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爐外精煉工藝技術(shù)闡述(之四)

   2020-09-01 互聯(lián)網(wǎng)中國(guó)鑄造網(wǎng)14090
核心提示:4、成份調(diào)整LF爐化學(xué)成份控制的特點(diǎn),絕不是達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,不出化學(xué)不合就萬(wàn)事大吉了,這是低水平的,

4、成份調(diào)整

LF爐化學(xué)成份控制的特點(diǎn),絕不是達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,不出化學(xué)不合就萬(wàn)事大吉了,這是低水平的,而是要達(dá)到內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn),化學(xué)成份更精確、誤差更小。比如煉45號(hào)鋼,成品C0.45±0.01%,幾十爐都一樣,GCr15鋼成品C0.98±0.01%Cr1.5±0.03%,成份控制一條線,非常穩(wěn)定。機(jī)械熱處理后性能也穩(wěn)定,這也是純凈鋼的標(biāo)準(zhǔn)。如何準(zhǔn)確控制化學(xué)成份:(CE值、DI值的確定)

試樣要有代表性

取化學(xué)成份分析試樣要有代表性是精確控制,調(diào)整化學(xué)成份的基礎(chǔ)條件。這個(gè)基礎(chǔ)條件不好,其它條件都前功盡棄。取樣具有代表性的前提條件是:

①取樣前鋼水條件是溫度夠高、合金全熔、充分?jǐn)嚢?、成份均勻、白渣、方可取樣。②取樣部位,在熔池深部取樣,不要在渣層附近取樣,取樣勺要有渣?fù)蓋,不露鋼水面。

③試樣碗要干凈,不準(zhǔn)有C粉、Si粉等雜物。

④倒鋼水前,用鐵棍撥開(kāi)渣,再插Al條,不準(zhǔn)用鋁條撥渣又插Al。

⑤取樣到出鋼時(shí)間長(zhǎng),應(yīng)當(dāng)重取樣。

(2)分析誤差小

試樣分析結(jié)果與計(jì)算結(jié)果誤差大要重取樣分析,出鋼前取兩個(gè)樣,兩個(gè)樣分析結(jié)果誤差大,應(yīng)重取樣??梢苑乐谷記](méi)有代表性和分析誤差大的漏洞。

(3)加料計(jì)算準(zhǔn)確

根據(jù)分析結(jié)果,爐中鋼水量成份控制規(guī)格、合金成份、元素收得率等,準(zhǔn)確計(jì)算補(bǔ)加料量,防止記錯(cuò)、看錯(cuò)規(guī)格成份、防止計(jì)算錯(cuò)、計(jì)算結(jié)果有專人核對(duì)。

(4)檢斤量準(zhǔn)確

根據(jù)計(jì)算結(jié)果,檢斤補(bǔ)加料檢折算準(zhǔn)確、誤差小,應(yīng)雙人檢斤,防止差錯(cuò)。

5、加料做到五不:

不少加、不多加、不忘加、不錯(cuò)加、不混料,確保萬(wàn)無(wú)一失。LF爐化學(xué)成份調(diào)整,除Al、Ti、B外,其它元素都達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn),方可出鋼。

5、還原氣氛

LF爐埋孤加熱,產(chǎn)生CO還原性氣體,Ar氣攪拌產(chǎn)生的Ar氣保護(hù)氣體,充滿爐內(nèi)自由空間,具有還原性和保護(hù)性氣氛,防止空氣進(jìn)入爐內(nèi),有利于保護(hù)渣子的還原性,有利于脫氧脫硫,這也是LF爐的特殊功能,要充分利用,發(fā)揮作用。

一煉LF爐爐蓋有四個(gè)孔,三個(gè)電極孔,一個(gè)加料喂線孔,爐蓋蓋不嚴(yán),縫隙很大,爐門常開(kāi)、爐門變形、關(guān)而不嚴(yán)、爐內(nèi)、爐沿與爐蓋孔形成空氣對(duì)流,破壞了爐內(nèi)還原性氣氛,這些都應(yīng)改進(jìn)。

上述LF爐五個(gè)特殊功能,互相影響、互相依存、互相促進(jìn)、缺一不可,為提高產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造了良好的煉鋼條件,要充分發(fā)揮這些功能和作用。五個(gè)精煉功能相互關(guān)系參見(jiàn)原創(chuàng)圖(2)

(二)VD爐精煉工藝技術(shù)

經(jīng)過(guò)LF爐精煉,鋼水溫度合適,除Al、Ti、B外,其它化學(xué)成份達(dá)到控制規(guī)格要求,包中合金化后,鋼水中較高的溶解氧和大量的非金屬夾雜物已降到很低水平,渣變白,即可出鋼到VD爐繼續(xù)深加工。

但是,在包中合金化和LF爐精煉過(guò)程中,加入大量的末經(jīng)烘烤的鐵合金,渣料和增C劑,使鋼中氣體含量增加。而LF爐是在大氣下精煉,雖有Ar氣攪拌,但去氣體量不多,鋼水中氣體量仍然較高,必須經(jīng)過(guò)VD爐真空處理,才能把鋼中氣體降下來(lái)。這是必要的,不可缺少的工序。

VD爐是真空脫氣裝置,主要功能是去除鋼中的H、N有害氣體,可以把鋼水中的H降到≤2ppm以下,減少鋼中白點(diǎn)廢品的產(chǎn)生。同時(shí)也能部分脫氧、脫S,成份微調(diào)和夾雜物變性處理。經(jīng)過(guò)VD爐處理的鋼水純凈度進(jìn)一步提高。九十年代初,只有一些關(guān)鍵品種才經(jīng)VD爐處理,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)鋼材質(zhì)量要求越來(lái)越高、越來(lái)越嚴(yán),現(xiàn)在幾乎所有的品種100%要求經(jīng)VD爐處理。

VD爐真空處理工藝比較簡(jiǎn)單,入罐處理前,鋼水溫度夠高,除Al、Ti、B外,化學(xué)成份達(dá)到內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn),鋼中要一定的酸熔Al(一般0.03-0.05%),渣子白、渣層厚度20~30mm。入后真空處理工藝參數(shù),經(jīng)4~5分鐘抽真空達(dá)67Pa,在67Pa真空度下,按品種要求,真空保持10~15分鐘,真空下Ar氣攪拌強(qiáng)度控制,以鋼渣不外溢為標(biāo)準(zhǔn),控Ar氣壓力和流量攪拌強(qiáng)度越大越好。隨真空度提高,Ar氣攪拌強(qiáng)度逐漸減小。保證真空度,真空保持時(shí)間和Ar氣攪拌度,這三個(gè)主要參數(shù),才能達(dá)到真空脫氣效果,保證將鋼水中[H]<2ppm。

VD真空處理過(guò)程中,還可以繼續(xù)脫掉部份鋼水中溶解氧,降低鋼中氧含量。入罐鋼水中還有0.04-0.05%酸溶Al,真空處理是降溫過(guò)程,大約溫降50-60℃,隨著溫度降低,破壞了Al—O平衡,發(fā)生Al—O反應(yīng),產(chǎn)生Al2O3二次夾雜物,鋼水中酸溶Al約降低30-50%,產(chǎn)生Al2O3夾雜物,在真空攪拌下上浮進(jìn)入渣中,進(jìn)一步純凈鋼液。

VD真空處理過(guò)程中,還可以繼續(xù)脫S,白渣入罐的鋼水,經(jīng)真空Ar氣攪拌理,白渣繼續(xù)脫S,如果入罐渣是綠色、黃色,則可能沒(méi)有脫S能力,入罐渣是黑色,是電石渣,反而污染鋼水。

VD真空處理后,應(yīng)測(cè)溫,溫度TD=LFT出-(60-75℃)為合格。成份要求嚴(yán)格的品種,可取樣分析,進(jìn)行成份微調(diào),如喂C線調(diào)C,含Al、Ti、B易氧化元素,喂Al、Ti、B線。要求對(duì)非金屬夾雜物變性處理的品種,可噴吹Ca-Si粉或喂Ca-Si線。然后加保溫劑,因包中渣量較少,保溫劑要加夠,加均勻,覆蓋渣面,減少降溫。

VD爐處理還存在一些問(wèn)題,有時(shí)VD爐設(shè)備故障不能及時(shí)處理。有時(shí)真空度不夠高,真空處理效果不好。有時(shí)提前破真空,真空保持時(shí)間不夠。因而鋼水中[H]高,出現(xiàn)一些白點(diǎn)廢品。

(三)軟吹處理

軟吹處理也就是大氣下鋼包吹A(chǔ)r處理,所謂軟吹,就是VD爐處理后,鋼包繼續(xù)吹A(chǔ)r,但Ar氣壓力,Ar氣流量,攪拌強(qiáng)度比較小,以渣面微動(dòng)為準(zhǔn)。

軟吹處理是近3-5年發(fā)展起來(lái)的新工藝、新技術(shù),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)被廣泛采用。鋼水經(jīng)VD處理,為什么還要軟吹處理?這是因?yàn)?nbsp; 1、VD爐真空處理過(guò)程中,由于溫降較大,生成Al2O3二次夾雜物也來(lái)不及充分上浮。2、由于真空下帶渣吹A(chǔ)r攪拌,渣鋼混沖,爐渣被乳化,鋼水中有殘余渣子,也來(lái)不及上浮。3、在真空下,大包耐火材浸蝕嚴(yán)重,鋼水中進(jìn)入外來(lái)夾雜物,也來(lái)不及上浮。因此,VD爐真空處理后,不能立即澆注,需要10-20分的軟吹時(shí)間,使這些夾雜物有充分的上浮機(jī)會(huì),進(jìn)一步純凈鋼液,是完全必要的。過(guò)去在電爐出鋼后,隔一定時(shí)間,在包中取一個(gè)試樣,做夾雜物分析證明,隨包中鋼水鎮(zhèn)凈時(shí)間延長(zhǎng),包中夾雜物,特別是大尺寸夾雜物迅速下降,這和軟吹的道理是一樣的。所不同的是軟吹是吹A(chǔ)r攪拌,比電爐鋼包鎮(zhèn)靜時(shí)間效果更好。軟吹工藝比較簡(jiǎn)單易行,軟吹是VD處理后深加工的繼續(xù),也是必要的,不是可有可無(wú)。

對(duì)軟吹處理工藝現(xiàn)場(chǎng)還不夠重視,可有可無(wú),這是不對(duì)的,甚至沒(méi)有時(shí)間就不吹或少吹,有時(shí)間就多吹。當(dāng)然,溫度保證多吹無(wú)害,要從生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)控制上保證VD爐和軟吹處理時(shí)間。

(四)保護(hù)澆注

電爐出鋼后,包中鋼水經(jīng)LF爐精煉脫氧去夾雜物,純凈度有了很大提高,又經(jīng)VD爐真空脫氣處理,去除鋼中有害氣體,鋼水純凈又進(jìn)一步提高,最后經(jīng)軟吹處理,鋼水純凈度又全面提高。這是爐外精煉三部曲的功勞。但是精煉完了進(jìn)行澆鑄,出現(xiàn)了問(wèn)題:一是國(guó)內(nèi)模鑄的連鑄全氧比高1-2ppm,同樣精煉鋼水,為什么模鑄高?這是因?yàn)榫珶掍撍苯訚沧撳V,保護(hù)澆注不好,二次吸氣和氧化。造成二次污染有關(guān)。這個(gè)問(wèn)題反應(yīng)出保護(hù)澆注的必要性和重要性,如果澆注系統(tǒng)保護(hù)澆注不力,有缺陷,必然造成精煉鋼水在澆注過(guò)程中二次氧化、二次污染。從而使精煉鋼水的質(zhì)量前功盡棄。為了解決這個(gè)問(wèn)題,模鑄澆注時(shí),都采用Ar氣環(huán)保護(hù)大包水口的鋼流。

為保證上述保護(hù)澆注效果,要對(duì)大包檢斤,減少大注余量,在保證留鋼量的前提下提高成錠率。

三、精煉操作整改

(一)電爐出鋼及包中合金化整改1、按分鋼種或分鋼類制定電爐出鋼溫度。參考公式(1)

2、明確提出LF爐到位包中溫度標(biāo)準(zhǔn)。參考公式(2)

3、LF爐到位成份控制標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)嚴(yán)格要求。

4、制定包中合金化加料順序標(biāo)準(zhǔn)及包中合金化Ar氣攪拌標(biāo)準(zhǔn)。

(二)LF爐操作

5、制定LF爐出鋼溫度。參考公式(3)

6、增大LF爐渣量,應(yīng)≥2%,堿度≥2.5%。

7、LF爐Ar氣攪拌不應(yīng)露鋼水面。

8、LF爐精煉過(guò)程中需勤探渣、勤看渣、勤調(diào)渣。

9、脫氧劑要少加、勤加、均勻加。

10、LF爐必須白渣出鋼,不準(zhǔn)黑渣、綠渣、黃渣出鋼。

11、應(yīng)做分析白渣中CaO、FeO含量。

12、不準(zhǔn)用Al條做撥渣棍,不準(zhǔn)黑渣、綠渣、白渣下取樣分析。

13、不準(zhǔn)在渣層附近取樣。

14、除增C外,F(xiàn)eSi粉應(yīng)檢斤。

15、爐門不準(zhǔn)常開(kāi)不關(guān),及時(shí)加蓋板。

16、包蓋與包沿力爭(zhēng)封嚴(yán),減少縫隙。

17、包蓋三個(gè)加料孔應(yīng)按袋隔板,用時(shí)打開(kāi),不用關(guān)閉,不準(zhǔn)在爐蓋孔加脫氧劑。

18、LF爐前應(yīng)有探渣棍,取樣撥渣棍。

19、LF爐前應(yīng)做C粉、Si粉加料鐵箱,減少損失浪費(fèi)。

20、電爐出鋼大包吹A(chǔ)r、LF吹A(chǔ)r系統(tǒng)壓力表,減壓表失靈,損壞應(yīng)更換,盡可能按流量計(jì)。

(三)VD爐21、入VD罐前應(yīng)測(cè)渣厚,準(zhǔn)備測(cè)渣厚鐵棍并記錄。

(四)其它

22、大包澆注Ar氣保護(hù)。

(來(lái)源:煉鋼)


 
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