炉料烘烤对钢中气体含量的影响
合金在线烘烤装置在转炉上的应用
合金在线烘烤装置在转炉上的应用摘要：本文从合金烘烤装置介绍，通过合金烘烤炉加热，对硅铁、锰铁、铬铁、钒铁等合金炉料进行脱水分烘烤，在200 ℃内进行脱游离水分烘烤，在400~600 ℃内进行脱结晶水分烘烤。
合金干燥程度影响着钢中的氢含量，而钢中氢含量对产品质量有重要影响；同时合金烘烤预热后，可降低转炉出钢温度。
关键词：合金烘烤、加热、质量、出钢温度Application of Alloy on-line baking device in converterMiBaoJun YuYou Zhong GezhuangBaowu Group Zhongnan Iron & Steel Guangdong Shaogang Songshan Co. LTD，Shaoguan 512123, Guangdong provinceAbstract:This paper introduces from the alloy baking device, through the alloy baking furnace heating, dehydrating the alloy furnace charge of ferrosilicon, ferromanganese, ferrochrome, ferrovanadium, etc.,they are dehydrated and baked in 200 ° C , in 400 ~ 600 ° C, the decrystallized water was baked.The drying degree of alloy affects the hydrogen content in steel, and the hydrogen content in steel has an important effect on product quality. At the same time, after the alloy baking preheating, can reduce the converter steel temperature.Keywords:Alloy Baking, Heating, Quality, Steel Temperature一、现状分析：由于我厂地处华南地区，常年气候潮湿，各类合金存储、运转过程容易吸潮，目前炼钢厂合金没有进行烘烤，钢水中的氢含量不稳定，容易出因氢高引起的气泡或性能缺陷，出钢过程温降较大。
合金烘烤装置在转炉炼钢中的应用
EXCHANGE OF EXPERIENCE 经验交流摘要：通过介绍合金烘烤装置的原理和构成，提出了一种新型高性能燃气燃烧器的合金烘烤装置，其烘烤系统燃烧成效显著，提高热效率的同时也降低了能源消耗。
关键词：合金烘烤；节能降耗；控制系统一、前言当前企业增加市场竞争力及降本增效必须要在炼钢的能耗降低和产品附加值的提升端两方面做好出路。
因此各钢企针对转炉出钢温度的降低及出钢期间温降都做了大量的研究和实践，例如：降低钢包周转频率，钢包烤包预热，出钢后全程加盖，合金烘烤等，都取得不错的效果。
其中，合金烘烤装置是烘烤铁合金的专用设备，通过对硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钛铁、钒铁等合金炉料进行脱水份烘烤，使合金达到要求温度，能满足炼钢工艺要求，实现缩短冶炼时间，提高钢材质量的目的。
本文介绍的唐山中厚板公司3座120吨转炉所采用新型高性能燃气燃烧器的合金烘烤装置，相对于其他类型的合金烘烤采用了设计独特的环形扁缝式燃气射流方式，热效率得到显著提高。
同时转炉煤气的使用相比于燃烧其他介质燃料也降低了能源消耗。
二、合金烘烤的工作原理（一） 合金烘烤装置简介。
烘烤装置主要的系统构成有：热风发生装置、烘烤料仓、排烟系统、热风管路系统、控制系统。
主要采用转炉煤气为燃烧介质，其LGB低速燃气燃烧器是一种新型的高性能燃气燃烧器。
与以往的套管式和多管式燃气喷嘴均不相同，LGB燃烧器采用了设计独特的环形扁缝式燃气射流方式，在每一层环形燃气射流的两侧则均为环形的空气射流。
因而，在燃烧器的出口处燃气和空气能迅速产生强烈而均匀的掺混，造成特别适合燃烧的燃气——空气混合气流从而保证整个燃烧器能完全、稳定、高效地燃烧。
其中自动控制系统为图1所示。
图1 合金烘烤炉自动控制系统（二）合金烘烤装置的性能及其技术参数。
（1） 该合金烘烤装置采用转炉煤气作为燃料，热值为1500kCal/Nm3。
（2）转炉煤气压力处于7-15kPa范围内能燃烧稳定。
（3） 压缩空气压力范围：0.4-0.6Mpa ；氮气压力范围：0.4-0.6Mpa。
烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响
第21卷第4期2009年12月武汉工程职业技术学院学报Jou rnal of W uhan Engineering InstituteVol.21No.4Decemb er2009烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响段小平 胡吟萍(武汉钢铁(集团)公司研究院 湖北 武汉:430080)摘 要 研究分析烘烤温度、烘烤时间、预应变量等烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响。
结果发现在烘烤温度小于140 时,BH值随着烘烤温度的增加而显著增加,烘烤温度高于140 时,温度对其影响不大;2%预应变、140 烘烤条件下,超低碳钢的烘烤硬化效应在数分钟内迅速表现出来,20分钟内达到最大,随保温时间的继续增加,BH值并无明显变化;预变形量对BH 值有一定的影响,大于2%的预变形反而会减弱烘烤硬化效应。
关键词 超低碳烘烤硬化钢;烘烤温度;BH值;预变形;烘烤时间中图分类号:T G162.83 文献标识码:A 文章编号:1671 3524(2009)04 0008 03超低碳烘烤硬化钢(简称ULC-BH钢)具有超低碳无间隙原子超深冲钢的深冲性能和含磷钢板的高强度以及烘烤硬化钢板的抗凹性能,因而具有良好的综合性能,受到了汽车制造业的广泛关注,主要应用于制造汽车内、外面板等大型覆盖件[1 2]。
超低碳烘烤硬化钢的烘烤硬化效应不仅与钢本身有关,还与烘烤温度、时间和预变形量有密切关系,为了更好了解这些条件对U LC-BH钢烘烤硬化特性的影响,本文研究了不同烘烤条件(烘烤温度、烘烤时间、预变形量)下的U LC-BH钢的烘烤硬化特性。
1 实验材料和方法1.1 实验材料研究材料取自武钢工业化生产线,钢板的成分如表1所示。
表1 超低碳烘烤硬化钢化学成分(wt%)C Si M n P S N Nb Ti0.00150.0490.140.0150.0120.00240.0040.0131.2 实验方法工业生产中的钢板试样,在ZWICK-Z050型材料试验机上测试钢板的基本力学性能、烘烤硬化性能。
《炼钢学》考试复习参考资料--最新版
第一部分：填空题1、耐火材料的“三高”技术是:高纯原料、高压成型、高温烧成，以得到高纯度、高密度、高强度的高效碱性耐火材料。
2、炼钢用原材料主要包括:金属料、造渣材料、氧化剂、冷却剂等。
其中金属料有铁水、废钢、铁合金；造渣材料有石灰、萤石、生白云石、合成渣料、废粘土砖;氧化剂有氧气、铁矿石和氧化铁皮。
3、钢液的脱氧方法主要有:沉淀脱氧、钢、渣界面脱氧、真空下脱氧和扩散脱氧。
4、钢中夹杂物按不同来源分为外来夹杂和内生夹杂。
5、钢液中杂质的氧化方式：直接氧化和间接氧化。
6、顶吹氧气转炉吹炼工程的操作制度:装料制度、供氧制度、造渣制度、温度制度。
7、装料顺序一般是先加废钢，后兑铁水。
目前国内外顶吹氧气转炉控制装入量的制度有定量装入、定深装入和分阶段定量装入.8、供氧制度中几个主要工艺参数是:氧气流量、供氧强度、氧压、喷枪高度。
9、氧枪操作主要的三种方式是恒枪变压、变压变枪、恒压变枪。
10、在造渣制度中,影响石灰溶解速度的因素有石灰本身的质量、铁水成分、炉渣成分和供氧操作。
11、为保证钢水成分和减少温度损失,常采用红包出钢和挡渣出钢法，（用挡渣球和挡渣帽）并在盛钢桶内投加小粒石灰或白云石稠化炉渣，防止回磷。
12、多段炼钢少渣吹炼新工艺是将炼钢过程分为三个独立的氧化阶段，分设于炼铁和连铸之间，其中,第一阶段是铁水脱硅，第二阶段是铁水脱磷（同时脱硫），第三阶段是在转炉少渣吹炼下进行脱碳和提温。
13、炉外处理的基本方法分为加热、真空、搅拌、渣洗、喷吹、喂丝。
14、顶底复合吹炼的三种类型为顶吹氧底吹惰性气体、顶底按比例复合吹氧、顶吹氧底吹氧并喷熔剂。
15、炉渣的作用：脱除磷硫、向金属熔池传氧、减少炉衬侵蚀等。
16、控制吹炼终点的方法有拉碳法(一次拉碳法，高拉补吹)和增碳法。
- 1 -17、工业中常用的铁水脱硫剂CaC2，Mg，CaO，Na2O.18、石灰融化因素：石灰质量、炉渣成分、熔池温度、比渣量、熔池搅拌。
探讨炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺
探讨炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺摘要：炼钢过程中，转炉炼钢是一种常见的工艺方法，在转炉炼钢脱氧中，脱氧剂的投入时机和投入量也是需要考虑的关键因素。
一般来说，脱氧剂应在转炉炉料熔化后投入，并在整个炼钢过程中适时地进行补充。
同时，脱氧剂的投入量也应该根据炉料的情况和脱氧剂的特性来进行合理的调整。
通过对转炉炼钢脱氧的分析研究，可以更好地掌握炼钢生产中的技术要点，提高炼钢产品的质量。
本文将深入探讨转炉炼钢脱氧的工艺原理和实践操作，包括脱氧剂的选择、投入时机、投入量以及操作温度等方面。
关键词：炼钢生产；转炉炼钢；脱氧工艺；研究分析1转炉炼钢脱氧的重要性和背景1.1背景在转炉炼钢之前，开炉炼钢是主要的钢铁生产方式。
但是，开炉炼钢需要使用大量的煤炭和铁矿石，这导致了能源和资源的浪费。
转炉炼钢是一种更加高效和节能的生产方式，它可以减少对煤炭和铁矿石的需求。
但是，由于炉内氧气的吹入和原料的还原反应，炉内气氛中会存在大量的氧气，这使得脱氧变得至关重要。
1.2脱氧的重要性脱氧可以减少钢材中的气体含量，例如氢气和氮气等。
这些气体会降低钢材的强度、韧性和延展性。
此外，氧气还会与钢材中的碳形成氧化物，这会使得钢材中的碳含量降低。
钢材中的碳含量对于钢材的硬度和强度有着重要的影响[1]。
因此，在转炉炼钢的过程中，通过脱氧可以有效地提高钢材的质量和性能。
1.3脱氧的方法转炉炼钢中有两种主要的脱氧方法，即硅脱氧和铝脱氧。
硅脱氧是最常用的方法，它通过在炉内加入硅来将氧气与硅反应，从而减少炉内氧气含量。
硅脱氧可以有效地减少氧气含量，但同时也会增加钢材中硅的含量。
铝脱氧则是一种更加高效的脱氧方法，它可以将氧气与铝反应，从而减少氧气含量，同时不会增加钢材中其他元素的含量。
铝脱氧可以生产出更加纯净的钢材。
2氧化铝脱氧法在转炉炼钢中的应用2.1背景在传统的转炉炼钢过程中，气氛中存在大量的氧气，这会使钢中存在过多的气体，如氮气、氧气和氢气等。
这些气体会导致钢中的气孔和夹杂物增多，从而降低钢的质量和性能。
炼钢工—论述题 131
1.提高炉龄的措施？答案：（1）采用溅渣护炉技术。
（2）提高炉衬耐火材料质量。
（3）采用综合砌筑技术。
（4）炉渣配适量的氧化镁。
（5）采用计算机动态控制，即采用最佳冶炼控制，提高终点命中率，缩短冶炼周期。
（6）进行有效喷补及合理维护。
（7）改进喷枪结构。
（8）尽可能降低出钢温度。
（9）减少停炉时间。
2.分析冶炼终点硫高的原因及处理措施?答案：一般有以下原因：（1）铁水、废钢硫含量高；（2）造渣剂、冷却剂含硫高；（3）冶炼不正常，化渣不好等。
处理措施：（1）进行铁水预脱硫处理；（2）多倒终渣，再加石灰造高碱度高温炉渣；（3）终点加一定锰铁合金，炉内发生[FeS]+[Mn]=[MnS]+[Fe]反应脱一部分硫；（4）出钢在钢包中加入脱硫剂；（5）采用炉外精炼脱硫等。
3.炉衬损坏原因？答案：由于炉衬工作条件恶劣，损坏原因是多方面的，其主要原因是：（1）废钢、铁水对炉衬冲击及机械磨损；（2）钢液及炉渣的搅动及气体冲刷；（3）炉渣对炉衬的化学侵蚀；（4）炉衬温度激冷激热变化和组织变化的开裂剥落；（5）开炉初期的机械剥落；（6）炉衬内部碳素的氧化。
4.转炉出钢为什么要挡渣？目前挡渣方法有那些？答案：挡渣出钢的主要目的是净化钢水，同时还可以减少合金和脱氧剂的消耗量；减少回磷；减轻耐材侵蚀；有利于钢水二次精炼。
目前国内外普遍采用挡渣挡渣方法有：挡渣球、挡渣棒（塞）、挡渣锥、气动阀（气动挡渣）等。
5.炉渣“返干”及成因？答案：在顶吹转炉吹炼的中期，冶炼温度足够高，碳氧反应激烈，此时枪位比较低，已形成的炉渣的流动性往往会突然减低，甚至会造成结块，即炉渣“返干”出现炉渣“返干”的钢渣组成：钢渣基本代表组成成分SiO2、CaO、FeO三元相图可知，在R=2.33时，当（FeO）比较高时，炉渣是一个均匀的液体；但当（FeO）<16%以后，便有固相的2CaO.SiO2析出；当R=4时，当（FeO）<16%以后，便有固相的3CaO.SiO2及固相的CaO析出。
对钢中气体含量的影响
N 2 [N ]
在温度一定条件下，钢中[N]取决于气相中氮的分压。实际值与平衡计算值的结果表 明，钢中[N]并不与大气相平衡，而是与氧气中 N 的分压相平衡。
（3）对钢中含[H]量的影响 复合吹炼采用惰性气体时，终点含[H]与 LD 是处于同 一水平。如图所示（图 3-10） 。但在底部吹氧并用 C-H 化 合物作为冷却剂冷却时，由于 C-H 化合物裂解产生的 H2 将进入钢中，将使终点钢水的[H]量增加。为减少终点[H] 量，在操作上，应注意，保持熔池粘度不过高，减少吹炼 时间。此外，吹炼结束后，可用 Ar 清扫 1～2 分钟。由于 H 在钢中活度较大，[H]的清扫比较容易，所以只须清扫短 时间即可。
对钢中气体含量的影响
（1）对钢中含[O]量的影响 上面谈到，由于复吹吹炼期间，特别市吹炼末期，熔池的搅拌得到加强，Si、 Mn、C 的氧化反应速度增加，使渣中 FeO 降பைடு நூலகம்，从而降低了钢中[O]，如图所示（图 3-8） ： 在转炉停吹之后，若继续吹 Ar 清扫，由于[C]与[O]的反应使钢中[O]进一步降 低，钢中[O]的降低将使合金收得率提高，钢的质量有所改善。 （2）对钢中含[N]量的影响 转炉吹炼过程中，气体中的少量氮气将溶解于钢液中
（本节完）
炉料在高炉中的化学反应
【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应，高炉内非铁元素的还原，生铁的生成与渗碳过程，高炉炉渣的成分与作用，硫的分布情况，炉渣脱硫反应及其条件，高炉内燃烧反应的作用，影响燃烧带大小的因素，炉料和煤气运动情况。
第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。
被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。
按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带：1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带；2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带；3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；4)由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带；5)风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。
软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1．吸附水吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。
常压操作时，吸附水一般在105℃以下即蒸发，高炉炉顶温度常在250℃左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。
蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。
所以不会增加焦炭的消耗。
相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2．结晶水结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。
高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A123·2Si02·2H20)中，结晶水在高炉内大量分解的温度在400～600℃，分解反应如下：这些反应都是吸热反应，消耗高炉内的热量。
三、挥发物的挥发挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
炉料烘烤对钢中气体含量的影响
摘要:由于钢液中气体含量过高,浇注成钢锭后在下序生产过程中会产生裂纹、白点等很多缺陷,严重影响产品质量。
本文通过对影响钢液中气体含量各方面因素的分析,以及在生产过程中对炉料采取合理的烘烤措施,减少炉料带入的气体,取得了满意的结果,从而使产品质量达到用户的要求。
关键词:炉料烘烤钢中气体含量
1前言
随着国民经济的快速发展,各种成套设备及备件的设计、制造及各种机械性能指标都要求达到更高的水平。
因而国内各行业分别进行了技术改造与产品升级换代,相应制造机械产品所需的毛坯也要达到高的质量标准。
我公司不断地大幅提高冶炼、浇注能力,担负着各种材质、不同吨位以及超大吨位毛坯供应。
我公司为下序提供的钢液正在发生着“量变”也发生着“质变”,从优质钢液到纯净钢液的生产中,在钢水的纯净度上有了质的飞跃,从某种意义上讲钢中的气体含量的高低标志着钢内部质量好坏同时也反映出工艺路线的综合水平的高低。
在实际生产中有效地降低钢中气体含量对防止钢锭在下序锻造过程中产生缺陷是至关重要。
2钢中气体的来源
氮进入钢中一部分是由于冶炼及浇注时从大气和炉气中吸收,并以各种不同形式存在钢中,另一部分则还是由于装料和冶炼时原材料的带入。
氮在钢液的溶解度随某些合金元素浓度的增加而增加,在固体钢中不仅能以化合物形式存在还能以气体形式存在。
(如表1)
氢在固体钢中也可以以气体形式存在,在冶炼过程中空气中氢的分压很低,因此原材料中的水分和炉气中的水蒸气是钢中氢的主要来源。
如废钢表面的锈蚀和泥土中含水,矿石中的化合水和表面的吸附水,还有萤石、石灰在空气中长期存放细小颗粒粉料等也含有水分。
铁合金中的氢含量也不容忽视,它取决于冶炼方法、合金成分和材质,以及破碎程度与操作水平等。
虽然铁合金中氢含量较高但经过加热与烘烤,或少量加入一般不会显著增加钢中氢含量,但我们厂大多都冶炼的是高合金钢,这种影响就不可忽视了。
(如表2)
铁合金氢含量范围(cm3/0.1kg)
冶炼时使用的原材料烘烤程度的不同,钢中的气体含量也不同。
(如表3)
使用烘烤充分的原材料的炉次与使用未充分烘烤原材料的炉次对比,氢、氧、氮平均含量明显降低,氢平均含量降低0.7 ppm,氧平均含量降低23.8ppm,氮平均含量降低26.8ppm。
3炉料干燥措施及效果
为降低钢中气体含量,我们制定了炉料干燥措施,避免在下序生产过程中发生质量问题。
首先对废钢在备料场进行分选、加工,我们并对钢铁料包进行了改造,实现了防雨、雪密闭运输作用。
对于原材料,白灰实行袋装并内附塑料膜已达到防潮作用,石灰出窑到入炉时间要短,现场定量存放。
活性灰、萤石、矿石等要保证在500℃高温的干燥仓内烘烤5个小时,我们还制定了循环烘烤制度,就是将高温料仓中原材料放出后放入另一个高温料仓在次烘烤以进一步去除其中水份。
铁合金的粒度和烘烤温度时间必须达到标准。
其中高碳锰铁、高碳铬铁、镍铁、高硅、低碳铬铁等高温烘烤合金,在合金加热炉中定地址摆放,以充分利用加热炉高温区,最大限度的降低了加热炉加热温度不均匀的弊端。
(如图1)
2010年上半年通过采取上述措施钢中气体含量与2009年同期比较明显降低,如下图2:
4结语:
通过对炉料及原材料采取去锈、烘烤、防潮等措施,可以大幅减少钢中的气体含量,减少了下序因钢中气体所发生的质量问题,从而使产品质量达到用户的要求。