(二)電爐出鋼條件和包中合金化
電爐出鋼條件和包中合金化控制的主要目的,是降低鋼水溶解氧,減少鋼水中的夾雜物,提高鋼水質(zhì)量,提高合金收得率,降低成本,為LF爐創(chuàng)造條件。雖然出鋼過程時(shí)間很短,但鋼中物理化學(xué)反應(yīng)很激烈。出鋼條件,包中合金化的加料順序,對(duì)合金化的結(jié)果都有很大影響。
1、電爐出鋼標(biāo)準(zhǔn)
電爐出鋼條件,過去受電爐轉(zhuǎn)爐化觀念的影響,電爐出鋼C一吹到底,一律C≤0.10%。電爐出鋼溫度也是一個(gè)溫度,如定為1650-1680℃,這是不符合特鋼實(shí)際情況的,也是不科學(xué)的。
電爐出鋼溫度標(biāo)準(zhǔn)(大電爐與小電爐也不一樣)
特鋼廠品種復(fù)雜,高中低C鋼都有,鋼種不同,化學(xué)成份不同,鋼的熔點(diǎn)不同,加入合金量不同,包中降溫情況不同,因此,電爐出鋼溫度也有很大差別 ,不是一個(gè)溫度能概括,應(yīng)按公式(1),確定分鋼種(或鋼類)出鋼溫度。
T電出=T¬L+ΔT+ΔT出+ΔT鐵+ΔT渣+ΔT包…(1)
式(1)中T電出—電爐出鋼溫度
T¬L—鋼的液相線溫度,因鋼種不同而異,可根據(jù)公式計(jì)算得出。
ΔT—超過鋼液相線溫度值,可取40-50℃
ΔT出—電爐出鋼過程溫降,可計(jì)算得出。
ΔT鐵—熔化包中鐵合金溫降,可計(jì)算得出。
ΔT渣—包中化渣料溫降,可計(jì)算給出。
ΔT包—大包吸熱溫降,可實(shí)際標(biāo)定。
根據(jù)公式(1)計(jì)算,制定電爐分鋼種(鋼類)出鋼溫度才是正確的。
B、電爐出鋼成份標(biāo)準(zhǔn)
①電爐出鋼C,應(yīng)根據(jù)高中低C鋼,分別制定電爐出鋼C標(biāo)準(zhǔn),降低電爐出鋼前鋼中溶解氧。不論什么鋼,出鋼C一吹到底,C≤0.10%的錯(cuò)誤做法應(yīng)當(dāng)糾正。
②電爐出鋼P(yáng),比規(guī)格低0.015-0.020%。(也要計(jì)算合金帶入磷,包括鋼水中的磷及可能隨鋼水卷入鋼水中的渣子回磷)
③其它元素Si、Mn、Cr等≤0.10%。
C、電爐出鋼不出氧化渣,做好留鋼留渣。爐子先傾過來一定角度后,保證大于300毫米以上液面高度才能保證不隨鋼水卷渣),或電爐水口過大及偏心高度不夠等。
2、包中合金化標(biāo)準(zhǔn)
A、包中合金化后溫度標(biāo)準(zhǔn)T包=T¬L+ΔT…(2)
T¬L—鋼液相線溫度
ΔT—超過鋼液相線溫度值:40-50℃
B、包中合金化成份標(biāo)準(zhǔn)
除S、P外,包中合金化后化學(xué)成份應(yīng)達(dá)到規(guī)格下限。如GCr15鋼,包中合金化后,C=0.80-0.95%,Cr=1.30-1.45%,是完全可以達(dá)到的,目前C達(dá)到0.6-0.7%,Cr達(dá)到1.1-1.2%占大多數(shù),應(yīng)嚴(yán)格要求。(中碳鋼、高碳鋼必須在包中合金化)
C、包中合金化后渣量≥2.0%。
3、包中合金化加料順序標(biāo)準(zhǔn)
a、先加FeSi、FeMn沉淀脫氧,降低鋼水溶解氧,電爐出鋼前,鋼包到出鋼位,將FeSi,F(xiàn)eMn加入包底。
B、電爐出鋼開始加C粉增C,脫溶解氧。包中增C脫氧,發(fā)生C—O反應(yīng),易產(chǎn)生包中大沸騰事故,剛出鋼,包中鋼水量少,可多增C,快增C,一面增C,一面出鋼攪拌。既使產(chǎn)生C-O反應(yīng),包中大沸騰,也不會(huì)造成事故,出鋼三分之一至二分之一后,要少增C,慢增C,直至增C完畢。整個(gè)增C過程用小Ar氣攪拌。
C、加Al塊脫溶解氧,提Al收得率,降低Al塊消耗。當(dāng)增C快結(jié)束時(shí),將Al塊與增C同時(shí)加入包中。
D、包中造渣:當(dāng)增C和加Al結(jié)束,隨即加入渣料造渣,渣料加完,出鋼結(jié)束,包中造渣要用小塊白灰,快速成渣,白灰不含CaCo3,有利脫O2脫S。從造渣開始,加大Ar氣攪拌強(qiáng)度。
E、最后向包中加FeCr、FeMo、FeV等鐵合金,慢加,加大Ar氣攪拌,加完合金料,攪拌3-5分,開走鋼包車。Ar氣攪拌強(qiáng)度減少,以不露鋼水面為準(zhǔn)。
7、要改變出鋼先加FeCr加Al,或造渣后加Al,增C的操作方法,軸承鋼大量增C,高達(dá)300kg,增C時(shí)間長,有困難,可按上述順序試驗(yàn),是否可行,再適當(dāng)調(diào)整。
只要堅(jiān)持上述三條出鋼和合金化標(biāo)準(zhǔn)操作,電爐初煉才能為LF爐精煉打好基礎(chǔ),創(chuàng)造條件,有利于LF爐操作,提高質(zhì)量。
(三)包中合金化后鋼水特點(diǎn)
包中合金化后鋼水發(fā)生了很大變化,包中鋼水與電爐出鋼前鋼水特點(diǎn)正好相反,包中鋼水基本特點(diǎn)如下:
1、包中鋼水溫度較低。
電爐出鋼過程溫降,熔化鐵合金,渣料溫降,以及大包吸熱溫降,與電爐出鋼前溫度相比,約降低100℃。
2、包中鋼水合金元素大量增加包中合金化過程中,向鋼中加入FeSi、FeMn、Al塊、FeCr等合金,使鋼中合金元素比電爐出鋼前大量增加。
3、包中鋼水溶解氧大幅度下降。
由于包中鋼水溫度較低,與溫度相平衡的溶解氧降低、析出部份溶解氧。包中鋼水增C,鋼水含C量增加,與C相平衡的溶解氧下降,析出部分溶解氧。出鋼過程增C,發(fā)生C-O反應(yīng),脫掉部分溶解氧。包中鋼水加FeSi、FeMn、Al塊沉殿脫氧,脫掉部分溶解氧。因此與電爐出鋼前比,包中鋼水溶解氧大幅度降低,但與成品要求相比,鋼中溶解氧仍然很高。
4、包中鋼水夾雜物大量增加
與電爐出鋼前比,包中鋼水中SiO2、MnO、Cr2O3、Al2O3等非金屬夾雜物大量增加,同時(shí)氣體含量也增加。
出鋼前和出鋼后包中鋼水性質(zhì)的變化,可用公式(3)表示:
[MX]+[OY]→[MXOY]…(3)
[MX]—鋼中合金元素
[OY]—鋼中溶解氧
[MXOY]—鋼中非金屬夾雜物
從公式(2)可見,包中鋼水中溶解氧仍然很高,非金屬夾雜物很多,爐外精煉脫氧、脫S去夾雜物的任務(wù)很重,鋼中氣體增加,還要繼續(xù)去除有害氣體。溫度低,化學(xué)成份達(dá)不到規(guī)格等等,因此,爐外精煉的任務(wù)還很重。精煉對(duì)電爐初煉的鋼水繼續(xù)進(jìn)行精加工和深加工,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次是完全必要的。
(來源:煉鋼)