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冶金的概念和特征

复合吹炼的转炉因使用底吹气体,相应地增大了对熔池的搅拌力,可以避免LD转炉钢水的过氧化现象,明显地显示出和底吹类似的冶金反应特征,但由于底吹气体量不同显示出底吹特征的程度也有较大区别。

从炉底通少量搅拌气体(为顶吹流量的 1一5%)的例子是LD-KG法千叶150t转炉和水岛180t转炉、首钢第一炼钢厂30t转炉都用此法,是在炉底设置几个小直径单管,最大可以吹入0. 05Nm3/t. min的Ar或N2。

若从底部喷吹氧气加大搅拌强度,就是K-BOP法,在千叶85t转炉和水岛250t转炉上得到应用。底部氧流量可达到全部流量40%,并能喷入全部石灰粉,最大底供氧为0.7-1.3Nm3/t.min。如果用混合均匀时间代表钢水搅拌强度,在总供氧量保持一定时的底吹气体量和熔池混匀时间的关系,见图。可以看出混合均匀时间在底吹气体量达到INm3 /min. t左右时明显缩短。

(一)脱碳反应和钢液的氧化

脱碳反应速率的转折点一从取决于供氧强度转变到取决于碳的扩散速度时的钢中含碳量。(o)将随钢水的搅拌强化而减少,K-BOP法含氧量比Pco = 1大气压平衡曲线低,在[C] = 0.05%时,仅相当于Pc0 = 0.75大气压的[C] [o]平衡曲线上。见吹炼终点的[C]和[O]关系图。

吹炼时(TFe)和钢中氧的行为一样,渣中含铁比顶吹降低2.5一5%,可使金属收得率提高0.5-1.5%。

(二)渣一钢反应:

1.由于搅拌比LD法强,余〔Mn]高,其理由可理解为(TFe)低,下式反应接近平衡,首钢6t转炉采用复合吹炼,可节约Mn-Fe0.4kg/t钢。

吹炼终点的〔C〕和〔O〕关系

(Feo)+(Mn)=(Mno)+(Fe)

武钢50t转炉采用复合吹炼,可节约Mn-Fe0.63kg/t坯,一般报道余Mn可提高约0.02-0.06%。

2.脱s反应如下式所示,由于K-Bop法的熔池中氧势低于LD转炉,所以脱s优越,当然除去搅拌作用,K-Bop法还有喷石灰粉的作用,如隔页图所示。

[S]+[o 一2]=[S -2]+[o]

3.脱p反应如上图所示,在相同(TFe)含量下,搅拌力越大,熔池钢、渣均匀性越好,磷的分配比就越高。当然这也与底吹降低渣中游离钙含量,以及喷吹石灰粉有关。

(三)钢液中的气体成份:

K-Bop法的[N]含量比LD法低,有利于冶炼低碳、低氮的钢。由于底吹喷嘴可喷保护气体丙烷,它分解出氢,使终点的氢含量比LD转炉高2-4ppm。应在出钢前用Ar或N2赶走氢

(四)复合吹炼使搅拌力增强,加强了废钢的熔化速度,可以稳定炉内温度,减少熔池温度的不均匀性。

(五)终点控制的命中率:

复合吹炼强化熔池搅拌,使炉内钢水成份和温度均匀化,在此基础上,日木新日铁、名古屋厂正在开发直接出钢技术,在停吹前1.5分,用付枪进行测定吹炼过程中熔池的碳和温度,用计算机计算达到终点目标温度和碳所需加入的冷却剂量及耗氧量。停吹后,不再进行付枪测定,可立即出钢,碳和温度同时命中率可比顶吹转炉提高5-10%左右。

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