Процесс выплавки стали в ковшевой печи

1. Обзор процесса выплавки стали в ковшевой печи LF

Процесс выплавки стали в LF (ковшевая печь) включает перенос расплавленной стали на заключительной стадии окисления из конвертера или электропечи в печь LF. Здесь удаляется 50-90% окисленного шлака, и добавляется восстановительный шлак вместе с раскислителем для восстановительного рафинирования. Путем соответствующего увеличения времени перемешивания, количества шлака и мощности перемешивания во время нагрева, а также достижения полного удаления шлака во время выпуска стали, содержание серы в стали может быть дополнительно снижено до менее 30 ppm для серы ([%S]) и менее 20 ppm для кислорода ([%O]), что приводит к получению чистой стали.

2. Рафинирование и раскисление в LF

Растворимость и влияние кислорода

Кислород имеет ограниченную растворимость как в жидкой, так и в твердой стали, причем растворимость в твердой стали значительно ниже. В процессе рафинирования в LF расплавленная сталь от первичной плавки часто проявляет сильные окислительные свойства, что создает проблемы для глубокого раскисления и обессеривания. Опасности кислорода многообразны:

1. Ограничение обессеривания: Высокое содержание кислорода или потенциал кислорода в шлаке влияют на распределение серы между сталью и шлаком, снижая поверхностное натяжение и влияя на характер и количество содержащих серу неметаллических включений. Эффективное обессеривание требует предварительного раскисления.

2. Повторное окисление углерода: По мере охлаждения и кристаллизации расплавленной стали [C] и [O] разделяются, что приводит к повторному окислению углерода и образованию пузырьков газа CO. Эти пузырьки ухудшают компактность стали, вызывая такие дефекты, как пористость и рыхлость.

3. Неметаллические включения: Выпавший в осадок кислород реагирует с такими элементами, как Si, Mn и Al, во время затвердевания, образуя неметаллические включения, которые способствуют появлению волосовидных дефектов в высококачественной стали и ухудшают различные показатели производительности, такие как предел пропорциональности, энергия удара, удлинение и магнитная проницаемость.

4. Синергетический эффект с серой: Кислород усугубляет вредное воздействие серы, образуя низкоплавкие эвтектики с FeO и FeS, ухудшая пластичность стали или вызывая повреждения при горячей обработке.

Методы раскисления

В процессе LF обычно применяются осадительное раскисление и диффузионное раскисление:

1. Осадительное раскисление: Это включает в себя прямое добавление объемного раскислителя в расплавленную сталь после удаления окисленного шлака. Раскисляющие элементы реагируют с растворенным кислородом с образованием стабильных соединений, которые отделяются от расплавленной стали и попадают в шлак. Широко используются композитные раскислители, содержащие Al и щелочноземельные элементы, благодаря их способности образовывать низкоплавкие композитные продукты раскисления, которые облегчают всплытие и удаление включений.

2. Диффузионное раскисление: Здесь порошкообразный раскислитель добавляется на поверхность шлака, где реакция раскисления происходит на границе раздела сталь-шлак. Путем снижения содержания (FeO) в шлаке кислород в расплавленной стали диффундирует в шлак, тем самым снижая содержание кислорода в стали.

3. Рафинирование и обессеривание в LF

Сера обычно считается вредным элементом в стали, влияющим на ее качество различными способами. Таким образом, обессеривание является критической металлургической задачей в производстве стали. Печь LF обеспечивает благоприятные термодинамические и кинетические условия для обессеривания, что делает ее важной для производства низкосернистой стали.

Реакции обессеривания

В отличие от обессеривания щелочным окислительным шлаком, обессеривание щелочным восстановительным шлаком LF следует следующим реакциям:

1. [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO)
2. [MnS] + (CaO) = (CaS) + (MnO)

Поскольку большая часть серы в стали существует в виде [FeS], основная реакция обессеривания основана на первом уравнении. Эффективность обессеривания зависит от основности шлака, содержания (FeO) и (MnO), количества шлака и текучести.

Факторы, влияющие на обессеривание

• Основность шлака: В определенных пределах увеличение основности шлака усиливает распределение серы, но может ухудшить кинетические условия за определенной точкой.
• Восстановительная атмосфера: Рафинирование в LF происходит в восстановительной атмосфере, при этом высокоосновный восстановленный шлак способствует обессериванию.
• Количество шлака и текучесть: Адекватное количество шлака и текучесть способствуют реакциям шлак-сталь и обессериванию. Однако избыток шлака увеличивает толщину слоя, препятствуя обессериванию и всплытию включений, а также увеличивая производственные затраты.

4. Удаление включений

Продувка аргоном в нижней части ковша является важным этапом перед непрерывной разливкой, существенно влияющим на качество расплавленной стали и сляба. Во время движения расплавленной стали включения сталкиваются, конденсируются в более крупные частицы и всплывают из-за плавучести (некоторые прилипают к поверхностям пузырьков и поднимаются с плавучестью пузырьков).

Процесс удаления включений

Процесс удаления включений с помощью пузырьков включает в себя несколько этапов:

1. Свяжись с нами

   Контактное лицо :	Miss. Susan
   Телефон :	+86-13991372145

   Сообщение:

   Осталось символов(20/3000)

   от:

   Телефон:

   Контакт