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摘 要:炉外精炼技术是我国当前炼钢流程中较为重要的环节,使用此项技术可以有效提升钢材质量和产量,在炼钢企业当中发挥着重要的作用。本文将针对炉外精炼技术特点、发展过程,未来的前景和趋势进行分析。
关键词:炉外精炼;炼钢技术;质量提升;发展趋势
我厂主要产品包括为SPHC系列,MRT马口铁系列,高端点的有700MPa汽车板,家电板,烘烤硬化钢,焊丝钢等。主要设备包括2 座100 t 和1座80t转炉,3座100t LF精炼炉、1座110t RH精炼炉,3台直弧形1机1流板坯连铸机。年產量可以达到300万t以上。在工艺技术方面已经较为成熟,通过对炉外精炼技术进行研究和应用,可以进一步提升产品质量和总产量,为企业发展提供推进力量。
1 炉外精炼技术特点分析
炉外精炼技术比较适合超纯精钢和类纯净刚的冶炼,可以有效提升冶炼精度和效率,同时可以改善化学热力反应条件,提升熔传质速度,精确反应条件和增加渣钢的反应面积等优势。结合智能化控制,可以更好的提升设备运行状况。炉外精炼技术具有以下几个特点:
1.1 改变冶金反应条件
炼钢脱氧、脱碳后,反应产物为气体,在化学平衡方面分析,生物平衡系数要超过反应物系数,所以能够利用降级反应环境气象气压来保证平衡反应进行。结合这一原理,可以将精炼环境设置为真空状态,从而促进平衡反应的生成物产生。通常情况下应保证气压高于50Pa,有利于钢液的脱气反应发生。
1.2 增大渣钢反应面积
精炼设备当中包含搅拌装置,搅拌可促进钢渣乳化,在气泡带动下发生融化于聚合反应。正常情况,每吨钢液渣钢反应面积约在0.85-1.3m2之间,当渣钢原渣量剩余6%以后,钢渣经乳化后会产生半径0.3mm的渣滴,所以反应截面将增加到原来的一千倍。
1.3 加快熔池传质速度
熔池传质速度回直接影响钢材冶炼速度,精炼通过使用不同的搅拌方式来加快系统当中熔体的流动速度,促进溶体内传热性能和传质速度,从而达到充分搅拌的目的。
1.4 缓冲转炉和连铸之间速度
精炼技术的灵活性较强,在应用过程中可以有效协调作业时间,并且能够对温度进行控制。同连铸过程能够流畅的进行连通,使生产流程更加顺利。
2 我国炉外精炼技术发展过程分析
我国炉外精炼技术起步于五十年代后期。通过使用高碱合成渣在进行出钢时对钢材进行脱硫处理,使用与轴承钢的精炼当中。使用静态脱气技术和真空处理设备进行电工硅钢等钢种的精炼。发展到六十年代后期,我国的特种钢企业与机电、军工钢水精炼技术得到了很好的发展,通过引进一系列的真空精炼设备,开始尝试制作并应用了一些国产设备,其中,钢水吹氩精炼技术也得到了首次应用,并取得了良好效果。精炼技术发展到八十年代后,国产LF钢包精炼炉、合金包芯线位线技术和设备、喷射冶金钢水精炼技术和退税喷粉脱硫技术处于初期发展阶段,在这个阶段内,宝钢通过引进RH装置、KIP喷粉装置,齐齐哈尔通过引进了SL喷射冶金设备及相关技术,同时还有铁水三脱技术的应用,在高质量钢材品种优化及钢铁质量提升方面发挥了重要作用,为我国钢铁精炼技术的进一步发展打下了良好基础。九十年代初期,随着我国经济发展和社会进步,市场当中对钢材产品的需求量也越来越大,促进了钢铁生产企业的发展,经济的进步也同时促进了相关技术的进步,炉外精炼技术开始呈现出规范化、优质化和系统化的良好形态。九二年召开的炼钢连铸工作会议中明确表示,连铸钢的生产需要实现炉外钢材处理、钢材精炼和钢材生产的优化组合模式。并且对如何深化技术改革和技术发展方向指明道路。进入新世纪之后,我国钢材产量得到迅猛正价,同时路外钢炼技术优势凸显出来,石灰基脱硫剂被朝镁基脱硫剂逐渐取代,铁水的处理速度得到明显提升。直到今天,我国RH、LF精炼技术,铁水脱硫技术均具备在世界立足的水平,有效提升了我国钢材相关企业在国际市场中的竞争力。
3 炉外精炼技术未来发展前景及趋势分析
3.1 逐步实现炉外精炼技术的控制智能化
随着科技的不断进步,计算机网络技术被应用在多个领域,逐渐改变了人们的生产方式,促进各行各业快速发展,通过使用通讯技术、多媒体技术、实时监控技术和远程操控技术,炉外精炼也将逐步实现设备的智能化控制。主要的发展方向包括:对钢水精炼终止点成分即可温度进行准确的预报,选择最为科学的精炼技术有针对性的生菜钢材产品,实现计算机对精炼全过程的操控,包括搅拌作业、加料作业、钢水加热、温度调节与合金调整等操作,达到整个精炼流程智能化的目的。
3.2 逐步提升炉外精炼技术的高效化和高速化
当前,连铸工艺和转炉工艺的发展,都将提高生产速度作为主要目标,通过选择高速吹炼狱高拉速工艺来提升生产效率,对生产节奏进行调整,从而有效的缩短生产周期,提高整体产量。以此发展情况为背景,精炼技术逐渐成为炼钢生产过程中的阻碍,影响了速度的提升。尤其是当前得到广泛应用的LF工艺,由于受到生产中温度与速度的限制,所以生产节奏无法有效适应高校转炉和连铸基本要求。针对这一问题,如何提升高炉外处理设备的加热功率,提升钢材精炼速度成为炉外精炼技术发展的必要方向和重要要求。
3.3 逐步实现炉外精炼技术与真空精炼技术的完美结合
应用真空处理技术,能够显著提升钢材的纯净程度,从而满足市场对钢材质量的要求,所以,炉外精炼技术在未来的发展当中,应该将真空处理技术进行改进和优化,提高炉外精炼技术与真空精炼技术的完美融合,为提高钢材质量打下坚实基础。
4 结语
随着我国钢铁制造业的蓬勃发展,炉外精炼技术得到广泛应用,促进了不锈钢企业得到进一步发展。通过在实践当中不断总结经验,此项技术的应用效果也得到明显提升,未来,随着科技的发展,炉外精炼技术必然会为炼钢行业提供更加高质量的技术支持。
参考文献:
[1]炼钢及炉外精练在线快速成分分析[J].钢铁研究学报,2000,S1:40.
[2]袁东颖,刘江涛,张文政.浅谈炉外精炼(LF)在冶金工业中的应用[J].山东工业技术,2017,17:33.
关键词:炉外精炼;炼钢技术;质量提升;发展趋势
我厂主要产品包括为SPHC系列,MRT马口铁系列,高端点的有700MPa汽车板,家电板,烘烤硬化钢,焊丝钢等。主要设备包括2 座100 t 和1座80t转炉,3座100t LF精炼炉、1座110t RH精炼炉,3台直弧形1机1流板坯连铸机。年產量可以达到300万t以上。在工艺技术方面已经较为成熟,通过对炉外精炼技术进行研究和应用,可以进一步提升产品质量和总产量,为企业发展提供推进力量。
1 炉外精炼技术特点分析
炉外精炼技术比较适合超纯精钢和类纯净刚的冶炼,可以有效提升冶炼精度和效率,同时可以改善化学热力反应条件,提升熔传质速度,精确反应条件和增加渣钢的反应面积等优势。结合智能化控制,可以更好的提升设备运行状况。炉外精炼技术具有以下几个特点:
1.1 改变冶金反应条件
炼钢脱氧、脱碳后,反应产物为气体,在化学平衡方面分析,生物平衡系数要超过反应物系数,所以能够利用降级反应环境气象气压来保证平衡反应进行。结合这一原理,可以将精炼环境设置为真空状态,从而促进平衡反应的生成物产生。通常情况下应保证气压高于50Pa,有利于钢液的脱气反应发生。
1.2 增大渣钢反应面积
精炼设备当中包含搅拌装置,搅拌可促进钢渣乳化,在气泡带动下发生融化于聚合反应。正常情况,每吨钢液渣钢反应面积约在0.85-1.3m2之间,当渣钢原渣量剩余6%以后,钢渣经乳化后会产生半径0.3mm的渣滴,所以反应截面将增加到原来的一千倍。
1.3 加快熔池传质速度
熔池传质速度回直接影响钢材冶炼速度,精炼通过使用不同的搅拌方式来加快系统当中熔体的流动速度,促进溶体内传热性能和传质速度,从而达到充分搅拌的目的。
1.4 缓冲转炉和连铸之间速度
精炼技术的灵活性较强,在应用过程中可以有效协调作业时间,并且能够对温度进行控制。同连铸过程能够流畅的进行连通,使生产流程更加顺利。
2 我国炉外精炼技术发展过程分析
我国炉外精炼技术起步于五十年代后期。通过使用高碱合成渣在进行出钢时对钢材进行脱硫处理,使用与轴承钢的精炼当中。使用静态脱气技术和真空处理设备进行电工硅钢等钢种的精炼。发展到六十年代后期,我国的特种钢企业与机电、军工钢水精炼技术得到了很好的发展,通过引进一系列的真空精炼设备,开始尝试制作并应用了一些国产设备,其中,钢水吹氩精炼技术也得到了首次应用,并取得了良好效果。精炼技术发展到八十年代后,国产LF钢包精炼炉、合金包芯线位线技术和设备、喷射冶金钢水精炼技术和退税喷粉脱硫技术处于初期发展阶段,在这个阶段内,宝钢通过引进RH装置、KIP喷粉装置,齐齐哈尔通过引进了SL喷射冶金设备及相关技术,同时还有铁水三脱技术的应用,在高质量钢材品种优化及钢铁质量提升方面发挥了重要作用,为我国钢铁精炼技术的进一步发展打下了良好基础。九十年代初期,随着我国经济发展和社会进步,市场当中对钢材产品的需求量也越来越大,促进了钢铁生产企业的发展,经济的进步也同时促进了相关技术的进步,炉外精炼技术开始呈现出规范化、优质化和系统化的良好形态。九二年召开的炼钢连铸工作会议中明确表示,连铸钢的生产需要实现炉外钢材处理、钢材精炼和钢材生产的优化组合模式。并且对如何深化技术改革和技术发展方向指明道路。进入新世纪之后,我国钢材产量得到迅猛正价,同时路外钢炼技术优势凸显出来,石灰基脱硫剂被朝镁基脱硫剂逐渐取代,铁水的处理速度得到明显提升。直到今天,我国RH、LF精炼技术,铁水脱硫技术均具备在世界立足的水平,有效提升了我国钢材相关企业在国际市场中的竞争力。
3 炉外精炼技术未来发展前景及趋势分析
3.1 逐步实现炉外精炼技术的控制智能化
随着科技的不断进步,计算机网络技术被应用在多个领域,逐渐改变了人们的生产方式,促进各行各业快速发展,通过使用通讯技术、多媒体技术、实时监控技术和远程操控技术,炉外精炼也将逐步实现设备的智能化控制。主要的发展方向包括:对钢水精炼终止点成分即可温度进行准确的预报,选择最为科学的精炼技术有针对性的生菜钢材产品,实现计算机对精炼全过程的操控,包括搅拌作业、加料作业、钢水加热、温度调节与合金调整等操作,达到整个精炼流程智能化的目的。
3.2 逐步提升炉外精炼技术的高效化和高速化
当前,连铸工艺和转炉工艺的发展,都将提高生产速度作为主要目标,通过选择高速吹炼狱高拉速工艺来提升生产效率,对生产节奏进行调整,从而有效的缩短生产周期,提高整体产量。以此发展情况为背景,精炼技术逐渐成为炼钢生产过程中的阻碍,影响了速度的提升。尤其是当前得到广泛应用的LF工艺,由于受到生产中温度与速度的限制,所以生产节奏无法有效适应高校转炉和连铸基本要求。针对这一问题,如何提升高炉外处理设备的加热功率,提升钢材精炼速度成为炉外精炼技术发展的必要方向和重要要求。
3.3 逐步实现炉外精炼技术与真空精炼技术的完美结合
应用真空处理技术,能够显著提升钢材的纯净程度,从而满足市场对钢材质量的要求,所以,炉外精炼技术在未来的发展当中,应该将真空处理技术进行改进和优化,提高炉外精炼技术与真空精炼技术的完美融合,为提高钢材质量打下坚实基础。
4 结语
随着我国钢铁制造业的蓬勃发展,炉外精炼技术得到广泛应用,促进了不锈钢企业得到进一步发展。通过在实践当中不断总结经验,此项技术的应用效果也得到明显提升,未来,随着科技的发展,炉外精炼技术必然会为炼钢行业提供更加高质量的技术支持。
参考文献:
[1]炼钢及炉外精练在线快速成分分析[J].钢铁研究学报,2000,S1:40.
[2]袁东颖,刘江涛,张文政.浅谈炉外精炼(LF)在冶金工业中的应用[J].山东工业技术,2017,17:33.