電渣重熔工藝在不同企業(yè)條件下的應(yīng)用特點(diǎn)

電渣重熔作為一種冶金生產(chǎn)方法存在已有近50年的歷史了。電渣重熔煉鋼時(shí)不僅必須嚴(yán)格完成工藝規(guī)程的要求，而且必須評(píng)定區(qū)域氣候條件、季節(jié)性，甚至復(fù)雜的車間內(nèi)部狀況對(duì)冶煉過程的可能性影響。因此，每個(gè)企業(yè)在電渣重熔過程中有可能采取某些特殊的工藝方案，其結(jié)果不可能應(yīng)用于其它工廠或達(dá)到其要求，但是某些企業(yè)某種鋼的電渣重熔指標(biāo)有可能決定消費(fèi)者選擇能夠很好滿足其要求的企業(yè)。本文作者總結(jié)了某些工廠電渣重熔30Ni4MoCuVA鋼的生產(chǎn)指標(biāo)結(jié)果。
　　預(yù)先分析大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，不同工廠相應(yīng)地在不同電渣重熔爐內(nèi)電渣重熔30Ni4MoCuVA鋼的同時(shí)，去除有害雜質(zhì)(S、P、O2、N) 的鋼水精煉率指標(biāo)不同、鋼中Si和Al這類元素發(fā)生變化。鑒于此，本文作者有意于弄清不同類型電渣重熔裝置的工藝特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上明確鋼水氧化-還原過程和脫硫等實(shí)際重要電渣工藝參數(shù)。
　　電弧爐內(nèi)冶煉原始電極鋼，其中包括采用一組真空處理裝置，或在平爐內(nèi)冶煉隨后在鋼包爐內(nèi)爐外處理，在電渣重熔爐內(nèi)進(jìn)行重熔。采用雙成份的АНФ-6(CaF2-Al2O3)或多成份 АНФ-32(Al2O3-CaF2-CaO-SiO2-MgO)助熔劑重熔。分析重熔前后鋼中的S、P、N含量數(shù)據(jù)，研究了電渣重熔工藝特點(diǎn)，總共處理了40多爐電渣重熔鋼。表1和表2列出鋼、渣成分的顯著變化實(shí)例。
      本文作者根據(jù)在具體企業(yè)選定的工藝方案詳細(xì)研究了電渣重熔時(shí)的鋼水脫硫特點(diǎn)。
      根據(jù)目前的介紹，電渣重熔時(shí)的脫硫過程方案如下。在導(dǎo)熱加熱至高溫的自耗電極中，還在其開始熔化前，初生硫化物夾雜就發(fā)生了變化。為了證實(shí)這一點(diǎn)進(jìn)行了以下試驗(yàn)。將一批常規(guī)含硫量0.012%的研究鋼試樣分幾次高溫加熱到1200℃、1280℃、1320℃，規(guī)定溫度下保溫30min，隨爐冷卻。從試樣端部取下硫印，仔細(xì)分析后可以得出以下結(jié)論：加熱至1200℃后，硫印強(qiáng)度與硫含量一致；加熱到1280℃同時(shí)初生硫化物發(fā)生變化；部分初生硫化物溶解，冷卻時(shí)沿高溫奧氏體晶界或其它組織區(qū)域析出；加熱到1320℃時(shí)，無論是沿晶界還是在高溫晶粒范圍內(nèi)硫化物*溶解，冷卻時(shí)從溶液中消失，因此硫印上無任何明顯的硫化物聚集物。
　　研究表明，鋼中的均勻硫含量取決于鋼的脫氧率和氣相成份。氣相中氧的分壓力升高應(yīng)當(dāng)有利于更有效脫硫。
　　研究情況時(shí)采用的助熔劑中無硫聚集物證明(表2)，脫硫機(jī)理與助熔劑成分無關(guān)，而是與SO2的形成和去除有關(guān)。而且在采用АНФ-32助熔劑時(shí)，由于其中CaO的含量高，脫硫效果更為顯著(表1)。

　　結(jié)晶區(qū)的氣相成分，也就是其氧化勢(shì)取決于自然或人工形成氣流?；谘芯靠梢猿浞置枋龉I(yè)爐結(jié)晶器通道內(nèi)的實(shí)際大氣狀態(tài)，供Ar時(shí)中性(爐1)和供入干燥空氣時(shí)的高氧化性(爐4)。根據(jù)表1計(jì)算出來的鋼水脫硫率見表3。
　　可以預(yù)測(cè)，氧化氣氛爐大氣的更新要比爐2強(qiáng)烈，結(jié)果氧化勢(shì)，相應(yīng)地脫硫水平在這種情況下將更高。對(duì)上述爐排氣范圍內(nèi)的粉塵成分進(jìn)行分析表明，爐2的粉塵成分與采用的助熔劑成分一致，證明結(jié)晶器通道內(nèi)大氣的更新較弱。這也為粉塵中的低硫含量所證實(shí)。
　　粉塵中的氧化鐵、氧化鉻、氧化錳含量高，以及較高硫含量可表現(xiàn)出氧化氣氛爐結(jié)晶器區(qū)中的大氣更具氧化性。同時(shí)明確，該爐中蒸汽氣體排放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比爐2更*。
　　因此，分析鋼渣變化、研究氣體凈化系統(tǒng)中粉塵的化學(xué)成分注定必須根據(jù)電渣重熔的實(shí)際結(jié)構(gòu)和工藝流程計(jì)算氣相―渣―鋼系中的相互聯(lián)系。這樣可以充分地利用電渣工藝優(yōu)勢(shì)，避免獲得包括脫硫在內(nèi)的其它不良結(jié)果。
　　關(guān)于電渣重熔時(shí)氮的特點(diǎn)可以指出，結(jié)晶器通道中的大氣成分對(duì)其在重熔后鋼中的含量無決定性影響。例如，在中性(爐1)和還原氣氛(4)爐中重熔后，鋼中的氮濃度幾乎不變，而在某一種情況下比原始的低。相反，在全部條件下在氧化氣氛爐中重熔的同時(shí)，成品鋼中的氮含量較之原始鋼提高0.001～0.006%,而總濃度達(dá)到0.011～0.012%?？磥?，在這種情況下，渣池中的熱量分布特點(diǎn)起了決定作用。例如，根據(jù)全部研究的電渣重熔工藝流程，熱量析出區(qū)局限于渣池中心區(qū)，相反在其它情況下其沿整個(gè)范圍分散。例如，在中性和還原氣氛爐中，該區(qū)大3～4倍。*，電渣重熔時(shí)的70～90% 電流沿饋電線雙線電路圖流經(jīng)渣。輸入功率集中在限制區(qū)域?qū)⒔?jīng)常伴有該區(qū)中的爐渣和電極鋼極大過熱現(xiàn)象，結(jié)果促使N從氣相轉(zhuǎn)入鋼中。
　　通常，電渣重熔鋼中的P含量或是保持不變，或是有所增長(zhǎng)。研究情況下電渣重熔時(shí)氧化氣氛爐中存在P含量升高的趨勢(shì)，這可能與重熔的“熱規(guī)范”有關(guān)，此時(shí)P從渣中轉(zhuǎn)入鋼中。在爐渣達(dá)到更高氧化性的同時(shí)，鋼錠重量增加時(shí)爐渣溫度的有規(guī)律下降和放熱區(qū)的分散促使成品鋼中的P含量有所下降(下降0.002%)。
　　結(jié)語
　　電渣重熔時(shí)鋼的脫硫過程取決于結(jié)晶區(qū)大氣的氧化性。研究表明，原始硫化物夾雜在自耗電極的預(yù)熔階段溶解，高CaO含量助熔劑在任何氣氛下都擁有良好的脫硫能力。電渣重熔爐氣體凈化系統(tǒng)中的粉塵成分與結(jié)晶器通道中的蒸氣相成分相一致，體現(xiàn)出結(jié)晶器通道中大氣狀態(tài)特點(diǎn)。重熔鋼中的P和N含量與渣池中熱量分布特點(diǎn)有關(guān)，其在限制渣中輸入熱能情況下更高。