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常見問題

現有技術的鋼鐵精煉渣系配方存在的技術問題

作者:鞏義市華鑫鋁酸鈣粉廠 來源: 日期:2023/10/31 21:10:40 人氣:0

        現有技術中,低壓轉子鋼真空碳脫氧工藝是指在精煉還原過程中使用碳粉脫氧。在該工藝階段,為確保鋼水成分滿足si≤0.10%,al≤0.010%的技術要求,真空碳脫氧工藝的全過程禁止使用鋁粉、硅鈣粉等含鋁、硅的脫氧劑,從而,使得鋼水精煉過程中投放渣料相對單一,現有技術中投放的渣料為石灰與螢石按3:1~4:1投入,只使用c粉做為脫氧劑。由此,現有的渣料的配比導致了現有技術存在以下缺陷:渣系熔點高,完全熔化溫度高達2067℃左右;1600℃液固相比為1.76,爐渣流動性差,不利于鋼水脫氧及夾雜物的吸附;并且冶煉能耗較高,平均噸鋼電耗約235kw·h;全氧測定值t[o]高達21ppm;鋼錠中夾雜物數量密度4.6個/mm2。

        現有技術的鋼鐵精煉渣系配方存在的技術問題是:渣系熔點高;爐渣流動性差;冶煉能耗高等。

        為了解決以上技術問題,本發明提供一種鋼鐵精煉渣系配方,其目的在于在確保鋼水成分滿足含硅、鋁、氧量等技術要求的情況下,根據該鋼鐵精煉渣系配方添加至鋼水中,降低渣系的熔點,提高爐渣的流動性,進一步的優化鋼水脫氧及夾雜物的吸附,降低冶煉能耗。

        為了達到上述目的,本發明提供了一種鋼鐵精煉渣系配方,包含:

        一渣料,該渣料包含石灰、螢石和鋁粒;

        形成氧化鈣-氟化鈣-二氧化硅-三氧化二鋁的渣系。

        優選地,按重量份計,每1000份鋼水中添加:16~20份石灰,8~10份螢石,0.5~0.8份鋁粒。

        優選地,按重量份計,石灰中氧化鈣含量為大于或等于95%。

        優選地,按重量份計,螢石中氟化鈣含量為大于或等于85%,二氧化硅含量為9~11%。

        優選地,按重量份計,該渣系中氧化鈣含量為50%~55%,氟化鈣含量為22%~25%,二氧化硅含量為8%~10%,三氧化二鋁含量為5%~6%。

        優選地,該渣系中還含有氧化鎂,按重量份計,氧化鎂含量為3~4%。

        優選地,該渣系配方用于鋼鐵精煉過程中碳脫氧工藝中。

        優選地,該鋼鐵為轉子鋼。

        優選地,該精煉過程在含有氧化鎂的熔爐中進行。

        與現有技術相比,本發明提供了一種鋼鐵精煉渣系配方,包含:石灰、螢石和鋁粒,形成氧化鈣-氟化鈣-二氧化硅-三氧化二鋁的渣系。據此,本發明達到的有益效果為,在鋼鐵精煉工藝中,根據本配方將相關礦石加入到的鋼水中,能夠在確保鋼水成分滿足含硅、鋁、氧量等技術要求的情況下,降低渣系的熔點,提高爐渣的流動性,進一步的優化鋼水脫氧及夾雜物的吸附,降低冶煉能耗。

        以下結合實驗數據、原理分析、模擬計算對本發明的具體實施方式進行詳細說明。

        參閱圖1所示,在一鋼鐵精煉工藝中,在一熔爐4中裝有一鋼水3,向該鋼水中加入渣料1(圖中未示):石灰11、螢石12和鋁粒13,從而在鋼水中形成一渣系2。該渣系2的成分為氧化鈣(化學式:cao)-氟化鈣(化學式:caf2)-二氧化硅(化學式:sio2)-三氧化二鋁(化學式:al2o3)。cao和al2o3生成12cao·7al2o3等低熔點的物質,抑制高熔點2cao·sio2生成;caf2有利于對鋼-渣界面形成的固體cas的破壞,增加液相量,促進了脫硫反應的進一步進行;sio2有利于調節渣系的酸堿度。

        按重量份(可標記為w)計,無特別說明本文所指含量均為重量含量,每1000份鋼水中添加:16~20份石灰,8~10份螢石,0.5~0.8份鋁粒。石灰是一種礦產產生的物質,通常是石灰石(主要成分caco3)煅燒篩選后產生,主要成分為cao,選擇一種石灰,按重量份計,石灰中cao含量為大于或等于95%。螢石為一種礦產,其主要成分為caf2,選擇一種螢石,按重量份計,螢石中caf2含量為大于或等于85%。該螢石中還含有sio2,sio2含量為9~11%。

        按重量份計,該渣系中cao含量為50%~55%,caf2含量為22%~25%,sio2含量為8%~10%,al2o3含量為5%~6%,該渣系為一四元渣系。

        熔爐中含有耐火材料氧化鎂(mgo),冶煉過程耐火材料熔蝕會在渣系中帶入mgo。另外,通常情況下,石灰中除了cao還含有mgo,也會造成渣系中帶入mgo。該渣系中還含有mgo,按重量份計,mgo含量為3~4%。渣系中的mgo,可以對爐襯的腐蝕起到保護作用(動態平衡),增加鋼包的使用壽命。

        該渣系配方用于鋼鐵精煉過程中碳脫氧工藝中,即在碳脫氧工藝中向鋼水中加入該渣系配方中所提供的渣料及其配比。碳脫氧工藝,是指利用碳和氧反應生成co(氣態),從而降低鋼水中氧元素,真空可以促進該反應的進行。真空條件下,該工藝也稱為真空碳脫氧工藝。

        該鋼鐵為轉子鋼。轉子鋼是指用于制作電機轉子的一種鋼材,轉子鋼的成分對轉子的使用壽命具有影響。為了保證轉子質量,提高轉子壽命,對轉子鋼提出了一些要求:低磷、低硫、低硅(si≤0.10%)、低錳、低鋁(al≤0.010%)和低氫等純凈度要求。該配方可以冶煉出符合要求的低壓轉子鋼。

        該精煉過程在含有mgo的熔爐中進行。mgo作為一種耐火材料,且具有一定抗腐蝕作用。

        該渣樣的熔點,反應了該渣系的流動性、熔化渣時間、鋼水-渣系反應的動力學條件。該渣系的熔點降低,能夠提升該渣系的流動性,縮短化渣時間,優化鋼水-渣系反應的動力學條件,進而能夠提升精煉渣的冶金效果。

        總氧含量t[o]為經過該精煉過程后鋼錠中的總含氧量,反應了該渣系配方的脫氧能力??傃鹾縯[o]的值越低,說明該渣系的脫氧能力越好。

        鋼錠的夾雜物成分和數量密度,反應了該渣系配方的夾雜物吸附效果。夾雜物數量密度的值越低,說明該渣系的夾雜物吸附效果越好。

        噸鋼耗電量,直接反映了冶煉的能效。

        據此,設計下述試驗。一爐低壓轉子鋼冶煉,處于精煉過程的碳脫氧工藝,鋼水量為120t,對本發明提供的渣系配方進行工業試驗,進行跟蹤取樣并進行精煉渣成分終渣完全融化溫度、全氧含量t[o]、夾雜物成分和數量密度等分析,并與前期取樣的爐次進行對比來驗證渣系對脫氧及夾雜物吸附的效果。*發現試驗結果如下。

        *實施例,在鋼水中加入:石灰(cao含量為95%)2400kg(即,料鋼比w20/1000),螢石(caf2含量為87%、sio2含量為10%)1000kg(即,料鋼比w8.33/1000),鋁粒90kg(即,料鋼比w0.75/1000)。石灰與螢石的比例為2.4:1。該渣系中caf2設計含量為22%。

        冶煉取樣的終渣完全熔化溫度為1789.5℃。鍛件取樣,全氧測定值為14ppm,夾雜物數量密度為3.04個/mm2。精煉爐噸鋼電耗195kw·h。

        第二實施例,在鋼水中加入:石灰(cao含量為95%)2000kg(即,料鋼比w16.67/1000),螢石(caf2含量為87%、sio2含量為10%)1100kg(即,料鋼比w9.17/1000),鋁粒60kg(即,料鋼比w0.5/1000)。石灰與螢石的比例為1.8:1。該渣系中caf2設計含量為25%。

        冶煉取樣的終渣完全熔化溫度為1762.02℃。鍛件取樣,全氧測定值為11ppm,夾雜物數量密度為2.65個/mm2。精煉爐噸鋼電耗183.7kw·h。

        第三實施例,在鋼水中加入:石灰(cao含量為95%)2200kg(即,料鋼比w18.33/1000),螢石(caf2含量為87%、sio2含量為10%)1100kg(即,料鋼比w9.17/1000),鋁粒75kg(即,料鋼比w0.63/1000)。石灰與螢石的比例為2:1。該渣系中caf2設計含量為23.5%。

        冶煉取樣的終渣完全熔化溫度為1751℃。鍛件取樣,全氧測定值為9ppm,夾雜物數量密度為2.48個/mm2。精煉爐噸鋼電耗162.8kw·h。

        經測量,與現有技術相比,上述三個實施例的夾雜物的成份中sio2含量有所增加,但是,夾雜物數量密度下降。

        本發明的提供的低壓轉子鋼采用真空碳脫氧工藝,通過計算精煉渣料各組份對爐渣熔點的影響關系。用熱力學軟件factsage中的equilib進行了低壓轉子鋼-鋼渣平衡模擬,模擬得出在保證鋼水中不增si、al時(鋼中si≤0.05%、al≤0.005%),渣系中sio2和al2o3的*含量分別為10%和6%。通過計算及實驗,得出:每噸鋼水配入石灰(cao含量為大于或等于95%)16~20kg、螢石(caf2含量為大于或等于85%)8~10kg、鋁粒0.5~0.8kg,形成cao-caf2-sio2-al2o3的四元渣系,在精煉爐(含mgo)形成的終渣的各組分質量百分比為w(al2o3)為5%~6%,w(caf2)為22%~25%,w(mgo)為3~4%,w(sio2)8%~10%,w(cao)50%~55%。據此配方的鋼渣,進行鋼水的真空碳脫氧工藝,能夠得到滿足鋼中si≤0.05%、al≤0.005%的條件下,終渣的熔點降低,提升終渣的流動性能,優化對鋼水的脫氧效果,增加夾雜物的吸附能力,降低冶煉能耗。

        本發明提供了一種鋼鐵精煉渣系配方,包含:石灰、螢石和鋁粒,形成氧化鈣-氟化鈣-二氧化硅-三氧化二鋁的渣系。該精煉渣系配方可用于低壓轉子鋼的真空碳脫氧工藝。結合表1和表2可以得出,據此,本發明達到的有益效果為,在鋼鐵精煉工藝中,根據本配方將相關礦石加入到的鋼水中,能夠在確保鋼水成分滿足含硅、鋁、氧量盡量低或低于某一值等技術要求的情況下(si≤0.05%、al≤0.005%、t[o]≤14ppm),降低渣系的熔點(渣系完全熔化溫度為1750℃~1800℃),提高爐渣的流動性,進一步的優化鋼水脫氧效果及夾雜物的吸附(t[o]為9~14ppm,夾雜物數量密度為2.48~3.04個/mm2),降低冶煉能耗(精煉爐平均噸鋼電耗為180kw·h)。

        上述具體實施例和附圖說明來自網絡摘要,如有問題請聯系管理員。

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