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    爐外精煉技術在鑄鋼生產中的應用優點和問題解決辦法


    爐外精煉技術在鑄鋼生產中的應用

    鑄造生產要經過十分復雜的工藝過程。只要其中某一道工序或某一個過程失誤,均會造成鑄造缺陷。當然,同一類缺陷由于場合和零件的不同,往往有不同的形成原因。常言道“三分冶煉,七分鑄造”。鋼液質量與鑄件的質量密切相關。本文中,主要論述如何通過爐外精煉技術為鑄造生產提供優質的鋼液。

    1.爐外精煉技術簡介

    20世紀煉鋼技術中的革新,主要是純氧頂吹轉爐煉鋼法和連續鑄鋼法。由于這些實用技術的采用,煉鋼生產率飛速提高。爐外精煉技術是設置在轉爐和連續鑄鋼間的連接工序,這一技術的實用化,大大提高并完善亨利貝塞麥發明的液態煉鋼法。要提高鑄鋼生產的質量和產量,同樣離不開冶金冶煉技術的發展。爐外精煉技術就是鑄件生產中的適用技術之一。

    1.1爐外精煉技術的功能

    ①脫氫、②脫氧、③脫碳、④脫硫、⑤非金屬夾雜物的形態控制、⑥成分調整(添加合金)、⑦鋼液成分及溫度的微調及均勻化、⑧脫氮、⑨脫磷。針對上述功能,衍生出LF法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等爐外精煉設備。但對于各生產廠家具體使用哪種精煉設備,他們會綜合考慮冶煉的鋼種、生產量、粗/精煉的組合等,選擇最適合的爐外精練法。

    1.2電爐加鋼包精煉爐雙聯工藝法簡介

    目前,電弧爐煉鋼是鑄鋼件生產中最廣泛的煉鋼方法之一。這種方法是利用電弧產生的高溫和熱能熔化固體爐料,實現冶煉的目的。在電弧爐煉鋼中為了清除鋼液中的氣體和夾雜物,通常通過脫碳反應形成鋼液沸騰,對鋼液激烈氧化。在下一步為了去除鋼液中殘余的氧,又需要對鋼液進行脫氧,因此產生大量的夾雜物,這是電弧爐煉鋼難以解決的矛盾。為了解決這一問題,經過冶金工作者多年努力,摸索出雙聯工藝法方案。即將原電弧爐煉鋼的兩大期——氧化期及還原期分別放在電弧爐和鋼包精煉中進行,各自獨立操作,以達到提高鋼液的冶煉質量,提高生產率的目的。下面是雙聯工藝法的工藝流程:電爐加料——熔化——氧化——升溫——出鋼——LF爐接鋼液——精煉還原——微調成分,調整溫度——出鋼——喂絲——鋼液測溫——鋼液澆注。

    1.3雙聯工藝法的產品質量

    對幾個采用雙聯工藝法的鑄鋼廠產品質量跟蹤:①氣體含量:[H]<3.5ppm,[O]<40ppm,[N]<80ppm;②雜質含量:[P]<0.015%,[s]<0.0l%,si、Mn可控制在0.02%內,Ni、Mo、Cu可控制在0.0l%內。

    1.4材料性能

    屈服強度增加7%~1l%;抗拉強度增加3%~6%,沖擊韌度增加20%一45%;斷面收縮率、伸長率基本無變化。夾雜物含量明顯減少,分布形態多呈不連續狀。

    2.爐外精煉技術經濟效益分析

    幾家鑄鋼廠使用鋼包精煉爐設備后,噸鋼原材料消耗量均有所下降。如噸鋼電耗,下降35kwh左右。但增加LF爐設備后,需配套增大水循環系統,除塵系統及其他投資,使得鋼液冶煉成本增加。但鋼液化學成分控制穩定,合金成分控制準確,鋼液成分均勻。無偏析現象,鋼液中氣體、夾雜物控制較高,力學性能優良,鑄件廢品率大大降低。正基于上述原因,鋼液成本總體上基本持平。

    3.使用鋼包精煉爐技術的優點

    ①用鋼包精煉爐技術后,鋼液中的有害元素和有害氣體降到了一個較低的含量水平,使鋼中不易形成對鑄件材質有嚴重破壞的非金屬夾雜物,從而提高了鑄件的低溫性能和鑄件對使用環境的適應性。②氬氣的攪拌作用加速了鋼/渣之間的化學反應,有利于鋼液的脫硫、脫氧,促進鋼液中非金屬雜物的上浮和去除,提高了鋼液溫度和成分的均勻性。③與普通電弧爐聯合冶煉,加快了生產周期,提高了合金回收率。④設備簡單、投資較低。

    4.使用鋼包精煉爐還需解決如下問題

    ①鋼液溫度下降。由于鋼包精煉爐與普通電弧爐相連操作,在普通電弧爐鋼液氧化完畢向精煉爐出鋼時,鋼液溫度下降,爐子越小,溫降越大。這樣精煉爐需進行提溫操作,會少許增加電耗。②鋼液倒包會增加氣體含量,鋼液進行爐外精煉后,其鋼液中各類氣體含量均有降低。但在鋼液倒包過程中,易使鋼液吸氣,造成鋼液氣體含量些許增加,目前已有解決辦法。

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