论文部分内容阅读
[摘 要]承德建龙特殊钢有限公司向特钢企业的不断转型,产品结构中高品质低硫钢所占比重逐渐增加,因此精炼生产难度越来越大,延误生产节奏。为了满足客户对低硫管线钢的要求,同时减轻精炼工序的脱硫难度,承德建龙特殊钢有限公司根据自身生产条件特点,对提钒后的半钢开发了一种半钢KR法脱硫工艺。通过稳定半钢装钢量,选择合理的提钒工艺,控制添加的脱硫物料和搅拌参数,使进入精炼的钢水硫含量由原来的0.040%左右降到现在的0.020%以下,大幅减轻了精炼脱硫压力,使成品硫含量能达到0.008%以下,满足客户对低硫钢种的要求,同时也为公司以后生产超低硫钢打下了坚实的基础。
[关键词]半钢水;KR法;脱硫
中图分类号:T57.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0010-01
引言
就大多数钢材而言,S属于有害元素,在钢中偏析严重恶化钢质量,高温下显著降低钢塑性,导致钢的“热脆”现象[1]。近来公司向高品质特殊钢的转型,面向的客户对钢材品质要求越来越高,因此对钢中的有害元素S含量也越来越低,目前钢材含S小于0.010%的低硫钢已经占到工业发达国家钢材需求量的50%以上[2],而含硫量在0.001%~0.003%的超低硫钢的需求量也大幅增加。而本公司由于铁水条件差,到精炼的钢水含硫量大部分硫含量在0.035%~0.050%,精炼脱硫异常困难,常常因为S元素脱不下去而影响生产节奏,并且不具备生产超低硫钢条件。
2 工艺流程及过程控制
2.1 工艺流程
我公司2014年12月进行了60炉半钢KR法脱硫实验,通过稳定半钢装钢量,选择合理的提钒工艺,控制添加的脱硫物料和搅拌参数等措施,使进入精炼的钢水S含量由之前的0.035%~0.050%,下降到现在的0.020%以下,大幅降低精炼脱硫压力,为生产低硫钢,甚至是超低硫钢的生产创造了条件。KR法脱硫工艺流程如图1所示。
2.2 过程操作控制
1、稳定铁水装入量
提钒转炉铁水装入量控制在68-70吨,半钢包净空≥400mm,通过控制装入量确保吨钢脱硫物料偏差较小;相同搅拌参数条件下,钢水搅拌效果不受影响。
2、合理的提钒工艺
我公司提钒转炉工艺要求操作如下:吹炼时间控制在4-5min,控制冷料加入量,控制终点出钢温度在1360-1400℃范围,吊包温度1330-1370℃。
3、控制脱硫物料加入量和搅拌参数
出钢前将已准备好的脱硫物料加入半钢包包底。控制石灰加入量,搅拌头的搅拌参数和铝粒加入量:
3 试验效果及分析
3.1 石灰加入量的影响
图2为固定参数下(铝粒15KG,搅拌参数70r/min,萤石80KG),脱硫率受石灰加入量的影响,从图中可以看出,在石灰加入量在600KG每炉时脱硫率达到最高73%。之后随着石灰的添加,脱硫率下降,当加入石灰为700KG每炉时,其脱硫率降到32%。
石灰的脱硫反应式为CaO+[S]=CaS+[O],从反应式中可以看出加入石灰有利于脱硫反应的进行,实验结果与之相同,但是当石灰加入量超过600KG后脱硫率下降,这是由于随着CaO含量提高,渣子中有固相质点析出,进而炉渣的粘度上升,渣子流动性变差,固导致了脱硫反应的动力学条件变差,从而导致脱硫率下降[3],故选择KR法石灰加入量600KG。
3.2 搅拌强度的影响
图3为固定参数下(石灰600KG,铝粒15KG,萤石80KG),改变搅拌参数的脱硫率,从上图中可以看出,随着搅拌参数的不断增大,脱硫率逐渐升高,这是由于搅拌头转速提高,铁水和渣子的反应面积增大,相当于采用机械的方法提高了反应的动力学条件,促进脱硫反应的进行[4],但是由于考虑到铁水外溢和设备情况,故将搅拌参数固定在75r/min。
3.3 铝粒加入量的影响
图4为固定参数下(石灰600KG,搅拌参数75r/min,萤石80KG),改变铝粒加入量的脱硫率,从上图中可以看出,随着铝粒加入的增加,脱硫率慢慢升高,之后趋于平缓。
铁水中脱硫反应是个还原反应过程,可以写成如下反应式:[S]+O2-=S2-+[O]。式中如果O2-是有氧化钙提供,则必须将氧活度用强氧化剂降下来,这样反应式才会向着脱硫反应进行,依此类推,脱硫反应需还原剂的加入,给出电子,这样反应才能不断地向右边进行,而铝属于强还原剂,将其加入铁水能显著降低铁水氧含量,促进脱硫反应的进行,从而使脱硫率下降[5]。从成本考虑选择铝粒加入量为15KG。
4 总结
(1)承德建龙首创半钢KR法脱硫,为国内半钢KR法脱硫填补了空白。
(2)半钢KR法脱硫取得了显著的脱硫效果,减轻了精炼脱硫的压力,稳定了精炼生产节奏,为承德建龙生产高品质超低硫钢做了重要铺垫。
(3)通过实验选择的工艺参数为每炉添加石灰600KG,铝粒15KG,搅拌参数控制在75r/min。该工艺下脱硫率稳定在80%左右,并且成本低,脱硫渣料用量少,给企业创造了可观的经济效益。
参考文献
[1] 徐在培.磷,硫元素对钢水成分的影响[J].一重技术,2007(5):74-74.
[2] 冯聚和,艾立群,刘建华.铁水预处理与钢水炉外精炼[M].冶金工业出版社, 2006.
[3] 李平,孟劲松,刘承军,等.LF脱硫精炼渣的研究与开发[D].2004.
[4] 韩宝,邓勇,胡淑霞.马钢300tKR 铁水预处理生产实践[J].安徽冶金科技职业学院学报,2011,21(4):5-8.
[5] 徐国涛,杜鹤桂,周有预,等.脱硫过程中脱氧作用的分析与实验验证[J]. 炼钢,2000,16(2):44-47.
作者简介
张国东,1989年.工作单位:承德建龙特殊钢有限公司。
职务:转炉工程师.职称:助理工程师,学位:专科。
研究方向:转炉提钒及铁水预处理工艺研究。
[关键词]半钢水;KR法;脱硫
中图分类号:T57.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0010-01
引言
就大多数钢材而言,S属于有害元素,在钢中偏析严重恶化钢质量,高温下显著降低钢塑性,导致钢的“热脆”现象[1]。近来公司向高品质特殊钢的转型,面向的客户对钢材品质要求越来越高,因此对钢中的有害元素S含量也越来越低,目前钢材含S小于0.010%的低硫钢已经占到工业发达国家钢材需求量的50%以上[2],而含硫量在0.001%~0.003%的超低硫钢的需求量也大幅增加。而本公司由于铁水条件差,到精炼的钢水含硫量大部分硫含量在0.035%~0.050%,精炼脱硫异常困难,常常因为S元素脱不下去而影响生产节奏,并且不具备生产超低硫钢条件。
2 工艺流程及过程控制
2.1 工艺流程
我公司2014年12月进行了60炉半钢KR法脱硫实验,通过稳定半钢装钢量,选择合理的提钒工艺,控制添加的脱硫物料和搅拌参数等措施,使进入精炼的钢水S含量由之前的0.035%~0.050%,下降到现在的0.020%以下,大幅降低精炼脱硫压力,为生产低硫钢,甚至是超低硫钢的生产创造了条件。KR法脱硫工艺流程如图1所示。
2.2 过程操作控制
1、稳定铁水装入量
提钒转炉铁水装入量控制在68-70吨,半钢包净空≥400mm,通过控制装入量确保吨钢脱硫物料偏差较小;相同搅拌参数条件下,钢水搅拌效果不受影响。
2、合理的提钒工艺
我公司提钒转炉工艺要求操作如下:吹炼时间控制在4-5min,控制冷料加入量,控制终点出钢温度在1360-1400℃范围,吊包温度1330-1370℃。
3、控制脱硫物料加入量和搅拌参数
出钢前将已准备好的脱硫物料加入半钢包包底。控制石灰加入量,搅拌头的搅拌参数和铝粒加入量:
3 试验效果及分析
3.1 石灰加入量的影响
图2为固定参数下(铝粒15KG,搅拌参数70r/min,萤石80KG),脱硫率受石灰加入量的影响,从图中可以看出,在石灰加入量在600KG每炉时脱硫率达到最高73%。之后随着石灰的添加,脱硫率下降,当加入石灰为700KG每炉时,其脱硫率降到32%。
石灰的脱硫反应式为CaO+[S]=CaS+[O],从反应式中可以看出加入石灰有利于脱硫反应的进行,实验结果与之相同,但是当石灰加入量超过600KG后脱硫率下降,这是由于随着CaO含量提高,渣子中有固相质点析出,进而炉渣的粘度上升,渣子流动性变差,固导致了脱硫反应的动力学条件变差,从而导致脱硫率下降[3],故选择KR法石灰加入量600KG。
3.2 搅拌强度的影响
图3为固定参数下(石灰600KG,铝粒15KG,萤石80KG),改变搅拌参数的脱硫率,从上图中可以看出,随着搅拌参数的不断增大,脱硫率逐渐升高,这是由于搅拌头转速提高,铁水和渣子的反应面积增大,相当于采用机械的方法提高了反应的动力学条件,促进脱硫反应的进行[4],但是由于考虑到铁水外溢和设备情况,故将搅拌参数固定在75r/min。
3.3 铝粒加入量的影响
图4为固定参数下(石灰600KG,搅拌参数75r/min,萤石80KG),改变铝粒加入量的脱硫率,从上图中可以看出,随着铝粒加入的增加,脱硫率慢慢升高,之后趋于平缓。
铁水中脱硫反应是个还原反应过程,可以写成如下反应式:[S]+O2-=S2-+[O]。式中如果O2-是有氧化钙提供,则必须将氧活度用强氧化剂降下来,这样反应式才会向着脱硫反应进行,依此类推,脱硫反应需还原剂的加入,给出电子,这样反应才能不断地向右边进行,而铝属于强还原剂,将其加入铁水能显著降低铁水氧含量,促进脱硫反应的进行,从而使脱硫率下降[5]。从成本考虑选择铝粒加入量为15KG。
4 总结
(1)承德建龙首创半钢KR法脱硫,为国内半钢KR法脱硫填补了空白。
(2)半钢KR法脱硫取得了显著的脱硫效果,减轻了精炼脱硫的压力,稳定了精炼生产节奏,为承德建龙生产高品质超低硫钢做了重要铺垫。
(3)通过实验选择的工艺参数为每炉添加石灰600KG,铝粒15KG,搅拌参数控制在75r/min。该工艺下脱硫率稳定在80%左右,并且成本低,脱硫渣料用量少,给企业创造了可观的经济效益。
参考文献
[1] 徐在培.磷,硫元素对钢水成分的影响[J].一重技术,2007(5):74-74.
[2] 冯聚和,艾立群,刘建华.铁水预处理与钢水炉外精炼[M].冶金工业出版社, 2006.
[3] 李平,孟劲松,刘承军,等.LF脱硫精炼渣的研究与开发[D].2004.
[4] 韩宝,邓勇,胡淑霞.马钢300tKR 铁水预处理生产实践[J].安徽冶金科技职业学院学报,2011,21(4):5-8.
[5] 徐国涛,杜鹤桂,周有预,等.脱硫过程中脱氧作用的分析与实验验证[J]. 炼钢,2000,16(2):44-47.
作者简介
张国东,1989年.工作单位:承德建龙特殊钢有限公司。
职务:转炉工程师.职称:助理工程师,学位:专科。
研究方向:转炉提钒及铁水预处理工艺研究。