電渣重熔中不同工藝對(duì)煉鋼的影響

賀 楊 侯艷華 劉恭武（北方重工集團(tuán)沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧 沈陽 110023）

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電渣重熔中不同工藝對(duì)煉鋼的影響

賀 楊 侯艷華 劉恭武
（北方重工集團(tuán)沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧 沈陽 110023）

摘 要：鋼鐵是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工業(yè)基礎(chǔ)，在鋼鐵的冶煉過程中所使用的電渣重熔技術(shù)主要是通過在電渣熔煉的過程中通過對(duì)其通入較大的電流，通過電流的電阻熱來將電渣融化的熱源，采用此種冶煉技術(shù)的主要目的是將電渣中的金屬進(jìn)行提純，從而冶煉出鋼鐵組織較為緊密均勻的鋼錠。在鋼鐵的冶煉過程中，對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)境下的電渣重熔生產(chǎn)鋼鐵時(shí)所采用的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：電渣重熔；工藝參數(shù)；雜質(zhì)脫硫

電渣重熔是鋼鐵冶煉過程中所采用的一種重要的生產(chǎn)技術(shù)，在鋼鐵生產(chǎn)的過程中，為確保電渣重熔煉鋼時(shí)的生產(chǎn)質(zhì)量，需要確保電渣重熔煉鋼時(shí)采用與生產(chǎn)環(huán)境較為合理的生產(chǎn)工藝。在電渣重熔煉鋼的過程中，在保證生產(chǎn)工藝合理完善的基礎(chǔ)上，還需要注意對(duì)生產(chǎn)區(qū)域的氣候環(huán)境/季節(jié)性氣候以及鋼鐵冶煉車間內(nèi)的環(huán)境對(duì)于電渣重熔煉鋼過程中的影響。所以，各大鋼廠針對(duì)其自身生產(chǎn)過程中的特殊環(huán)境，在電渣重熔煉鋼過程中會(huì)采用一些特殊的電渣重熔生產(chǎn)工藝。

1　電渣重熔煉鋼技術(shù)的工作原理

在傳統(tǒng)的電渣重熔煉鋼過程中，通過在銅制水冷結(jié)晶器中加入固態(tài)或是液態(tài)的爐渣，在電渣重熔煉鋼過程中將自耗電極的端部插入到爐渣中，通過在自耗電極、爐渣和底水箱之間通過采用短網(wǎng)和變壓器從而形成完整的供電回路，從而使得電流能夠通過變壓器輸出經(jīng)過熔渣。熔渣融化后的鋼水穿過熔渣跌入到金屬熔池中，并在水冷結(jié)晶器的冷卻作用下形成組織緊密的鋼錠。在這一過程中，熔化后的金屬電極所形成的鋼水與熔渣進(jìn)行充分的接觸并與其中的一些物質(zhì)產(chǎn)生了一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而金屬電極所形成的鋼水中所含有的硫、磷等影響鋼鐵質(zhì)量的元素予以去除，并在冷卻凝固的工程中通過自下而上逐漸凝固的方式，通過渣殼的包裹作用，使凝固后的金屬表面光潔、緊密，同時(shí)自下而上的金屬凝固有利于控制金屬的結(jié)晶方向。

2　不同的電渣重熔煉鋼工藝條件鋼中化學(xué)成分的對(duì)比分析

在電渣重熔煉鋼過程中，采用不同的熔劑進(jìn)行重熔，會(huì)對(duì)鋼錠的質(zhì)量造成不同的影響。在電渣重熔煉鋼過程中，在導(dǎo)熱加熱至高溫的自耗電極中，由于高溫的影響，使得自耗電極在還未熔化之前，其內(nèi)部因高溫而產(chǎn)生的初生硫化夾雜物就發(fā)生了一系列的化學(xué)變化，因此，為提高電渣重熔煉鋼的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)在加裝相應(yīng)的脫硫工序，現(xiàn)對(duì)脫硫工序進(jìn)行試驗(yàn)：首先將一批含硫量在0.012%的試驗(yàn)鋼件分批加熱到1200℃、1280℃和1320℃，并在相應(yīng)的溫度保溫半小時(shí)以上，對(duì)試件進(jìn)行取樣分析后發(fā)現(xiàn)：在1200℃下鋼件中的含硫量沒有明顯的變化，而加熱到1280℃后一部分的初生硫化物溶解，并在后期的冷卻工序中沿著組織區(qū)域析出，而加熱到1320℃時(shí)，試驗(yàn)件中的硫化物完全溶解，冷卻時(shí)從溶液中小時(shí)，其中在硫印中并未有明顯的硫化物聚集。進(jìn)一步試驗(yàn)表明，電渣重熔煉鋼前后，鋼中所含有的含硫量取決于鋼的脫氧率和氣相成分，其中氣相中氧的分壓力升高對(duì)于脫硫有著明顯的提升效果，同時(shí)在電渣重熔煉鋼過程中所采用的脫硫機(jī)理與電渣重熔煉鋼過程中所使用的助熔劑成分并無明顯的關(guān)系，而是與在電渣重熔煉鋼過程中的二氧化硫的形成于去除相關(guān)。通過對(duì)結(jié)晶區(qū)的氣相成分也就是對(duì)其氧化是取決于自然或是人工形成的氣流進(jìn)行分析，其數(shù)據(jù)可以詳細(xì)的描述煉鋼爐中結(jié)晶器通道內(nèi)的實(shí)際大氣狀態(tài)進(jìn)行描述，在試驗(yàn)中通過在電渣重熔煉鋼過程中對(duì)比沖入氬氣所產(chǎn)生的中性或是通入干燥空氣是的高氧化性進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，沖入氧化性氣體的煉鋼爐更新要較沖入中性氣體的煉鋼爐更為強(qiáng)烈，尤其是在通入氧化性氣體的情況下其鋼水的脫硫效果要更好，而后對(duì)各試驗(yàn)爐中所產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行分析后表明，采用氧化性氣體的煉鋼爐所產(chǎn)生的粉塵成分與其煉鋼過程中所使用的助熔劑成分基本一致，進(jìn)一步表明，結(jié)晶器通道內(nèi)的大氣的更新效果較弱。同時(shí)，對(duì)粉塵進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，粉塵中所含有的氧化鐵、氧化錳等的含量較高可以進(jìn)一步表明氧化氣氛爐結(jié)晶器區(qū)中的大氣具有更高的氧化性。因此，在對(duì)比不同工藝對(duì)電渣重熔煉鋼所產(chǎn)生的影響時(shí)需要根據(jù)電渣重熔的實(shí)際結(jié)構(gòu)與工藝流程來計(jì)算煉鋼過程中的氣相-渣-鋼系中的相互聯(lián)系，從而可以更好的利用電渣煉鋼工藝的優(yōu)勢，降低電渣重熔煉鋼過程中鋼錠中的硫、磷等有害物質(zhì)的含量，提高電渣重熔煉鋼的鋼鐵質(zhì)量。

通過對(duì)電渣重熔時(shí)氮的特點(diǎn)，電渣重熔煉鋼時(shí)的結(jié)晶器通道中的大氣成分對(duì)其在電渣重熔后鋼中的含量并未產(chǎn)生明顯的影響。比如說，在中性氣體爐和還原氣氛爐中進(jìn)行電渣重熔后，鋼錠中所含有的氮的濃度幾乎并未產(chǎn)生明顯的變化，甚至于在某些情況下其鋼錠中所含有的氮含量要較原始產(chǎn)品中的氮含量更低。反而是在全部條件下在氧化氣氛爐中重熔的同時(shí)，成品鋼中的氮含量要較原始鋼中的氮含量高。因此，對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)是渣池中的熱量分布特點(diǎn)在電渣重熔煉鋼對(duì)于氮含量起到了重要的影響作用。一般來說，電渣重熔所煉的鋼中的磷的含量是保持不變的或是有所增長，其中在電渣重熔煉鋼過程中處于氧化氣氛中的爐中所煉的鋼鐵中的磷含量升高的趨勢較為明顯，造成這一現(xiàn)象的原因可能與電渣重熔煉鋼爐的“熱規(guī)范”相關(guān)，在這一情況下，電渣中的磷轉(zhuǎn)入到鋼水中，從而使得鋼錠中所含有的磷的含量升高。同時(shí)，在電渣重熔煉鋼爐中達(dá)到更高的氧化性時(shí)，鋼錠重量增加時(shí)爐渣溫度的有規(guī)律的下降和放熱區(qū)的分散促使成品鋼中的磷含量有所下降。

結(jié)語

電渣重熔煉鋼是煉鋼中的重要方式，其后期的脫硫過程對(duì)于鋼錠的質(zhì)量有著明顯影響，其中，電渣重熔時(shí)鋼的脫硫過程與結(jié)晶區(qū)大氣的氧化性密切相關(guān)，同時(shí)在自耗電極的預(yù)熔階段時(shí)自耗電極中的原始硫化夾雜物溶解與自耗電極中，使用含有高含量的一氧化鈣助熔劑能夠確保其在任何氣氛下都擁有良好的脫硫能力。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TF142

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