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爐外精煉技術(shù)在鑄鋼生產(chǎn)的應(yīng)用

時間:2009-10-23 10:46:04來源:limin

導(dǎo)語:?爐外精煉技術(shù)在鑄鋼生產(chǎn)的應(yīng)用

鑄造生產(chǎn)要經(jīng)過十分復(fù)雜的工藝過程。只要其中某一道工序或某一個過程失誤,均會造成鑄造缺陷。當(dāng)然,同一類缺陷由于場合和零件的不同,往往有不同的形成原因。常言道“三分冶煉,七分鑄造”。鋼液質(zhì)量與鑄件的質(zhì)量密切相關(guān)。本文中,主要論述如何通過爐外精煉技術(shù)為鑄造生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的鋼液。

1.爐外精煉技術(shù)簡介

20世紀(jì)煉鋼技術(shù)中的革新,主要是純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法和連續(xù)鑄鋼法。由于這些實用技術(shù)的采用,煉鋼生產(chǎn)率飛速提高。爐外精煉技術(shù)是設(shè)置在轉(zhuǎn)爐和連續(xù)鑄鋼間的連接工序,這一技術(shù)的實用化,大大提高并完善亨利貝塞麥發(fā)明的液態(tài)煉鋼法。要提高鑄鋼生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量,同樣離不開冶金冶煉技術(shù)的發(fā)展。爐外精煉技術(shù)就是鑄件生產(chǎn)中的適用技術(shù)之一。

1.1爐外精煉技術(shù)的功能①脫氫、②脫氧、③脫碳、④脫硫、⑤非金屬夾雜物的形態(tài)控制、⑥成分調(diào)整(添加合金)、⑦鋼液成分及溫度的微調(diào)及均勻化、⑧脫氮、⑨脫磷。針對上述功能,衍生出LF法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等爐外精煉設(shè)備。但對于各生產(chǎn)廠家具體使用哪種精煉設(shè)備,他們會綜合考慮冶煉的鋼種、生產(chǎn)量、粗/精煉的組合等,選擇最適合的爐外精練法。

1.2電爐加鋼包精煉爐雙聯(lián)工藝法簡介目前,電弧爐煉鋼是鑄鋼件生產(chǎn)中最廣泛的煉鋼方法之一。這種方法是利用電弧產(chǎn)生的高溫和熱能熔化固體爐料,實現(xiàn)冶煉的目的。在電弧爐煉鋼中為了清除鋼液中的氣體和夾雜物,通常通過脫碳反應(yīng)形成鋼液沸騰,對鋼液激烈氧化。在下一步為了去除鋼液中殘余的氧,又需要對鋼液進(jìn)行脫氧,因此產(chǎn)生大量的夾雜物,這是電弧爐煉鋼難以解決的矛盾。為了解決這一問題,經(jīng)過冶金工作者多年努力,摸索出雙聯(lián)工藝法方案。即將原電弧爐煉鋼的兩大期——氧化期及還原期分別放在電弧爐和鋼包精煉中進(jìn)行,各自獨立操作,以達(dá)到提高鋼液的冶煉質(zhì)量,提高生產(chǎn)率的目的。下面是雙聯(lián)工藝法的工藝流程:電爐加料——熔化——氧化——升溫——出鋼——LF爐接鋼液——精煉還原——微調(diào)成分,調(diào)整溫度——出鋼——喂絲——鋼液測溫——鋼液澆注。

1.3雙聯(lián)工藝法的產(chǎn)品質(zhì)量對幾個采用雙聯(lián)工藝法的鑄鋼廠產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤:①氣體含量:[H]<3.5ppm,[O]<40ppm,[N]<80ppm;②雜質(zhì)含量:[P]<0.015%,[s]<0.0l%,si、Mn可控制在0.02%內(nèi),Ni、Mo、Cu可控制在0.0l%內(nèi)。

1.4材料性能屈服強(qiáng)度增加7%~1l%;抗拉強(qiáng)度增加3%~6%,沖擊韌度增加20%一45%;斷面收縮率、伸長率基本無變化。夾雜物含量明顯減少,分布形態(tài)多呈不連續(xù)狀。

2.爐外精煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

幾家鑄鋼廠使用鋼包精煉爐設(shè)備后,噸鋼原材料消耗量均有所下降。如噸鋼電耗,下降35 kwh左右。但增加LF爐設(shè)備后,需配套增大水循環(huán)系統(tǒng),除塵系統(tǒng)及其他投資,使得鋼液冶煉成本增加。但鋼液化學(xué)成分控制穩(wěn)定,合金成分控制準(zhǔn)確,鋼液成分均勻。無偏析現(xiàn)象,鋼液中氣體、夾雜物控制較高,力學(xué)性能優(yōu)良,鑄件廢品率大大降低。正基于上述原因,鋼液成本總體上基本持平。

3.使用鋼包精煉爐技術(shù)的優(yōu)點

①用鋼包精煉爐技術(shù)后,鋼液中的有害元素和有害氣體降到了一個較低的含量水平,使鋼中不易形成對鑄件材質(zhì)有嚴(yán)重破壞的非金屬夾雜物,從而提高了鑄件的低溫性能和鑄件對使用環(huán)境的適應(yīng)性。

②氬氣的攪拌作用加速了鋼/渣之間的化學(xué)反應(yīng),有利于鋼液的脫硫、脫氧,促進(jìn)鋼液中非金屬雜物的上浮和去除,提高了鋼液溫度和成分的均勻性。

③與普通電弧爐聯(lián)合冶煉,加快了生產(chǎn)周期,提高了合金回收率。

④設(shè)備簡單、投資較低。

4.使用鋼包精煉爐還需解決如下問題

①鋼液溫度下降。由于鋼包精煉爐與普通電弧爐相連操作,在普通電弧爐鋼液氧化完畢向精煉爐出鋼時,鋼液溫度下降,爐子越小,溫降越大。這樣精煉爐需進(jìn)行提溫操作,會少許增加電耗。

②鋼液倒包會增加氣體含量,鋼液進(jìn)行爐外精煉后,其鋼液中各類氣體含量均有降低。但在鋼液倒包過程中,易使鋼液吸氣,造成鋼液氣體含量些許增加,目前已有解決辦法。

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