《炼钢低成本脱氧合金化技术研究》

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钢液脱氧是炼钢过程中必要的工艺环节,现钢厂主要采用合金脱氧和真空脱氧。在出钢过程中加入某些元素与氧发生反应生成不溶于钢水的氧化物,从而达到去除钢水中溶解氧的目的,而脱氧产物则是钢中非金属夹杂物的主要来源。为了有效地对钢水进行脱氧,应按炼钢脱氧及夹杂物控制的工艺要求选择脱氧剂,以较少的脱氧剂脱除较多的氧,并降低钢水中夹杂物的含量。脱氧剂的选用直接影响钢中夹杂物的组成、形貌和数量。因此,从控制炼钢产品的质量及保证炼钢连铸过程顺利进行的角度考虑,炼钢用脱氧剂的选择至关重要。近年来由于钢铁产能过剩,钢铁价格低迷,各钢厂为增加其市场竞争力,不断降低成本,而脱氧合金化是降低炼钢成本重要环节,因而对于低成本脱氧合金化技术研究也显得尤为重要。

攀钢转炉采用半钢炼钢,由于半钢中的Si含量为痕迹、C含量较铁水低而热源不足,所以与铁水炼钢相比,半钢炼钢需要加入含有SiO2、FeO和Fe2O3的复合渣,冶炼后期控制需要补吹更多氧气来满足终点温度控制要求,导致半钢炼钢终点钢水C含量较低、氧活度较高。由此不仅造成了铝铁消耗的增加,增加了生产成本,还造成了铸坯中的Al2O3夹杂增多,对钢水的浇铸和钢材的成品性能产生不利的影响。低成本脱氧合金化后不仅使脱氧合金成本降低,同时合金收得率得以提高,铸坯中的Al2O3夹杂降低。在此背景之下,攀钢钒低成本脱氧合金化课题立项。项目于2013年成立课题组,2013年5月开始试验,2014年初投入工业应用。

通过项目研究,课题组提出了两步脱氧、合金置换、RH碳脱氧等新的脱氧方法并在实际生产中成功应用,从而解决了脱氧剂消耗高以及脱氧效果不稳定等问题。研究成果在生产中得到了全面推广应用,在DTLA、大梁钢、B(PSL1)、车轮钢、齿轮钢等钢种上采用两步脱氧工艺,在钢筋钢、号字钢上采用硅铁替代硅钙钡工艺,在SPHC上采用RH碳脱氧工艺。采用上述脱氧工艺后试验炉次吨钢铝铁用量减少,吨钢脱氧合金成本降低,经测算DTLA吨钢降本5.7元、大梁钢吨钢降本8.2元、B(PSL1)吨钢降本6.4元、车轮钢吨钢降本7.3元,钢筋钢吨钢降本5.2元,号字钢吨钢降本5.4元,SPHC吨钢降本10.63元,具有显著的社会和经济效益。

项目研究期间获授权发明专利5项。

成果说明

(1)采用两步脱氧工艺和脱氧合金替代对全流程钢水Si、Mn合金收得率略有降低。试验炉次成品硅、锰的收得率较对比炉次平均分别降低了0.32%和0.16%,但由于采用两步脱氧工艺,试验炉次出钢时吨钢铝铁用量大大减少,脱氧合金替换,经测算DTLA吨钢降本5.7元、P510L吨钢降本8.2元、B(PSL1)吨钢降本6.4元、P380CL吨钢降本7.3元,HRB400吨钢降本5.2元,45钢降本5.4元,吨钢效益显著,有利于降低生产成本。 (2)采用RH碳脱氧工艺,低碳铝镇静钢生产成本与原工艺相比平均降低10.6

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