文档介绍：东北大学
2011年10月
小型转炉高效长寿复合吹炼技术的研发
New Steel
抚顺新钢铁
综述
复合吹炼转炉较比顶吹转炉的优势分析
复合吹炼改造后冶炼生产过程中出现的问题及采取的措施
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抚顺新钢铁公司50吨转炉顶底复合吹炼改造简介
底吹改造后冶金效果简介
制定的具体措施及效果
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目录
结论
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综述
顶底复合吹炼技术作为转炉炼钢关键技术之一在钢铁冶炼领域得以普遍应用,其理想的熔池动力学条件改善了熔池搅拌效果,使熔池钢液成分、温度更加均匀、稳定,同时保证了炉渣在冶炼前期和中后期与钢液的充分接触,炉渣组元反应充分,结构趋于合理,更重要的是冶炼终点钢液[C][O]积较顶吹转炉冶炼终点显著降低,相同碳含量钢中残留氧量大幅降低,利于炉后脱氧合金消耗降低,钢中脱氧夹杂物总量大幅降低。复合吹炼工艺的上述的冶金效果在大型转炉上普遍应用,小型转炉在采用复合吹炼工艺上还处在摸索阶段(50吨以下的转炉采用复合吹炼工艺的比例有限)。在已采用复合吹炼工艺的小型转炉中,炉役的后期由于受底枪质量因素、底枪布置位置因素、操作因素、供气参数选取因素等导致全部或部分底枪堵塞,底吹透气性降低,搅拌效果受到大大影响。故此,探索一条适合小转炉顶底复合吹炼的高效、长寿工艺路线对小转炉冶炼的稳定操作、降低冶炼成本、提高产品质量愈发显得重要了。本文结合抚顺新钢铁公司50吨转炉(8#、9#炉)复合吹炼改造对高效、长寿顶底复合吹炼工艺路线的摸索,对小型转炉实施高效长寿复合吹炼的可行性做以详细阐述。
复合吹炼转炉较比顶吹转炉的优势分析
复吹转炉综合了顶吹转炉反应速度快,底吹转炉吹炼平稳的优点,同时避免了顶吹转炉易喷溅、底吹转炉不易化渣的缺点,全世界的大中小型转炉炼钢厂普遍采用了该项先进炼钢工艺技术。现将顶吹冶炼特点、复合吹炼特点简介如下:
顶吹转炉工艺特点
顶吹转炉熔池内上中下部分在成分、温度上存在着先天的不均匀性。由于顶吹氧枪出口射流在脱离喷头后,射流流股失去约束控制,逐渐呈开放趋势,能量逐渐衰弱,其对熔池的穿透能力在受到钢液的阻挡后,愈发减弱,在整个熔池内呈现出三部分状态。上部区域:由于氧气流股的强劲搅拌作用导致钢、渣充分接触,反应剧烈、充分,温度均匀;中部区域:氧气射流衰弱,钢渣接触性差,反应剧烈,不够充分,温度均匀性差;下部:氧气流股基本穿射不透区域,反应不够剧烈,温度成分不够均匀;上、中、下三部分之间也存在着显著的差异。
在冶炼终点随着C含量降低,钢液容易出现过氧化现象,钢液中[C][O]积偏高,氧气利用率偏低;
复合吹炼转炉的工艺特点
复合吹炼转炉熔池受到顶吹氧气流股的高强搅拌作用,同时在底部又受到底吹惰性气泡流的强烈搅拌作用,熔池底部由顶吹冶炼的相对静止状态转变为相对活跃状态,其理想的动力学条件促进了传质、传热、传能,碳氧反应充分,熔池上中下部成分、温度趋于均匀稳定,反应呆区少。钢渣接触充分、反应完全,组元结构合理,去磷硫能力强,石灰用量减少。活跃的熔池内部条件促进了氧的传递,提高了氧的利用率,在冶炼终点钢中残留氧量显著降低,据测定显示相同碳含量条件下顶吹转炉氧含量比复合吹炼转炉氧含量高50ppm;由于反应平稳,渣中(FeO)含量适中,不易富集,冶炼过程中“喷溅”发生机率降低,冶炼“吹损”亦降低。
底吹供气元件及其布置位置简介
转炉、顶枪参数简介
抚顺新钢铁公司50吨转炉顶底复合吹炼改造简介
底吹供气参数简介
●采用钢铁研究总院工艺所的专利产品:环双缝式底吹供气元件;
●采用渣-金属蘑菇头生成、控制技术,保证底吹供气元件寿命与炉龄基本同步;
●冶炼低碳钢终点钢水碳氧积:[C]×[O]≤。
根据水模型试验确定底吹元件为四点布置、三点布置两种方式,如图所示:
炉体剖面图,图 1
转炉为截锥型,可拆卸活炉底,水冷炉口,空冷托圈,四点全悬挂倾动方式,旋转接头联接中空耳轴内通炉口冷却水。
四孔拉瓦尔氧枪,,氧枪夹角 12度, 最大氧流量 13000NM3/h,, 冷却水流量 80立方米/小时, 操作方式: 变压变枪。
图1
底吹供气元件及其布置位置简介
转炉、顶枪参数简介
抚顺新钢铁公司50吨转炉顶底复合吹炼改造简介
底吹供气参数简介
底吹元件布置示意图,图 2
底吹供气元件数量及布置位置的确定依据
,由于涉及到顶吹超音速射流、底吹气泡流以及熔池内钢液等多相流动的耦合,复杂多变,所以在底吹元件数量和布置位置的确定上除做水