钢包精炼快速脱硫及控氮工艺协同优化研究
发布时间：2021-08-23 11:55
为了适应低成本、高效率的精炼-连铸-连轧工艺发展及高性能钢的生产,迫切需要进一步优化钢包精炼的快速脱硫与控氮工艺,进一步降低钢中硫、氮含量及其对连铸连轧的坯、材质量的影响。本文以国内某厂高性能桥梁钢Q370、连铸连轧工艺的Q235钢为研究对象,现场调研分析了Q235、Q370钢的脱硫与控氮工艺,解析了出钢、精炼过程的造渣脱硫及吸氮的热力学、动力学行为及其影响因素,提出了钢液快速脱硫、控氮协同优化的工艺措施。主要结论如下:（1）分析了出钢脱硫及LF炉精炼深脱硫的造渣工艺,计算表明:两种工艺的脱硫精炼渣的光学碱度分别为0.74、0.77,其硫分配比分别为501、631,与此同时,精炼渣熔点都低于钢液精炼温度,现场使用的精炼渣具有较好的脱硫性能。（2）Q235钢出钢脱硫工艺条件下,分别建立了出钢、吹氩期间的脱硫、吸氮模型并计算了钢液脱硫及吸氮量。结果表明,出钢、吹氩阶段脱硫量占比约为1:2,脱氧合金化期间脱硫效率高,占出钢阶段脱硫总量的50%以上;出钢-吹氩过程中,吸氮总量为9.2ppm,其中,出钢过程吸氮量占总吸氮量的81%。（3）Q370钢LF炉精炼深脱硫工艺条件下,分别建立了LF炉精炼...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢铁冶金工艺流程
图 1.3 钢包精炼吹氩流量对钢中氮含量的影响 图 1.4 钢包精炼吹氩时间对钢中氮含量的影响（3）电极加热过程吸氮石墨电极在加热的过程中，产生高温高速的电弧，在电弧区气体被电离，它对熔池的冲击作用使得钢液面上形成一个凹坑，凹坑处渣层被击穿，造成钢液面裸露，引起吸氮。而且电弧区的温度很高，使氧和硫的表面活性作用消失，钢液中吸氮速率增加，电极加热过程中，在精炼过程中应尽早造好泡沫渣，以防止钢液表面的裸露，特别是凹坑处钢液面的裸露，当泡沫渣的渣层厚度低于于冲击凹坑的深度时，此刻凹坑处钢液面会发生裸露，造成空气中氮向钢中传递[40-42]。（4）连铸过程吸氮钢包进入连铸平台后，钢液由长水口注入中间包内，此过程中上水口的密封性不好，中间包内钢液表面覆盖不充分，都会导致钢液与空气接触，从而导致钢液吸氮行为发生，造成钢中氮含量增加，国内某钢厂钢水进入中间包前后，钢中氮含量的变化如表 1.3 所示。表 1.3 RH-中间包的钢水氮含量/ppm
图 1.3 钢包精炼吹氩流量对钢中氮含量的影响 图 1.4 钢包精炼吹氩时间对钢中氮含量的影响（3）电极加热过程吸氮石墨电极在加热的过程中，产生高温高速的电弧，在电弧区气体被电离，它对熔池的冲击作用使得钢液面上形成一个凹坑，凹坑处渣层被击穿，造成钢液面裸露，引起吸氮。而且电弧区的温度很高，使氧和硫的表面活性作用消失，钢液中吸氮速率增加，电极加热过程中，在精炼过程中应尽早造好泡沫渣，以防止钢液表面的裸露，特别是凹坑处钢液面的裸露，当泡沫渣的渣层厚度低于于冲击凹坑的深度时，此刻凹坑处钢液面会发生裸露，造成空气中氮向钢中传递[40-42]。（4）连铸过程吸氮钢包进入连铸平台后，钢液由长水口注入中间包内，此过程中上水口的密封性不好，中间包内钢液表面覆盖不充分，都会导致钢液与空气接触，从而导致钢液吸氮行为发生，造成钢中氮含量增加，国内某钢厂钢水进入中间包前后，钢中氮含量的变化如表 1.3 所示。表 1.3 RH-中间包的钢水氮含量/ppm
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢包喂线工艺中钙包芯线熔化位置优化[J]. 曾成,郑万,曹方,李天佑,张战,王春锋. 炼钢. 2019(03)
[2]国内外桥梁结构用钢的现状[J]. 程鼎,夏勐,吴保桥,彦井成,黄琦,彭林. 安徽冶金科技职业学院学报. 2016(03)
[3]GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价[J]. 陈鹏举,朱诚意,张志成,李光强,潘明旭. 钢铁研究学报. 2016(05)
[4]150t钢包炉（LF）精炼过程控制钢水增氮的工艺实践[J]. 杜和平,杨志才. 特殊钢. 2015(01)
[5]LF深脱硫技术在安钢的应用[J]. 吕亚. 金属材料与冶金工程. 2014(03)
[6]IF钢中氮含量控制技术研究[J]. 张钟铮,王晓峰,费鹏,姜茂发. 炼钢. 2014(01)
[7]浅析加强理化检验技术,提高钢铁检验质量[J]. 苏海湖. 中国建筑金属结构. 2013(08)
[8]CaO-Al2O3-SiO2基精炼渣LF脱硫的试验研究[J]. 李杰,荣光平,王晓兰,胡承龙,王国粱. 炼钢. 2013(01)
[9]复吹转炉冶炼低氮钢工艺优化[J]. 王玉生,郭翔宇,艾晓礼,王振鹏,王羽. 炼钢. 2012(05)
[10]LF精炼过程氮含量控制技术与实践[J]. 黄德胜,杨森祥,李桂军. 炼钢. 2012(02)
博士论文
[1]LF合成精炼渣优化与深脱硫工艺研究[D]. 孟劲松.东北大学 2006
硕士论文
[1]IF钢氮含量控制技术研究[D]. 齐磊.东北大学 2011
本文编号：3357817
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢铁冶金工艺流程
图 1.3 钢包精炼吹氩流量对钢中氮含量的影响 图 1.4 钢包精炼吹氩时间对钢中氮含量的影响（3）电极加热过程吸氮石墨电极在加热的过程中，产生高温高速的电弧，在电弧区气体被电离，它对熔池的冲击作用使得钢液面上形成一个凹坑，凹坑处渣层被击穿，造成钢液面裸露，引起吸氮。而且电弧区的温度很高，使氧和硫的表面活性作用消失，钢液中吸氮速率增加，电极加热过程中，在精炼过程中应尽早造好泡沫渣，以防止钢液表面的裸露，特别是凹坑处钢液面的裸露，当泡沫渣的渣层厚度低于于冲击凹坑的深度时，此刻凹坑处钢液面会发生裸露，造成空气中氮向钢中传递[40-42]。（4）连铸过程吸氮钢包进入连铸平台后，钢液由长水口注入中间包内，此过程中上水口的密封性不好，中间包内钢液表面覆盖不充分，都会导致钢液与空气接触，从而导致钢液吸氮行为发生，造成钢中氮含量增加，国内某钢厂钢水进入中间包前后，钢中氮含量的变化如表 1.3 所示。表 1.3 RH-中间包的钢水氮含量/ppm
图 1.3 钢包精炼吹氩流量对钢中氮含量的影响 图 1.4 钢包精炼吹氩时间对钢中氮含量的影响（3）电极加热过程吸氮石墨电极在加热的过程中，产生高温高速的电弧，在电弧区气体被电离，它对熔池的冲击作用使得钢液面上形成一个凹坑，凹坑处渣层被击穿，造成钢液面裸露，引起吸氮。而且电弧区的温度很高，使氧和硫的表面活性作用消失，钢液中吸氮速率增加，电极加热过程中，在精炼过程中应尽早造好泡沫渣，以防止钢液表面的裸露，特别是凹坑处钢液面的裸露，当泡沫渣的渣层厚度低于于冲击凹坑的深度时，此刻凹坑处钢液面会发生裸露，造成空气中氮向钢中传递[40-42]。（4）连铸过程吸氮钢包进入连铸平台后，钢液由长水口注入中间包内，此过程中上水口的密封性不好，中间包内钢液表面覆盖不充分，都会导致钢液与空气接触，从而导致钢液吸氮行为发生，造成钢中氮含量增加，国内某钢厂钢水进入中间包前后，钢中氮含量的变化如表 1.3 所示。表 1.3 RH-中间包的钢水氮含量/ppm
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢包喂线工艺中钙包芯线熔化位置优化[J]. 曾成,郑万,曹方,李天佑,张战,王春锋. 炼钢. 2019(03)
[2]国内外桥梁结构用钢的现状[J]. 程鼎,夏勐,吴保桥,彦井成,黄琦,彭林. 安徽冶金科技职业学院学报. 2016(03)
[3]GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价[J]. 陈鹏举,朱诚意,张志成,李光强,潘明旭. 钢铁研究学报. 2016(05)
[4]150t钢包炉（LF）精炼过程控制钢水增氮的工艺实践[J]. 杜和平,杨志才. 特殊钢. 2015(01)
[5]LF深脱硫技术在安钢的应用[J]. 吕亚. 金属材料与冶金工程. 2014(03)
[6]IF钢中氮含量控制技术研究[J]. 张钟铮,王晓峰,费鹏,姜茂发. 炼钢. 2014(01)
[7]浅析加强理化检验技术,提高钢铁检验质量[J]. 苏海湖. 中国建筑金属结构. 2013(08)
[8]CaO-Al2O3-SiO2基精炼渣LF脱硫的试验研究[J]. 李杰,荣光平,王晓兰,胡承龙,王国粱. 炼钢. 2013(01)
[9]复吹转炉冶炼低氮钢工艺优化[J]. 王玉生,郭翔宇,艾晓礼,王振鹏,王羽. 炼钢. 2012(05)
[10]LF精炼过程氮含量控制技术与实践[J]. 黄德胜,杨森祥,李桂军. 炼钢. 2012(02)
博士论文
[1]LF合成精炼渣优化与深脱硫工艺研究[D]. 孟劲松.东北大学 2006
硕士论文
[1]IF钢氮含量控制技术研究[D]. 齐磊.东北大学 2011
本文编号：3357817
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