Сталеплавильная печь-ковш

При выплавке стали в ковшовой печи ковш, используемый для рафинирования вне печи, перерождается в «печь» за счет добавления функции вспомогательного нагрева, после чего осуществляется процесс плавки чистой стали.

The печь ковшового рафинирования (LF) была успешно разработана в 1971 году заводом специальной стали Омори японской компании Datong Steel Company. Из-за низких капиталовложений и способности значительно увеличить выпуск стали из ЭДП, он стал основным оборудованием, согласующимся между ЭДП и непрерывной разливкой. Кроме того, LF может улучшить чистоту расплавленной стали и удовлетворить требования непрерывной разливки по составу и температуре расплавленной стали, поэтому конвертер с методом LF также быстро развивается, и многие сталелитейные заводы оснащены методом LF.

Производство стали в печи-ковше играет ведущую роль во внешнем рафинирующем оборудовании, что значительно увеличило коэффициент внешнего рафинирования конвертерной и электропечной стали в Китае. Мало того, что металлургическое качество подшипниковой стали в Китае достигло передового международного уровня, но также благодаря своим преимуществам полных металлургических функций, простой конструкции, удобной эксплуатации и низких капиталовложений, она широко используется в отечественном промышленном производстве специальной стали. , обычная сталь и литая сталь, и стал одним из основных методов рафинирования чистой стали в Китае.

В методе LF используется перемешивание аргона, нагрев графитовым электродом под флюсом при атмосферном давлении и рафинирование шлака. Вакуумная система также может быть использована для дегазации. Это метод рафинирования расплавленной стали, который объединяет дуговой нагрев и перемешивание газа. Улучшая термодинамические и кинетические условия, расплавленная сталь может быть высоко очищена и однородна за короткое время для достижения различных металлургических целей. Печь LF имеет функцию нагрева, которая может обеспечить расплавленную сталь необходимой температурой для непрерывной разливки и обеспечить бесперебойное непрерывное литье. Это жесткое звено между печью первичной плавки и процессом непрерывной разливки.

Он характеризуется длительным временем рафинирования, различными функциями рафинирования и нагревательным устройством для компенсации охлаждения расплавленной стали. В том числе печь ВАД с дуговым нагревом под низким давлением и подовой продувкой аргоном; печь Asea-skf с дуговым нагревом и электромагнитным перемешиванием при нормальном давлении; Печь ЛФ с трехфазным нагревом под флюсом и подовой продувкой аргоном при нормальном давлении. Среди общего количества печей-ковшей в мире больше всего печи LF.

Характеристики процесса выплавки стали в печи-ковше заключаются в том, что после того, как шлакообразующий материал добавляется к первичной расплавленной стали в печи LF, три графитовых электрода на крышке ковша вставляются в слой шлака для нагрева под флюсом, чтобы способствовать образование восстановительного шлака и повышение температуры жидкой стали; В течение всего процесса рафинирования система продувки и перемешивания аргоном на дне ковша выдувает большое количество мелких пузырьков в сталь, а пузырьки аргона, плавающие в расплавленной стали, вызывают сильное перемешивание расплавленной стали, что способствует удаление газа и включений, ускорение реакции между стальным шлаком и унификация температуры и состава расплавленной стали; Газообразный аргон, выходящий из расплавленной стали, покрывается поверхностью расплавленной ванны, чтобы поддерживать восстановительную атмосферу в печи LF и избегать вторичного окисления и поглощения газа расплавленной сталью, чтобы достичь целей рафинирования раскисления, десульфурации, удаления включения и однородность температуры и состава расплавленной стали.

1. Функция печи-ковша

Производство стали в печи-ковше является важным процессом, используемым для рафинирования расплавленной стали, выплавляемой в первичной плавильной печи (электродуговая печь, мартеновская печь и конвертер), и может регулировать температуру расплавленной стали, буферизовать процесс и соответствовать требованиям непрерывного литья. и непрерывная прокатка. Ковшовая печь является одним из основных устройств внепечного рафинирования. Основные функции печи-ковша:

1. Поднимите температуру расплавленной стали и держите ее в тепле. Расплавленная сталь нагревается электрической дугой для получения новой тепловой энергии, которая может не только добавлять сплав и регулировать состав во время выплавки стали в печи-ковше, но также добавлять шлак для облегчения глубокой десульфурации и раскисления расплавленной стали. Кроме того, может быть гарантирована температура открытия расплавленной стали, необходимая для непрерывной разливки, что способствует улучшению качества сляба, отливаемого сухим способом.
2. Функция перемешивания аргона. Аргон вдувается в расплавленную сталь через проницаемый кирпич, установленный на дне ковша, и расплавленная сталь имеет определенную функцию перемешивания.
3. Функция вакуумной дегазации. После подъема ковша в вакуумный резервуар пароструйный насос используется для вакуумной дегазации, а на дно ковша вдувается аргон для перемешивания расплавленной стали. Содержание водорода и содержание азота в расплавленной стали можно удалить, а содержание кислорода и содержание серы можно дополнительно снизить. Наконец, можно получить расплавленную сталь с высокой чистотой и отличными характеристиками. Для предприятия в целом выплавка стали в печи-ковше может как минимум увеличить следующие преимущества: ускорить производственный ритм и повысить общую эффективность металлургического производства. Применение: печь-ковш широко применяется в промышленности, сталелитейной, металлургической и других отраслях промышленности.

2. Процесс рафинирования сталеплавильного производства в печи-ковше LF.

Включая удаление шлака, нагрев, перемешивание аргона, корректировку состава шлака, корректировку состава жидкой стали, вакуумную обработку и теплоизоляцию. Качество первичной жидкости для производства стали зависит от того, может ли рафинировочная печь успешно достичь цели рафинирования. Поэтому содержание фосфора в первичной сталеплавильной жидкости требуется менее 0,0151ТР3Т, а окончательное раскисление проводят в разной степени при выпуске стали из первичной плавильной печи.

(1) Удаление шлака

Большое влияние на процесс рафинирования оказывает шлак первичной плавильной печи. Во-первых, он разъедает футеровку рафинировочного ковша; во-вторых, высокое содержание (FeO), (SiO2), (P2O5) в шлаке серьезно повлияет на процесс рафинирования. Поэтому необходимо удалять шлак первичной плавильной печи. Методы удаления следующие: (1) удалить шлак перед выпуском в электропечь и отлить шлакоудерживающий шар, чтобы остановить шлак во время выпуска в конвертере и плоской печи. (2) Когда рафинировочная печь автоматически наклоняется на 20° ~ 30°, шлак, покрытый первичной жидкостью для производства стали, должен быть соскреблен скребком для шлака. (3) Промежуточный ковш предотвращает попадание шлака из первичной плавильной печи в рафинировочную печь. (4) Используйте скиммер высокого давления для удаления шлака с поверхности первичной жидкости для производства стали.

(2) Отопление

Восстановленная атмосфера и высокоосновный шлак получаются при дуговом нагреве и перемешивании аргоном. Когда крышка печи опускается, чтобы закрыть горловину ковша, электрод опускается и вставляется в шлак для нагрева под флюсом. Дополнить падение температуры расплавленной стали из первичной плавильной печи в рафинировочную печь, поглощение тепла шлакообразующим агентом и сплавом, потери тепла расплавленной стали в печи-ковше, вызванные продувкой днища аргоном и вакуумной откачкой во время процесса рафинирования, поэтому чтобы обеспечить плавное рафинирование расплавленной стали и, наконец, достижение температуры, необходимой для выпуска. Электродно-нагревательная мощность печи LF может быть определена по следующей формуле, а затем скорректирована расчетом теплового баланса печи и скорости нагрева жидкой стали.

(3) Перемешивание аргона

Продувка аргоном и перемешивание на дне ковша оказывают большое влияние на десульфурацию, раскисление, дегидрирование, денитрификацию и всплывание включений. Фактически продувка аргоном начинается, когда в печь-ковш поступает сталь. Расход аргона с нижней продувкой при нагреве обычно составляет 40% ~ 45% по сравнению с расходом при работе в вакууме (расход аргона с нижней продувкой является максимальным при работе в вакууме).

(4) Шлак щелочного рафинирования

Шлакование является важным звеном в процессе выплавки стали в печи-ковше. В жидкую сталь дважды добавляют известь и флюорит в разных пропорциях (например, 5:1 или 4:1). Количество извести и флюорита составляет 1% ~ 2% от количества жидкой стали для получения высокощелочного рафинирующего шлака для десульфурации; Затем порошок ферросилиция, порошок кремния кальция и порошок алюминия или углеродный порошок смешивают в определенной пропорции и непосредственно добавляют к поверхности стальной жидкости или вводят в стальную жидкость методом впрыска для образования шлаковой системы с составом шлака cao60%. ± 5%, sio210% ± 5% и Al2O3 330% ± 5%, или шлаковая система со шлаковым составом cao60%, Al2O3 330% и caf210%. Основными факторами, влияющими на реакцию сероочистки, являются не только шлак с высокой основностью в восстановительной атмосфере, но и энергия перемешивания аргонового дутья. Продувка аргоном и перемешивание на дне ковша позволяют ускорить диффузию серы в расплавленной стали к границе раздела шлака со сталью, а скорость обессеривания можно увеличить в 1,5-2,0 раза до 901ТР3Т.

(5) Регулировка состава расплавленной стали

Когда температура нагрева достигает ≥ 1600 ℃, в расплавленную сталь можно добавить состав для регулирования сплава. Допустимый диапазон регулирования состава сплава при рафинировании в печи-ковше велик, легко добиться однородности и высокой производительности. Все сплавы, которые легко окисляются при легировании в первичной плавильной печи, могут быть перемещены в печь-ковш для рафинирования.

(6) Вакуумная обработка

Печь-ковш осуществляет дегазацию и очистку от включений под вакуумом. В соответствии с требованиями к марке стали, она делится на высоковакуумную обработку (ниже 133 Па) и низковакуумную обработку (ниже 2666 Па). Стали для обработки в высоком вакууме включают стали для сосудов высокого давления, атомных электростанций, реакторов гидрогенизации с горячими стенками и т. д. Стали для обработки в низком вакууме включают лопатки паровых турбин, оружейную сталь, валки горячей прокатки и другие стали.

При вакуумной обработке скорость подачи аргона на дно ковша зависит от степени вакуума. Расход аргона при обработке в высоком вакууме достигает максимума, а расход аргона при обработке в низком вакууме составляет около 35% от максимального расхода. Под перемешивающим действием вакуума и подовой продувки аргоном завершается раскисление и удаление неметаллических включений, а плавающее отделение неметаллических включений при ковшевом рафинировании - относительно полное. Наконец, после достижения целевого значения (в основном содержания газа) путем измерения температуры, отбора проб и испытаний, задача вакуумной обработки завершается. Как правило, вакуумная очистка составляет 15-20 минут.

(7) Сохранение тепла

Полная изоляция и узкая отделка из сплава. В это время все еще необходимо продувать аргоном с соответствующей скоростью потока, чтобы выровнять температуру и состав. Наконец, измерение температуры (различные методы заливки, различные температуры выпуска), отбор проб для полного анализа (включая пробы стали и шлака) и т. д. — все это соответствует требованиям выпуска, и выпуск может быть проведен.