炼钢原理---8-2 合成渣洗.ppt

1、,一、组织教学 二、教学内容 1 概述 2 合成渣的性质 3 合成渣洗的精炼作用,8.2 合成渣洗,1 概述,（1）、含义：合成渣洗是由炼钢炉初炼的钢水再在钢包内通过钢液对合成渣的冲洗进一步提高钢水质量的一种炉外精炼方法。 适合于处理用于制造高强度钢板、钢管、输气管道、航空及耐寒和深冲变形部件的钢种。 （2）、合成渣种类： 液态渣、固态渣 （3）、主要目的： 降低钢中的氧，硫和非金属夹杂物含量，它可以把O降至0.002%、S降至0.005%甚至0.003%。 （4）、合成渣洗过程：在一个专门容器内(一般使用电弧炉)熔炼合成渣(液态)，炉渣温度控制在16801750C,出钢前将熔炼好的合成渣倒入

2、钢包内并移至炉下，在出钢过程中钢液流冲击包内的合成渣，充分搅拌，钢液与合成渣充分接触，使钢液得到渣洗。为了使钢渣充分搅拌接触，需大出钢口、深坑出钢，即钢水有一定的冲击力，钢流有一定的高度和速度，使钢水尽快出净。混冲高度一般为34米，出钢时间要短，如10t炉子3555秒，20t炉子4550秒，合成渣用量一般为钢水量的56%，进行渣洗的钢液出钢前应扒除炉渣，然后再出钢。,返回,（1）合成渣成分 合成渣主要有CaO-Al2O3系，CaO-SiO2-Al2O3系，CaO-SiO2-CaF2系等。其中CaO含量大都波动在45一60的范围，MgO波动在610%, Al2O3波动在1216%。SiO2波动在

3、1620%。 通常是将合成渣在化渣炉内熔化成液态再倒入钢包内使用。 特点：碱度(石灰粘土渣) (石灰氧化铝渣 ) （自熔性固体渣 ） 游离氧化钙量(CaO)来表示能参与冶金反应的氧化钙的数量,2 合成渣的性质,下页,2 合成渣的性质,下页,（2）合成渣的熔点 合成渣的熔点应当低于被渣洗钢液的熔点。 钢的熔点可按下式近似地计算。 式中 含元素钢的近似熔点，； 一钢中元素增加1时使纯铁的熔点降低值，； 钢中B元素的质量百分含量； 1538纯铁的熔点，。 不同B元素的值列于表8-6。 各种合成渣的熔点可根据合成渣的成分，利用相应的相图来确定。,2 合成渣的性质,下页,（3）合成渣的流动性 合成渣要求

4、有较好的流动性，流动性是影响渣在钢液中的乳化程度的重要因素。 有人研究了Al2O3、CaF2和Na2AlF6对白渣粘度的影响。白渣的组成为：58CaO、20SiO2、10MgO、5%A12O3、7CaF2。试验是在粘度等于0.3Pas不变的情况下进行的，发现渣的熔点随(CaO)和(CaO+MgO)含量的增加而提高。为了使渣的熔点小于1500，必须使(CaOMgO)63。用A12O3或Na2AlF6代替CaO时，渣的熔点会急剧降低。因此，对于炉外精炼，推荐采用下述成分的合成渣，5055CaO；610MgO；1520SiO2；815A12O3；5.0CaF2。其中SiO2、Al2O3、CaF2三组

5、元的总量控制在3540之间。 。,2 合成渣的性质,（4）合成渣表面张力 在渣洗过程中，虽然直接起作用的是钢渣之间的界面张力和渣与夹杂之间的界面张力(如钢渣间的界面张力决定了乳化渣滴的直径和渣滴上浮的速度，而渣与夹杂间的界面张力的大小影响着悬浮于钢液中的渣滴吸附和同化非金属夹杂的能力，但是界面张力的大小是与每一相的表面张力直接有关的。 通常熔渣都是由两种以上氧化物组成，其表面张力可按下式计算： 式中 合成渣的表面张力； 组元1和组元2的表面张力； 组元1和组元2的浓度；,下页,2 合成渣的性质,（5）合成渣还原性 由渣洗完成的精炼任务决定了渣洗所用的熔渣都是还原性的，渣中(FeO)含量都很低。

6、电炉还原期的白渣，(FeO)含量小于0.6，高炉渣(FeO)小于0.48，,返回,3 合成渣洗的精炼作用,合成渣洗工艺： 按要求的成分、温度、渣量先倒入钢包内，然后吊到电弧炉或转炉出钢位置，靠出钢钢流的冲击使合成渣乳化，渣和钢充分接触混合，然后乳化的渣滴上浮至钢液面，完成钢液的脱硫，脱氧、去除非金属夹杂等精炼任务。,下页,3 合成渣洗的精炼作用,（1）合成渣的乳化和上浮 倒入钢包内的合成渣在钢流的冲击下，被分裂成细小的渣滴并弥散于钢液中，粒径越小，与钢液接触的表面积越大，渣洗作用越强。乳化的渣滴随钢流紊乱搅动的同时不断碰撞合并长大上浮。,下页,3 合成渣洗的精炼作用,（2）合成渣对钢中脱氧元素

7、脱氧能力的影响 1）硅脱氧 用硅脱氧的反应式为： Si+2O=(SiO2) 当温度降低时，硅的脱氧能力明显增强。 2）铝脱氧 用Al脱氧的反应式为 反应的平衡常数 用铝脱氧时，由于脱氧产物(Al2O3)来不及从钢液中排出，钢中的氧是不可能那么低。,下页,3 合成渣洗的精炼作用,（3）扩散脱氧 当还原性合成渣与未脱氧(或脱氧不充分)的钢液接触时，钢中溶解的氧能通过扩散进入渣中，从而使钢液脱氧。其脱氧限度可用热力学方法计算。氧在熔渣和钢液中的分配可写成： 式中 氧在钢液与熔渣中的分配系数 渣中FeO的活度系数 由氧的物质平衡和分配系数的关系式，可以算出平衡时钢中氧含量将会降低到相当低的水平。但是在电炉还原期，该过程未达到平衡。其限制性环节在于扩散。当渣洗时，合成渣在钢液中乳化使钢渣界面成百倍地增大。同时强烈地搅拌都使扩散过程显著地加快。,下页,3 合成渣洗的精炼作用,（4）夹杂物的去除 1）一方面钢液内的夹杂物与乳化渣滴碰撞，被渣滴吸附、同化而随渣滴上浮排除。 2）另一方面促进了二次脱氧反应产物的排出，从而使钢中的夹杂减少。,下页,3 合成渣洗的精炼作用,（5）脱硫脱硫反应式可写成： FeS(CaO)(CaS) (FeO) 反应的平衡常数为 硫的分配系