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干货!炼钢知识汇总!

作者: 康利达 发布时间: 2022年05月13日 20:13:01

单位时间内吨钢消耗氧气量,一般取值3.2m³/(t·min)~4.5m³/(t·min),100t以下转炉取中下限,100t转炉以上取上限。供氧强度代表转炉冶炼效率的单位,目前小转炉国内冶炼速度最好的是无锡新三洲和阳春新钢铁,纯供氧时间10min左右,大转炉国内做得最好的敬业集团,纯供氧时间12min~13min。代表公式:I=Q(氧气流量)/[T(出钢量)·t(纯供氧时间)]。

2.转炉装入量

铁水+废钢(生铁),炉容比0.65t/m³~0.90t/m³,100t以下转炉炉容比取中下限,100t以上转炉炉容比取中上限,是转炉出钢负荷的一个名词。

3.冲击面积

氧气流股与平静金属液面接触时的面积。冲击面积的大小与转炉氧枪枪位和氧枪工艺参数有关(氧枪吼口直径和扩张角),一般冲击面积占据整个上表面积的60%-80%,过大侵蚀炉衬,100t以下转炉取下限,100t以上转炉取上限。冲击面积对转炉冶炼速度也有影响,但设计时,必须考虑炉衬安全。

4.石灰加入量

吨钢消耗的石灰量,也是影响转炉冶炼成本最关键的一个名词,计算公式(如下),保证炉衬安全和钢水质量的前提下,目前国内钢厂都在追求最佳的少渣冶炼模式,部分钢厂以建立以副枪或少渣冶炼模型,以模型设计来控制石灰和渣料加入,副枪做的做好的Danieli和武汉创特,数据模型做的最好的安徽工业大学和北京科技大学。加入转炉铁水硅在0.20%~0.40%,通过少渣模型数据计算,石灰在20Kg/t-40Kg/t,为钢厂解决了很多成本。

2.14×[Si%]×R

Q=————————×W铁水

(CaO%)有效

式中Q:石灰加入量(吨/炉);

R:碱度;

[Si%]:铁水硅成份;

(CaO%)有效:石灰有效CaO含量;

(CaO%)有效=石灰CaO%-R×石灰SiO2%

备注:冶金石灰(CaO%)有效按75%计算,活性石灰(CaO%)有效按90%计算。

5.合金消耗、吨钢消耗量

主要与钢种、炉中成分和出钢过程钢水氧化性有关。合金化方式有两种,一种先弱后强,一种先强后弱。消耗控制,主要是合金品位、钢水氧化性。成本控制需要制定定额,一般合金吸收率参考硅85%、锰95%、钒96%。合金加入量计算方法:

[成份中限%]钢种-[残余含量%]终点

合金加入量(kg/炉)=—————-----------———————— ×钢水量(kg/炉)

合金成份%×合金收得率%

6.氧枪音速

氧枪在炉内开氧运行过程中,氧气的穿过基本介质的速度,氧枪音速对转炉供氧时间也有影响。超音速氧枪能够提高转炉冶炼速度,各个钢厂都用,但氧气射流在泡沫渣内埋弧时,对外界干扰影响小。计算:α=(κgRT)1/2m/s

α—当地条件下的音速,m/s;

κ—气体的热容比,对于空气和氧气,κ=1.4;

g—重力加速度,9.81m/s²;

R—气体常数,26.49m/κ。

7.马赫数

是转炉氧枪冲击熔池深度的一个名词,一般设计参数1.6~1.8,100t以下转炉取中下限,100t以上转炉取中上限,当马赫数一定时,氧枪冲击深度与氧枪的压力和枪位有关,冲击深度数值在600mm-800mm,熔池高度一般在900mm-1200mm,熔池底部留出一定的安全距离,以保护炉底不出现大的波动,实现安全冶炼。计算公式:M=ν/α

M—马赫数;

ν—气体流速,m/s;

α—音速,m/s。

8.氧枪高度

指氧枪冶炼过程中距熔池液面的距离,包括基本高度、过程高度、终点高度。100t以下转炉基本高度700mm-1000mm,过程高度1000mm-1600mm,终点高度700mm-900mm;100t以上转炉基本高度1000mm-1200mm,过程高度1200mm-1800mm,终点高度800mm-900mm,各枪位的高度保证,转炉快速起温、起渣,过程化渣埋弧,终渣做粘,氧化性弱。计算公式:H=bPDe

H—氧枪喷头端面距熔池液面的高度,㎜;

b—系数,随喷孔数而变化,四孔喷头b=45~60;

P—供氧压力,MPa;

De—喷头出口直径,㎜。

9.碳氧浓度积

即在一定温度和压力下,钢液中碳与氧的质量百分浓度之积是一个常数,而与反应物和生成物的浓度无关。钢水在1600℃下,碳氧浓度积计算公式:[%C]×[%O]=0.0016%-0.0028%,为降低钢水氧含量,各钢厂追求最佳碳氧浓度积,首钢京诚200t转炉生产品种钢碳氧浓度积在0.0020%,实现了初始钢水较低氧含量。

10.熔渣碱度

炉渣中碱性氧化物浓度的总和与酸性氧化物浓度总和之比称为炉渣碱度。分二元碱度和四元碱度,代表公式:二元碱度CaO%/SiO2%,四元碱度(CaO%+MgO%)/(SiO2%+Al2O3%)。初炼炉(转炉或电炉)熔渣碱度一般在2.5-3.5,精炼炉(LF钢包精炼炉)熔渣碱度根据钢种特性确定,有的钢种需要控制高碱度高铝白渣(比如轴承钢);有的钢种需要控制低铝酸性灰白渣(比如钢帘线);有的钢种需要控制灰渣,保证钢水中有一定氧含量(比如易切屑钢)。

11.熔池升温度数

单位时间内熔池升温量,与铁水条件、废钢搭配和氧枪工艺参数以及工艺控制有关,计算公式:Q=Σ(m·c)·Δt

Δt= Q/Σ(m·c)

Δt—熔池升温度数,℃;

Q—1㎏元素氧化后放出的热量,kJ;

m—受热物体(金属、炉渣、炉衬)的量,㎏;

c—受热物体(金属、炉渣、炉衬)的比热容,kJ/(㎏·℃)

c金属=1.05 kJ/(㎏·℃),c炉渣=1.235 kJ/(㎏·℃),c炉衬=1.235 kJ/(㎏·℃)

12.钢铁料消耗(Kg/t)

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