钙处理钢中夹杂物行为研究.ppt

简单和谐的人际关系，团结互助的合作氛围，积极向上的工作态度，患难与共的团队精神，钢中夹杂物的钙处理行为研究，2012年7月19日，武钢CSP分公司，易卫东，夏春香，王春峰，一，前言；第二，工业试验；三、试验过程数据和理论分析；4.流程优化和实施效果；五、结论、主要内容、CSP工艺特点将传统钢铁企业炼钢和热轧两个独立的工艺有机结合。高温板坯经均热炉短暂加热后直接轧制，缩短了工艺流程，降低了能耗和生产成本。第一条CSP生产线于1989年在美国投产，并已在世界范围内广泛使用。其中，具有代表性的生产线有德国的蒂森、美国的纽瓦克、韩国的浦项制铁等。这项技术是世界钢铁工业中最先进的尖端技术之一。目前，世界上有60多条生产线，仅中国就有10多条。过程介绍1。生产线四大特点介绍。低消耗的成品产量比传统工艺平均高出近2%。清洁能源消耗比传统工艺低50-60%；从铁水到热轧材料的高效生产周期2.5h，而传统工艺“炼钢热轧”的生产周期10h；每吨低成本木材的成本比传统工艺低150元。由于薄板坯连铸用浸入式水口比常规板坯水口小，在浇注铝镇静钢时容易形成结瘤，严重影响生产的稳定和顺利进行。因此，为了解决钢水浇铸的难题，各钢厂一方面提高钢水的洁净度，另一方面在精炼结束时采用钙处理工艺，以提高钢中夹杂物的减少或防止水口堵塞的发生。尽管在WISCO CSP生产线铝镇静钢的初期生产中也采用了钙处理，但喷嘴堵塞仍时有发生，导致塞棒上升、液位波动、夹渣等一系列问题。在严重的情况下，生产会中断，这对带钢的生产和表面质量有很大的影响，导致高修正率。(1)简介，工艺流程1，钙处理-CSP；工艺流程2，低-氩-铑(不含钙处理)-CSP；对Q235B钢进行了连续6炉工业试验，研究了钢中夹杂物在不同钙处理条件下的变化。工艺流程如下：铁水脱硫预处理150吨转炉冶炼(出钢脱氧)氩站吹氩(提前造渣)LF精炼钙处理出钢LF CSP连铸(1100mm70mm)。转炉出钢采用浮塞和挡渣球挡渣，并加入锰铁和铝铁脱氧。氩站预先加入铝粒脱氧造渣；LF精炼进行造渣、脱硫、升温、成分调整等处理，精炼后的钢水进行钙处理，钢水离开站前进行软吹氩，进一步去除夹杂物，然后钢水输送到连铸平台进行浇铸。在试验过程中，取样分析了LF处理、造渣、钙处理和中间包水。处理后的样品通过金相显微镜、电子探针、扫描电子显微镜和化学分析进行检测。3 .实验过程数据和理论分析，图1LF精炼过程钢中平均w(T.O)和w(N)含量的变化，图1 LF精炼过程钢中平均w(T.O)和w(N)含量的变化趋势，从图1可以看出，钙处理后，w(T.O)和w(N)含量呈上升趋势，需要抑制钢水在后期精炼和铸造过程中的二次氧化，3。试验过程数据和理论分析，3.2钢中夹杂物的尺寸和分布，表1 LF精炼过程中夹杂物的尺寸分布，3。试验过程数据和理论分析，3.3夹杂物的变化，aAl2O3bMnScAl2O3MgO图2钙处理前的典型夹杂物形态，图3钙处理后钢中的夹杂物形态，3。试验过程数据和理论分析，图4钢水中夹杂物形态和典型夹杂物形态(如图4所示)。夹杂物主要是球形和小尺寸。这种夹杂物主要是CaO-Al2O3-MgO-CaS复合夹杂物。实验过程数据和理论分析3.4钙处理控制夹杂物3.4.1钙处理控制Al2O3夹杂物铝镇静钢钙处理可将钢中的固体Al2O3夹杂物改性为液体铝酸钙以抑制喷嘴堵塞。随着钙的加入，钢中的Al2O3将转化为各种形式的铝酸钙1，其中12CaO7Al2O3和3CaOAl2O3在炼钢温度下为液态。以下反应主要发生在钢2中的钙和氧化铝中：3钙(Al2O 3)=3(CaO)2铝(1)。在一定温度下，为了生成液态铝酸钙，需要控制钢中钙和铝的含量。3。试验过程数据和理论分析，图5钙-铝在不同温度下的平衡曲线，图5显示钢包水只需要少量的钙就能将Al2O3转化为钙；随着温度的降低，钢中Al2O3转化为液态铝酸钙所需的钙含量逐渐降低。当1600钢中铝=0.035%时，钢中生成的C12A7的最低钙含量控制在26ppm左右；在1550时，最低钙含量约为18ppm。钙处理后的钢液温度约为1590，在平衡条件下，钢液中的钙可以将钢中的Al2O3夹杂物转化为液态铝酸钙。3.4.2钙处理控制硫化钙夹杂物，3。不同温度下生成的不同铝酸钙盐的实验过程数据和理论分析以及-平衡曲线见表(2) 6。钢中CaS的形成可通过以下公式计算和确定：2:3(CaO)3S2Al=3(CaS)(Al2O 3)(2)。钙与硫有很强的亲和力。当钢中硫含量高时，钙首先与硫反应生成高熔点的CAS。在实际生产中，当硫含量较低( 0.01%)时，钢中也会产生CaS复合夹杂物(如图3和图4所示)，这主要是由于液态铝酸钙的硫容量较高。随着温度的降低，CaS将在液态铝酸钙5中富集和沉淀。在1823K和1823K时生成不同铝酸钙时的铝-S平衡曲线。3 .试验过程数据和理论分析，从图6可以看出，随着钢中硫含量的增加，生成液态铝酸钙的难度也增加，并且随着温度的降低，生成的液态铝酸钙中的平衡硫也减少。当C3A在钢中形成时，很难避免CaS沉淀，这与实际金相观察结果一致。图7不同温度下的-平衡曲线。3.实验过程数据和理论分析。图7给出了不同温度下的-平衡曲线。从图中可以看出，随着温度的降低，钙-硫平衡曲线下移，生产CaS所需的钙和硫逐渐减少，但包钢钢水温度下没有纯固态CaS生产。包钢金相观察中未发现纯CaS，CaS主要以CaO-Al2O3-CaS复合物的形式存在。3.5最佳补钙量的计算方法，3。实验过程数据和理论分析表明，钙处理过程的进料线长度可以通过以下公式计算出6。(3)在实际生产钢中，铝含量一般控制在0.02 0.04%。根据公式(3)的计算结果，可以获得钙添加量，以控制钢中液态铝酸钙的生成，从而改善钢水的流动性并防止喷嘴堵塞的发生。4。过程优化和实施效果，4.1过程优化措施。根据以上分析，为了减少或防止喷嘴堵塞，一方面应减少钢中高熔点夹杂物的形成，另一方面应通过钙处理来控制夹杂物的形态。因此，应从以下几个方面进行改进调整喂钙线线速度，提高钢水钙收率(Ca约为12%)，减少钙的加入量。延长钙处理前后的软吹氩时间，钙处理前软吹12分钟，钙处理后软吹5分钟，一方面促进钙变性为夹杂物，另一方面促进夹杂物充分上浮。加强保护性铸造，以减少或防止钢水的二次氧化，减少细小夹杂物的形成。4.流程优化和实施效果。经过上述7个方面的工艺优化后，钙处理对夹杂物的控制效果明显提高，钢水连续浇铸炉数量稳步增加，水口堵塞和铸件破碎数量明显减少，夹杂物缺陷发生率也降低。统计了2011年1-10月碳素结构钢和低碳铝镇静钢(约2400炉)的生产指标，并与工艺优化前的效果进行了对比。结果如表4所示。表4应用钙处理技术关键经济技术指标统计表，(1)试验结果表明，为了减少或防止喷嘴堵塞，一方面应减少钢中高熔点夹杂物的形成，另一方面应通过钙处理控制夹杂物的形态；适当的钙处理工艺可以将钢中的Al2O3和硫化物夹杂转化为液态铝酸钙或CaO-Al2O3-CaS夹杂，从而控制钢中夹杂物的形态。(2)热力学计算结果表明，在LF精炼温度下，将钢中Al2O3转化为液态铝酸钙所需的钙含量至少为0.0011%；随着温度降低，生成的液态铝酸钙的平衡硫也降低。当