炉渣过氧化是怎么形成的？炉渣过氧
转炉钢水过氧化原因分析及危害
摘 要: 从溅渣护炉操作、产品质量、冶炼成本三方面阐述了钢水过氧化现象带来的危害, 并就造成过氧化现象的原因进行了较为系统的分析, 指出原材料供给、生产组织、工艺路线及工艺制度存在的局限性, 提出了相应看法和改进措施。
1 前言
银山型钢炼钢厂现有120t氧气顶底复吹转炉3座, 装入量为铁水120t 、生铁块5t 、废钢25t ,出钢量平均135t左右。实际生产中, 钢水过氧化严重、终点〔C〕命中率低、铁耗高。
2 钢水过氧化的危害
钢水终点过氧化、终点碳含量低曾是冶炼的主要特征之一, 它严重制约着银山型钢炼钢厂转炉生产和产品质量的进一步提...全部
转炉钢水过氧化原因分析及危害
摘 要: 从溅渣护炉操作、产品质量、冶炼成本三方面阐述了钢水过氧化现象带来的危害, 并就造成过氧化现象的原因进行了较为系统的分析, 指出原材料供给、生产组织、工艺路线及工艺制度存在的局限性, 提出了相应看法和改进措施。
1 前言
银山型钢炼钢厂现有120t氧气顶底复吹转炉3座, 装入量为铁水120t 、生铁块5t 、废钢25t ,出钢量平均135t左右。实际生产中, 钢水过氧化严重、终点〔C〕命中率低、铁耗高。
2 钢水过氧化的危害
钢水终点过氧化、终点碳含量低曾是冶炼的主要特征之一, 它严重制约着银山型钢炼钢厂转炉生产和产品质量的进一步提高, 对转炉冶炼操作存在以下几方面的影响:
2。1 钢水过氧化严重不利于溅渣护炉操作。
严重过氧化的钢水其渣中的( FeO) 含量相对较高, 而( FeO) 对 炉渣熔化性温度的影响比较大。在众多的氧化物中, ( FeO) 的熔点比较低, 约为1350℃, 在炉渣中很容易解离出O2- , 使复杂的SixOy2- 解体, 变成简单的离子,从而使炉渣变稀。
另外, ( FeO) 与炉渣中的(CaO) 和( SiO2 ) 结合成低熔点的硅灰石和铁榄石等, 这是过氧化炉渣稀的主要原因。这种炉渣的溅渣护炉效果是不理想的, 其主要是因为, 溅渣时这种炉渣很难在炉衬上形成固态的附着层, 即使溅渣时间比较长, 当炉渣温度冷到其熔化温度以下后, 并在炉壁上形成了附着层, 在吹炼初期也很容易转变成液态渣, 失去
对炉衬的保护。
银山型钢炼钢厂炉渣中( FeO) 含量比较高, 有一部分炉次的( FeO) 含量能够达到20%以上, 有的甚至更高, 这些炉次在溅渣护炉操作中其实是起负面作用。
2。2 终点钢水过氧化直接影响脱氧合金化程, 直接关系到钢坯质量。
过氧化钢水〔O〕含量通常在800～1600ppm左右, 过氧化严重的甚至能够达到2000ppm以上, 不难想象, 过氧化如此严重的钢水脱氧、合金工艺是非常难控制的。在实际生产中, 不可能知道这种钢水中的准确氧含量是多少, 所以很难准确计算预脱氧剂、终脱氧剂的量,更难以把握在不同的脱氧条件下合金元素的回收率为多少。
在遇到这种情况时, 操作工只能凭借经验进行脱氧合金化过程, 因此比较容易出现成分出格的现象。另外, 即使宏观表现的钢水成分没有出格, 但是大量脱氧产物在后续的简单吹氩处理过程时并不能得到充分而且有效地去除, 有很大一部分滞留在钢水中, 形成钢坯中的夹杂。
有试验表明, 银山型钢炼钢厂钢坯中夹杂物含量平均在0。0050 %的水平, 而过氧化钢水浇注出的钢坯夹杂物含量高出平均水平1倍以上,达到0。0110 %左右。可见, 钢水过氧化对钢坯宏观质量、微观组织结构都有相当程度的影响,降低钢水过氧化程度是提高钢质量的重要前提。
表1是2005年上半年由于过氧化原因造成硅、锰成分不合所占当月硅、锰不合比例的统计。
表1 硅、锰成分不合所占当月硅、锰不合比例
月份 1 2 3 4 5 6
所占比例/% 32。
53 27。62 29。27 19。63 30。71 25。27
2。3 钢水过氧化直接影响到原材料消耗和冶炼成本。过氧化钢水是在铁水中的发热元素(主要指Si 、C 元素) 氧化到极限后, 进一步氧化大量的铁元素而造成的。
这无形中增加了钢铁料消耗, 也降低了脱氧剂、合金元素的回收率, 增加了冶炼成本。
总之, 钢水过氧化不利于炉况维护、不利于钢质量的提高、也不利于冶炼成本的降低, 要从根本上扭转这一局面, 做到溅渣不补炉或尽量少进砖,减少待复、待处理, 提高钢坯量, 进一步降低冶炼成本, 就必须分析出造成钢水过氧化的原因, 并据此进行相应的调整以减少钢水过氧化的危害。
3 钢水过氧化形成原因的分析
3。1 原材料条件
在实际生产中, 原材料条件极不稳定会给冶炼操作带来严重的影响, 同时对冶炼成本、产品质量也会有相当严重的影响。如使用的石灰活性度达不到技术要求, 生烧、过烧率比较大, 在吹炼过程中就极容易造成吹炼后期返干“回磷”现象。
由于吹炼后期熔池温度比较高, 不利于脱磷反应的顺向进行, 以至于补吹时间长, 钢水过氧化。石灰中S含量高造成拉碳钢水S高而不得不采取加料补吹也是造成钢水过氧化的原因之一。
废钢条件不稳定、分类不够精细、块度不均匀也是影响冶炼控制的重要因素。
在实际操作中, 经常会遇到由于废钢块度比较大加不进炉内的情况,还有的在倒炉时尚未熔化, 成块粘接在炉底, 影响了冶炼操作和生产节奏, 同时出现后期拉温度的现象, 使得终点控制目标难以实现, 形成钢水过氧化, 终点碳偏低的现象。
表2是2005年上半年各月份粘废钢炉数所占当月总炉数比例统计。
表2 废钢炉数所占当月总炉数比例
月份 1 2 3 4 5 6
所占比例/% 17。55 12。62 13。53 12。
17 8。99 15。62
铁水条件不稳定, 由于目前铁水来源复杂, 造成铁水情况波动较大, 碰到铁水温度低、Si低炉次, 势必影响拉碳温度低, 为提温度, 炉前只有继续补吹提温, 从而造成终点钢水严重过氧化。
表3是2005年上半年各月份由于铁水温度低造成钢水过氧化所占当月总炉数比例统计。
表3 铁水温度低造成钢水过氧化所占比例
月份 1 2 3 4 5 6
所占比例/% 15。63 13。
65 11。26 10。51 9。96 12。56
原材料条件较差是银山型钢炼钢厂难以推广标准化操作的症结所在, 也是转炉操作水平难以提高, 转炉炼钢自动化程度难以提高的限制性环节。
所以, 应该尽量保证入炉的原材料在理化性能和物理形态上基本保持一致, 并以此为基础, 稳定炉前冶炼操作, 推广标准化操作模式, 实现自动化程度高的转炉炼钢, 提高转炉冶炼终点命中率, 改善钢水质量。
3。2 现场操作
现场操作不当表现在很多方面, 主要是不能够及时准确判断热量情况以及炉内反应进行的程度,没有适时调整枪位, 拉碳温度偏低或者炉渣没有充分化透, 补吹时间较长, 导致钢水过氧化。
操作水平的提高关键在于操作者对操作过程的细致观察和日常的经验积累, 同时积极开展“帮、传、教”的活动, 充分发挥工人技师、技术人员的实践和理论优势, 帮助操作者分析解决实际操作中遇到的问题, 不断提高操作水平。
3。3 生产组织
在银山型钢炼钢厂的现有条件下, 现场生产调度对炼钢转炉生产具有相当的影响力, 现场生产组织的紧凑与否也很大程度上决定了炉前操作的能耗和钢水质量。反之, 转炉、连铸作业区的生产顺行程度高低也影响生产组织和协调的有效性。
在实际生产过程中, 有时采用连铸机压钢水等手段来缓冲生产压力, 调节生产节奏, 这时就要求炼钢的钢水温度比较高, 才能够满足生产的需要, 发生钢水过氧化的概率也就更大。尽管这种方式在一定程度上能够解决生产紧张的矛盾, 但是危害也是明显的,除了能耗高、设备维护成本高之外, 也会发生因在大包加钢坯冷却使得大包堵死的生产事故。
总之,降低出钢温度是炼钢、连铸生产的趋势, 也要通过不断提高调度水平才能得到保证。
3。4 工艺制度
由于银山型钢炼钢厂产量压力比较大, 铁水资源又不足, 在实际操作中, 只好加大废钢用量的手段来弥补铁水不足, 而实际上这种装入制度将带来吹炼过程热量不足, 从而导致终点碳命中率低, 产生钢水过氧化的现象。
只能通过繁琐的API函数或Visual C + +标准通讯函数来控制各种硬件, 现在VB6。 0 提供了一个ActiveX 控件——Microsoft Communication Control, Version 6。
0, 称为 MSComm 控件, 利用它可以方便地进行计算机串口的通讯管理。
4 减少钢水过氧化危害的技术措施
4。1 密切关注铁水的物理化学性能, 以此动态调整金属装入量, 确保吹炼体系热量平衡, 适当保护体系热量富裕。
同时, 加强管理层面、生产工序间的原料质量信息传递, 建立热量监控制度, 以便及时调整。
4。2 强化炼钢原辅料的管理, 特别是造渣料的质量把关, 劣质的石灰和其他辅助材料势必造成体系热量损失及操作质量下降, 强化原辅料的质量管理是减少钢水过氧化非常必要的技术环节。
4。3 实施紧凑的生产组织模式, 松散的生产组织模式必将造成出钢温度高, 体系热量损失严重, 钢水过氧化现象频繁。
4。4 强化成本管理。将成本管理尽量细化,考核班组的增碳剂和脱氧剂等原料的使用成本, 挖掘直接操作人员的生产积极性, 减少操作失误而造成的钢水过氧化现象。
4。5 根据入炉原料种类、结构及质量, 科学调整供氧、造渣制度, 一方面稳定吹炼过程操作,确保碳氧反应充分; 另一方面采用少渣炼钢, 尽量减少大渣量带走的热量损失。
4。6 对炉前重要岗位操作人员进行有效的实践和理论培训, 提高操作者的业务技能。
5 用程序实现对仪表的串行通讯控制
5。1 在WindowsVB6。 0编程环境下, 新建工程引用MSComm通讯控件, 在窗体中至少添加以下几个基本控件:
(1) 1个MSComm控件, 控制名为MSComm1,用于软件对串口的访问;
(2) 两个定时器控件, 名为( Tim Periodic和Tim Non Periodic) , Tim Periodic 用于使PC机定时向各仪表发送周期性命令, 使其定时回传实时数据;Tim Non Periodic用于控制两次非性指令传送之间的时间间隔;
(3) 1个非周期性命令发送按钮CmdNonPeri2odic, 用于非周期性指令的传送启动;
(4) 若干个用于显示仪表参数的文本框和设置仪表参数的对话框。
监控软件的核心是如何读取和处理现场仪表的实时数据, 编程时应注意以下几个问题:
(1) 主机采用轮询方式访问从机, 从机应答到发送完数据有一定的时间间隔, 一般设定2～
3 s。
(2) 由于采用一个串口和半双工通讯方式,一方发送数据时另一方必须等待接收, 因此在发送非周期性命令时, 必须停止轮询, 否则会发生数据包碰撞, 使通讯失败。
5。2 数据的接收和处理: 计量仪表回传数据时即可在主机上引发OnComm ( ) 事件, 在此事件处理函数中, 首先判断接收数据的完整性, 然后将数据一次全部读到所定义的变量参数中, 根据仪表通讯协议中定义的内容, 分别取出各个字节, 解析出意义, 在屏幕上显示, 利用在VB监控程序中加入DATA控件, 将数据存入数据库中, 使用VB的报表功能即可产生日报、月报及年报。
6 结束语
本文利用Windows下的ActiveX控件实现了在Windows环境下, 单台PC与多台计量仪表的远程通讯监控。本系统在莱钢机制公司中成功使用, 实现了分散计量点数据的自动采集、自动汇总, 及时反应出生产中计量数据, 为生产的成本控制起到了积极作用, 整个系统结构简单、方便、灵活, 具有较高的实际价值和使用性。
。收起
