电渣重熔工艺在不同企业条件下的应用特点

tianxin

电渣重熔作为一种冶金生产方法存在已有近50年的历史了。电渣重熔炼钢时不仅必须严格完成工艺规程的要求，而且必须评定区域气候条件、季节性，甚至复杂的车间内部状况对冶炼过程的可能性影响。因此，每个企业在电渣重熔过程中有可能采取某些特殊的工艺方案，其结果不可能应用于其它工厂或达到其要求，但是某些企业某种钢的电渣重熔指标有可能决定消费者选择能够很好满足其要求的企业。本文作者总结了某些工厂电渣重熔30Ni4MoCuVA钢的生产指标结果。
　　预先分析大量生产数据表明，不同工厂相应地在不同电渣重熔炉内电渣重熔30Ni4MoCuVA钢的同时，去除有害杂质(S、P、O2、N) 的钢水精炼率指标不同、钢中Si和Al这类元素发生变化。鉴于此，本文作者有意于弄清不同类型电渣重熔装置的工艺特点，并在此基础上明确钢水氧化-还原过程和脱硫等实际重要电渣工艺参数。
　　电弧炉内冶炼原始电极钢，其中包括采用一组真空处理装置，或在平炉内冶炼随后在钢包炉内炉外处理，在电渣重熔炉内进行重熔。采用双成份的АНФ-6(CaF2-Al2O3)或多成份 АНФ-32(Al2O3-CaF2-CaO-SiO2-MgO)助熔剂重熔。分析重熔前后钢中的S、P、N含量数据，研究了电渣重熔工艺特点，总共处理了40多炉电渣重熔钢。表1和表2列出钢、渣成分的显著变化实例。
      本文作者根据在具体企业选定的工艺方案详细研究了电渣重熔时的钢水脱硫特点。
      根据目前的介绍，电渣重熔时的脱硫过程方案如下。在导热加热至高温的自耗电极中，还在其开始熔化前，初生硫化物夹杂就发生了变化。为了证实这一点进行了以下试验。将一批常规含硫量0.012%的研究钢试样分几次高温加热到1200℃、1280℃、1320℃，规定温度下保温30min，随炉冷却。从试样端部取下硫印，仔细分析后可以得出以下结论：加热至1200℃后，硫印强度与硫含量一致；加热到1280℃同时初生硫化物发生变化；部分初生硫化物溶解，冷却时沿高温奥氏体晶界或其它组织区域析出；加热到1320℃时，无论是沿晶界还是在高温晶粒范围内硫化物完全溶解，冷却时从溶液中消失，因此硫印上无任何明显的硫化物聚集物。
　　研究表明，钢中的均匀硫含量取决于钢的脱氧率和气相成份。气相中氧的分压力升高应当有利于更有效脱硫。
　　研究情况时采用的助熔剂中无硫聚集物证明(表2)，脱硫机理与助熔剂成分无关，而是与SO2的形成和去除有关。而且在采用АНФ-32助熔剂时，由于其中CaO的含量高，脱硫效果更为显著(表1)。

　　结晶区的气相成分，也就是其氧化势取决于自然或人工形成气流。基于研究可以充分描述工业炉结晶器通道内的实际大气状态，供Ar时中性(炉1)和供入干燥空气时的高氧化性(炉4)。根据表1计算出来的钢水脱硫率见表3。
　　可以预测，氧化气氛炉大气的更新要比炉2强烈，结果氧化势，相应地脱硫水平在这种情况下将更高。对上述炉排气范围内的粉尘成分进行分析表明，炉2的粉尘成分与采用的助熔剂成分一致，证明结晶器通道内大气的更新较弱。这也为粉尘中的低硫含量所证实。
　　粉尘中的氧化铁、氧化铬、氧化锰含量高，以及较高硫含量可表现出氧化气氛炉结晶器区中的大气更具氧化性。同时明确，该炉中蒸汽气体排放系统结构比炉2更强大。
　　因此，分析钢渣变化、研究气体净化系统中粉尘的化学成分注定必须根据电渣重熔的实际结构和工艺流程计算气相―渣―钢系中的相互联系。这样可以最充分地利用电渣工艺优势，避免获得包括脱硫在内的其它不良结果。
　　关于电渣重熔时氮的特点可以指出，结晶器通道中的大气成分对其在重熔后钢中的含量无决定性影响。例如，在中性(炉1)和还原气氛(4)炉中重熔后，钢中的氮浓度几乎不变，而在某一种情况下比原始的低。相反，在全部条件下在氧化气氛炉中重熔的同时，成品钢中的氮含量较之原始钢提高0.001～0.006%,而总浓度达到0.011～0.012%。看来，在这种情况下，渣池中的热量分布特点起了决定作用。例如，根据全部研究的电渣重熔工艺流程，热量析出区局限于渣池中心区，相反在其它情况下其沿整个范围分散。例如，在中性和还原气氛炉中，该区大3～4倍。众所周知，电渣重熔时的70～90% 电流沿馈电线双线电路图流经渣。输入功率集中在限制区域将经常伴有该区中的炉渣和电极钢极大过热现象，结果促使N从气相转入钢中。
　　通常，电渣重熔钢中的P含量或是保持不变，或是有所增长。研究情况下电渣重熔时氧化气氛炉中存在P含量升高的趋势，这可能与重熔的“热规范”有关，此时P从渣中转入钢中。在炉渣达到更高氧化性的同时，钢锭重量增加时炉渣温度的有规律下降和放热区的分散促使成品钢中的P含量有所下降(下降0.002%)。
　　结语
　　电渣重熔时钢的脱硫过程取决于结晶区大气的氧化性。研究表明，原始硫化物夹杂在自耗电极的预熔阶段溶解，高CaO含量助熔剂在任何气氛下都拥有良好的脱硫能力。电渣重熔炉气体净化系统中的粉尘成分与结晶器通道中的蒸气相成分相一致，体现出结晶器通道中大气状态特点。重熔钢中的P和N含量与渣池中热量分布特点有关，其在限制渣中输入热能情况下更高。