个别时含磷量也偏高),这种做法是不正常操作。首先它说明氧化期做得不好,粗枝大叶地进入了还原期。其次,表面上时间上没有多大耽误,但是由于吹氧,钢中和渣中增加了许多氧,使还原期脱氧任务加重,还原期不易造成,对钢的质量是不利的。另外,进行薄渣下吹氧操作后,一般不再取样分析或不等样回来就加入还原渣料。这时吹氧的结果完全凭经验估计,去碳是否达到要求,把握不是十分大,往往使后续操作更加被动。由于以上原因,一般操作规程不允许薄渣下吹氧,而要求氧化期任务真正完成之后才扒渣进入还原期。但是稀薄渣料加入后向渣面上吹氧帮助化渣,以代替人工搅拌,这种操作目前有不少厂采用。他们认为有以下效果。

①向渣面吹氧,搅动了加入的渣料,化渣快、缩短时间、节约电力。

②容易升温,补偿了扒渣过程中的部分热量损失。这种吹氧其目的和方法和前一种有本质区别。采用这种操作的工厂认为对钢质量没有明显影响。