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本文以首钢迁钢公司炼钢厂应用“BOF-LF-RH-CC”工艺冶炼高质量管线钢为背景,针对迁钢LF炉精炼高级管线钢时深脱硫的不稳定性,对50炉X70管线钢的工业生产数据进行了分组统计研究。在对钢液成分、精炼渣成分和精炼操作工艺进行全面分析及动力学建模的基础上,对迁钢LF精炼高级管线钢的深脱硫工艺进行了优化,达到了良好的深脱硫效果,为提高产品合格率提供了理论依据。
在研究分析了LF精炼X70管线钢过程中达标炉次和未达标炉次(终点硫含量是否小于20ppm)的钢液成分得出,钢中酸溶铝含量的过程变化对产品合格率影响很大,应加大造渣阶段用铝脱氧的力度;降低钢中初始氧含量,将其控制在3ppm以下,可获得较好的深脱硫效果。
通过分析终渣中氧化物成分得出,炉渣碱度对炉渣粘度有很大影响,并得出各碱度指标合理的分布区域,以保证精炼渣具有良好的流动性和脱硫能力。
在精炼工艺方面,应尽量减少转炉下渣量,可通过顶渣改质将转炉氧化性渣改为还原性渣。为保证炉内良好的还原气氛,脱硫渣系中的初始(FeO+MnO)0含量应降低到1%以下。为了缩短LF精炼时间,需保证良好的吹氩情况,并适当提高精炼过程温度。
运用分子-离子共存理论进行硫分配比的理论计算,建立结构单元或离子对的质量作用浓度模型。进而建立基于质量作用浓度的CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系硫分配比模型,计算得1630℃下,LF精炼结束时,最佳渣系的渣钢间的硫分配比为Ls=1115。通过实测的9炉数掘来验证模型,认为利用共存理论计算的LF炉基于质量作用浓度的硫分配比模型是基本正确有效的。
通过上述各种分析计算设计了改进方案,即采用最佳渣系并在LF进站之前加设吹氩站工序,不但可以降低LF进站初期的氧含量为脱硫提高更好的条件,同时可以缩短LF精炼的处理周期。最后进行现场工业试验检验效果,渣中氧化性降低明显,钢中硫含量一直处于较低水平,精炼末期的终点硫含量也比试验前低,显示了良好的脱硫效果和较短的处理周期,并且稳定性有了很大改进。