IF钢RH脱碳工艺优化

攀 钢 技 术 1 碳工艺优化 陈怀杰 （攀钢钒提钒炼钢厂） 摘 要:介绍了攀钢钒提钒炼钢厂 生产工艺及装备情况，分析了影响 脱碳效果的原因，针对其原因采取完善提升气体模式、优化 间、推行强制脱碳等切实可行的措施，进一步提高 碳效果，实现了 成品C 不大于 合格率从 50%提高到 90%。 关键词:；脱碳；提升气体流量；间；热；吹氧降碳 0 引言 中C 越低，深冲性能越好，成品C 不大于 衡量 深冲性能的关键。攀钢钒提钒炼钢厂投产以来，由于真空出站C 偏高、钢种混浇和换包、钢包和中包耐材含碳等因素，导致 C不大于 合格率与国内同行相比较低， 2010 年平均合格率仅为 在混浇和换包比例、钢包和中包等因素不变的前提下，要提高 不大于 合格率，就要求真空出站碳达到更低的水平。 1 生产工艺分析 生产工艺及装备条件 的生产工艺流程为：铁水预处理120 20 t 顶底复吹转炉炼钢H 处理200 200 坯连铸热轧板厂。该流程主要设备及工艺参数见表 1。 表 1 炼钢流程主要设备及工艺参数 名称 主要装备及工艺参数 铁水预处理 喷吹钙基脱硫剂和镁粉、高效复合脱硫剂，脱硫后扒渣，脱硫率80%。 转炉提钒 120 t 顶底复吹转炉，底吹氮气，吹炼时间约 4 转炉炼钢 120 t 顶底复吹转炉，底吹气采用氮氩切换，增碳法冶炼工艺，纯吹氧时间约 13 点碳 净空 400 钢量 132 t。 30 t 包精炼炉，平均加热时间 17 ，升温速度 35 / 30 t 空处理装置，浸渍管内径 450 入深度 400700 抽气能力 550 kg/h，工作真空度300 4 真空度降低到 300 下；真空处理开始前 4 200 NL/后到脱碳结束提升气体流量为 1 500 NL/需加热则在真空处理开始 2 右，进行 热或吹氧降碳等工艺操作；整过 027 般加热温度控制在 30 以内。 机 2 流，结晶器为小倒角，拉速 m/二冷制度按超强冷方式，采用动态轻压下 提升气体流量对脱碳的影响 提升气体流量采用前 4 200 NL/3 500 NL/碳结束后采用 1 200 NL/要是为了控制钢水喷溅高度，防止烧枪和堵塞合金下料口。 5 O 浓度在气流量中达到 40%60% 的峰 2 2013 年第 36 卷第 2 期值，说明这时C 、 6 7 0%以下。反应开始，C 、 O浓度大，决定反应速率的因素主要是此时有较好的热力学条件。随着反应的进行，决定反应速率的因素转变为动力学条件。因此，真空室内搅拌强度决定着深度脱碳的速率。另外，在设备选型一定的前提下，要增大搅拌强度，唯一的选择是增大提升气体流量。由气泡泵的特性曲线可知（图 1 气泡泵特性曲线），提升气体流量与钢水循环量即搅拌强度之间呈正态分布，即提升气体流量存在最佳值。目前，钢厂真空处理开始前 4 200 NL/要是控制钢液喷溅高度，之后到束，提升气体流量为 1 500 NL/据对国内钢厂的调研和了解，如宝钢 300 t 400 NL/ 5 200 NL/碳结束后为 2 400 NL/。与宝钢对比，认为该钢厂的提升气体流量可进一步提高。 4256646769727478736701020304050607080900 500 1000 1500 2000 2500提升气体流量/(N l环量/ 1 气泡泵特性曲线 热工艺对脱碳的影响 2010 年 11 月份， 热 6 炉，成品碳合格 2炉，合格率为 具体情况见表 2。 表 2 典型炉次铝加热情况 熔炼号 间/站温度/ 出站温度/ 成品碳106升温/ 3 1 598 1 610 29 42 5 1 598 1 600 24 35 3 1 602 1 585 31 20 4 1 603 1 587 34 25 1 1 610 1 595 34 40 2 1 599 1 596 38 38 根据真空轻处理和合金烧损的特点， 热必须在真空脱氧和脱碳过程中进行，采取先加 ，后进行吹氧的方式，并在加热过程中对真空度和提升气体流量进行控制。钢厂 热一般在真空脱碳脱氧初期开始，开始时间为真空处理开始 2 3 行，真空度控制在 10 升气体流量控制在 1 200 NL/阶段钢厂存在以下不足： 1）钢厂要采用快速降低真空度的自然脱碳方式进行然脱碳即在真空状态下，通过降低真空室内的压力，从而促进钢水中的碳与氧发生反应，使钢水碳含量降低到极低范围，达到生产超低碳钢( )的目的。钢厂实际情况跟踪证明，理前期 45 C 、O 反应达到峰值，废气中浓度达到最高，是热力学条件最好时期。另外，根据现场调研来看，吹 30 0 ，需 59 吹氧（降到吹氧位，吹氧开始到结束）和加时间共约为 3 此时进行热操作，相当于延缓空室压力的降低，导致脱碳速度减慢。 2)由于诸多原因，钢厂 节奏紧张炉次频率高，热炉次，艺时间很难延长，导致强脱碳效果较差。 脱碳时间对碳含量的影响 现阶段处理的初始C含量一定的情况下，适当延长间有利于进一步降低钢中C 含量，如表3 所示。 从表 3 可知，真空度小于 300 间直接影响理终点C 含量； 间为 16 18 空出站碳可以保证在 3010考虑到连铸工艺增碳的问题，应适当延长脱碳时间（不 攀 钢 技 术 3包含热和吹氧降碳炉次）。 表 3 间与终点碳含量的关系 真空度小于 300 时间/C 14 最高值 300 50 20 最低值 66 16 11 平均值 5 2 改进措施 提升气体流量 如何找到提升气体流量的最佳值是提高碳合格率的关键。为此，在固定其它工艺参数，仅将流量作为变量进行考察。2010 年 1112 月份先后采用了 3 种流量，比较了 1 500、 1 700 、 1 800 NL/表 4。由表 4 可以看出，提升气体选用 1 700 NL/碳效果较好（提升气体 1 800 NL/验仅做了9 炉） 。 表 4 同条件生产 提升气体/(NL钢水中包C 含量 1061500 28 23 34 28 32 38 29 35 22 36 30 28 34 22 24 301700 20 17 32 30 27 24 28 27 34 26 30 21 30 30 15 201800 35 28 43 29 31 38 27 40 33 推行吹氧强制脱碳 1) 真空进站C 、O 与吹氧量关系 想的来钢条件是C300100010O438108310实际生产中存在碳高氧低的现象，需吹氧降碳。对此，制定了真空进站C 、O 与吹氧量对应表（见表5 ），以确保活度达到200100010 而达到较高的真空脱碳效果。 表 5 真空进站C 、 O与吹氧量对应 C 106O106300 350 400 450 500 550 600 650 700 200 30 37 43 50 57 63 70 76 83 250 25 32 38 45 52 58 65 71 78 300 20 27 33 40 47 53 60 66 73 350 15 22 28 35 42 48 55 61 68 400 10 17 23 30 37 43 50 56 63 450 0 12 18 25 32 38 45 51 58 500 0 7 13 20 27 33 40 46 53 550 0 0 8 15 22 28 35 41 48 600 0 0 0 10 17 23 30 36 43 650 0 0 0 5 12 18 25 31 38 700 0 0 0 0 7 13 20 26 33 2）吹氧脱碳时机选择 强制脱碳技术的关键在于吹氧时机和吹氧量的控制。研究认为，吹氧过早不仅钢液喷溅严重，而且也延缓空室压力的降低，导致脱碳速度减慢；吹氧太迟不仅不能及时排出而且也因钢水缺氧无法进行脱碳反应，导致脱碳速度减慢。实践表明，真空度达到10 后即 5 调整加热时间 把 热时间从原来的处理初期开始，调到 4 2013 年第 36 卷第 2 期处理开始 5 6 进行，并适当延长 艺时间。 为了提高 热炉次和碳的合格率，把 热时间从原来的处理初期开始，调到处理开始 5 6 进行，并适当延长 艺时间, 收到了较好效果。合格率提高了 达到 延长 间 为了选择最佳的 间， 2011 年 1 月份，对不同 间与成品碳对比，见表 6。 表 6 对不同 间与成品碳对比 炉数 合格炉数 合格率/%20 2 1 50 2123 58 44 426 35 17 729 8 4 50 从表 6 可知，现阶段攀钢 生产时 间为 21 23 品碳合格率是最为理想的。 3 达到的效果 通过对攀钢现 脱碳工艺的优化，使攀钢成品C 不大于 合格率显著提高，稳定在 85%以上，见表 7。 表 7 2011 年 1 8 月份成品碳合格率情况 月份 总炉数 合格炉数 合格率/% 1 186 137 107 80 167 145 130 114 172 163 152 138 212 190 213 191 计 1339 1158 结语 通过对攀钢现 脱碳工艺分析，得出造成成品C 不大于 合格率低的主要原因是：提升气体流量偏低、强脱碳和 热时机不科学、 间不合理。通过优化脱碳工艺，使攀钢 C 不大于 合格率显著提高，稳定在 85%以上