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        電弧爐出鋼過程在線噴粉Al-C復(fù)合脫氧研究及應(yīng)用

        2023-09-28 02:08:52安會(huì)龍徐阿帆魏光升
        工業(yè)加熱 2023年7期
        關(guān)鍵詞:電弧爐碳粉噴粉

        安會(huì)龍,劉 崇,徐阿帆,魏光升

        (1.河鋼材料技術(shù)研究院,河北 石家莊 050023;2.北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院,北京 100083)

        現(xiàn)代電弧爐煉鋼由于其特殊的爐型結(jié)構(gòu)熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度弱,動(dòng)力學(xué)條件較差,為縮短冶煉時(shí)間、降低電耗,廣泛采用強(qiáng)化供氧技術(shù)[1-2]。而由于這種強(qiáng)化供氧技術(shù),往往會(huì)導(dǎo)致在冶煉結(jié)束時(shí)鋼液中溶解有過量的氧元素,這些氧元素通常以非金屬夾雜物及溶解氧的形式存在[3]。鋼中過量的氧會(huì)降低鋼材的強(qiáng)度、塑性,不利于鋼材的焊接及切削加工[4]。在實(shí)際生產(chǎn)過程中往往采用直接向鋼包中加入脫氧劑的方法進(jìn)行鋼液預(yù)脫氧。而鋁由于脫氧能力較強(qiáng),經(jīng)常作為脫氧劑用于鋼包脫氧。但鋁脫氧的反應(yīng)產(chǎn)物和殘留在鋼中的鋁會(huì)引起耐熱鋼的蠕變脆性,致使鋼的高溫強(qiáng)度降低,并導(dǎo)致軸承鋼、鋼軌鋼和車輪鋼疲勞性能的惡化[5]。有科研工作者提出將在線噴粉技術(shù)應(yīng)用于電弧爐出鋼階段。通過位于出鋼口附近的噴粉槍向出鋼流股噴吹N2-碳粉粉氣流,配合合金脫氧劑進(jìn)行脫氧。能夠起到降低鋼液氧含量,減少合金脫氧劑消耗,提高鋼液純凈度的冶金功效[6-7]。

        本文從冶金熱力學(xué)角度出發(fā),研究在線噴粉過程中Al-C復(fù)合脫氧的脫氧效果,實(shí)驗(yàn)以電弧爐出鋼終點(diǎn)樣為原料,探究不同的加料方式、加料總量對(duì)于Al-C復(fù)合脫氧的影響及效果,探究其對(duì)鋼液潔凈度的影響。

        1 電弧爐出鋼過程在線噴粉脫氧工藝

        電弧爐煉鋼出鋼過程在線噴粉脫氧工藝[8],是利用脫氧劑-載氣混合射流直接沖擊出鋼鋼流,碳質(zhì)微粒與高溫鋼液快速接觸,瞬態(tài)反應(yīng)生成脫氧氣泡實(shí)現(xiàn)無鋁(硅)優(yōu)先脫氧,提高合金收得率,減少鋼中初始沉淀脫氧產(chǎn)物,以提升產(chǎn)品質(zhì)量,如圖1所示。

        圖1 電弧爐出鋼過程在線噴粉脫氧系統(tǒng)

        該工藝通過以下步驟實(shí)現(xiàn):

        (1)通過安裝在電弧爐出鋼口附近位置的噴吹元件向出鋼鋼流直接噴吹載氣-脫氧粉劑粉氣流;

        (2)開發(fā)配套的噴吹裝備及控制系統(tǒng),精確檢測(cè)和控制介質(zhì)噴吹速率,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操控;

        (3)探明電弧爐出鋼過程在線噴粉沖擊行為規(guī)律,通過優(yōu)化工藝參數(shù),提高粉劑利用效率;

        (4)研究基于電弧爐出鋼過程在線噴粉工藝下的合金加料工藝,開發(fā)電弧爐在線噴粉脫氧智能控制系統(tǒng),根據(jù)終點(diǎn)成分和 LF 目標(biāo)成分,在線計(jì)算脫氧劑和合金用量,指導(dǎo)出鋼操作;

        (5)改造電弧爐煉鋼出鋼預(yù)脫氧體系以適用于電弧爐出鋼過程在線噴粉脫氧新工藝要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量,穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏。

        2 Al-C復(fù)合脫氧熱力學(xué)研究

        電弧爐出鋼過程在線噴粉利用碳粉與鋁對(duì)鋼液進(jìn)行復(fù)合脫氧,有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):①復(fù)合脫氧反應(yīng)導(dǎo)致脫氧常數(shù)降低,因而加強(qiáng)了脫氧能力;②脫氧產(chǎn)物中有CO氣泡產(chǎn)生,易于Al2O3夾雜物上浮,使鋼液潔凈度更高。

        2.1 Al-C復(fù)合脫氧平衡曲線理論分析

        為了驗(yàn)證電弧爐出鋼過程在線噴粉Al-C復(fù)合脫氧技術(shù)的應(yīng)用效果及影響因素,現(xiàn)對(duì)Al-C復(fù)合脫氧最低值進(jìn)行理論分析,復(fù)合脫氧通式為

        xM+yN+zO=MxOi+NyOz-i

        (1)

        式中:x,y,z分別為元素M,N,O的化學(xué)計(jì)量系數(shù);MxOi及NyOz-i為脫氧產(chǎn)物或氣體氧化物或固體夾雜物??蓪⑷芤褐泄腆w氧化物的活度看為1,在出鋼在線噴粉的過程中氣體氧化物生成的壓力為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,則有

        (2)

        式中:K為反應(yīng)的平衡常數(shù);m為脫氧常數(shù)[9];a1,a2,a3為組元M,N,O的活度。

        m=a1·a2·a3=(f1[w(M)])x(f2[w(N)])y(f3[w(O)])z

        (3)

        式中:f1,f2,f3為組元M,N,O的亨利活度系數(shù)[10]。

        對(duì)式(3)進(jìn)行化簡(jiǎn)可得:

        lgm=xlgf1+xlgw(M)+ylgf2+ylgw(N)+

        zlgf3+zlgw(O)

        (4)

        由Wanger方程[11]對(duì)活度系數(shù)求解,將式(4)化簡(jiǎn)可得到:

        lgm=xlgw(M)+ylgw(N)+zlgw(O)+w(M)

        (5)

        通過式(5)可對(duì)復(fù)合脫氧反應(yīng)進(jìn)行理論研究。在Al-C復(fù)合脫氧過程中,C與O生成CO氣泡,上浮排出鋼液,并對(duì)鋼液產(chǎn)生一定的攪拌作用,對(duì)Al與鋼中的氧生成Al2O3上浮的過程營造了較好的動(dòng)力學(xué)條件,對(duì)于Al-C在鋼液中的復(fù)合脫氧,假設(shè)符合xM+yN+zO=MxOi+NyOz-i過程,所以Al-C復(fù)合脫氧發(fā)生如下反應(yīng):

        2Al+3O=Al2O3

        (6)

        C+O=CO

        (7)

        由式(6)與式(7)聯(lián)立可得

        2Al+C+4O=Al2O3+CO

        (8)

        由Al-C復(fù)合脫氧化學(xué)反應(yīng)方程式可知其中化學(xué)計(jì)量系數(shù)分別為x=2、y=1、z=4,在1 873 K的溫度下將系數(shù)與式(2)、式(3)、式(4)、式(8)聯(lián)立,得出lgm=-16.06。又查表得知,在1 873 K的溫度下,有以下活度相互作用系數(shù):

        代入式(5)中最終求得如下公式:

        4lgw(O)-14.34w(O)+2lgw(Al)-15.467w(Al)+

        lgw(C)-1.478w(C)+16.06=0

        (9)

        式(9)即為Al-C復(fù)合脫氧平衡理論曲線公式。

        2.2 電弧爐出鋼過程在線噴粉復(fù)合脫氧理論效果分析

        現(xiàn)假設(shè)Al投入鋼液后,鋼液中的總脫氧反應(yīng)為

        2Al+C+4O=Al2O3+CO

        (10)

        此時(shí)T為出鋼溫度,設(shè)定為1 600 ℃,則有

        4lgw(O)-14.34w(O)+2lgw(Al)-15.467w(Al)+

        lgw(C)-1.478w(C)+16.06=0

        (11)

        利用此式展開Al-C復(fù)合脫氧理論效果分析。

        2.2.1 Al-C復(fù)合脫氧下Al-O平衡關(guān)系研究

        利用Matlab數(shù)值法對(duì)不同目標(biāo)氧濃度的Al-O平衡關(guān)系進(jìn)行探究,對(duì)鋼液脫氧結(jié)束的平衡狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)合出鋼終點(diǎn)實(shí)際情況,在計(jì)算過程中將鋼液中C濃度確定為600×10-6,在不同的目標(biāo)氧變化下,求得平衡時(shí)Al濃度并與單獨(dú)Al脫氧進(jìn)行對(duì)比。計(jì)算方案如表1所示:

        表1 脫氧反應(yīng)速率預(yù)測(cè)曲線計(jì)算方案

        將計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代入式(11)中,計(jì)算精度設(shè)置為1×10-5,共計(jì)算100步,計(jì)算(1~100)×10-6O濃度對(duì)應(yīng)的平衡Al濃度,得到曲線如圖2所示。

        圖2 1 600 ℃ 下鋼液中[Al]-[O]理論平衡曲線

        1 600℃下鋼液中[Al]-[O]平衡曲線如圖2所示,在鋼液中[C]濃度為600×10-6時(shí),平衡Al的濃度隨鋼中目標(biāo)[O]濃度的升高而降低。其中,鋼液中的平衡[Al]濃度在w([O])=(15~50)×10-6濃度區(qū)間內(nèi)變化梯度最大。隨著曲線后段的[O]濃度逐漸提升,平衡[Al]的變化幅度逐漸降低。后期平衡[Al]濃度不再受氧濃度的升高而改變。

        電弧爐出鋼過程在線噴粉過程中加入鋁后,在碳濃度為600×10-6時(shí)Al-O平衡關(guān)系與單獨(dú)鋁脫氧的對(duì)比關(guān)系如圖3所示,隨著鋼中目標(biāo)w([O])的上升,兩種脫氧方式與之平衡的w([Al])整體呈下降趨勢(shì)??蓮膱D3中得知,Al-C復(fù)合脫氧的平衡氧限度低于Al單獨(dú)脫氧的O限度,這是由于鋼中含有一定量的C與Al共同作用于鋼中的O平衡,當(dāng)C存在時(shí),Al-C復(fù)合脫氧限度相較Al單獨(dú)脫氧會(huì)有一定程度的降低,并且從圖3中曲線斜率中可以看出Al脫氧曲線先于Al-C平衡曲線開始降低。此現(xiàn)象說明鋼中C的存在與否對(duì)[Al]、[O]平衡濃度的變化起到了一定的影響。

        圖3 1 600℃鋼液下[Al]-[O]平衡與Al單獨(dú)脫氧平衡對(duì)比圖

        在圖3中兩曲線的后段,曲線趨于平緩,隨氧平衡濃度的升高Al濃度的變化不再明顯,在O濃度較高時(shí)的平衡鋁濃度變化較小。說明在目標(biāo)氧濃度較高時(shí),C對(duì)Al-O平衡產(chǎn)生的影響比較小,電弧爐出鋼預(yù)脫氧目標(biāo)氧濃度約為(50~100)×10-6,而C的存在對(duì)Al脫氧限度的影響在20×10-6的氧濃度下產(chǎn)生,所以基本可以忽略C對(duì)脫氧限度方面的影響。在圖3中還可看出,在鋼液中有大量[C]存在的情況下,會(huì)對(duì)平衡Al的溶解濃度產(chǎn)生影響,在相同脫氧限度下,[C]存在時(shí),平衡[Al]濃度略高于Al單獨(dú)脫氧時(shí)濃度,在電弧爐出鋼過程在線噴粉工藝中,碳粉先于Al被噴吹進(jìn)鋼液中,進(jìn)行一段時(shí)間的C-O反應(yīng)后,才將Al投入鋼液中,在鋼液中[O]的所需脫除量相同的情況下,噴吹后脫氧所需Al量一定小于Al單獨(dú)脫氧需要的Al量,爐后噴粉工藝不僅節(jié)省了合金用量,并且在此情況下,[Al]的溶解度略有提升,相當(dāng)于提升了Al的收得率。

        2.2.2 不同目標(biāo)氧濃度下[C]濃度對(duì)[Al]平衡濃度關(guān)系研究

        利用Matlab數(shù)值法計(jì)算對(duì)鋼中不同目標(biāo)氧濃度下[C]濃度變化對(duì)[Al]平衡濃度的影響,對(duì)鋼液脫氧結(jié)束的[Al]平衡濃度變化進(jìn)行探究,計(jì)算過程中,結(jié)合出鋼終點(diǎn)實(shí)際情況,將鋼液中[C]濃度作為變量,在[C]濃度變化下,求得不同氧濃度下平衡[Al]濃度,計(jì)算方案如表2所示。

        表2 脫氧反應(yīng)速率預(yù)測(cè)曲線計(jì)算方案

        將計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代入式(11)中,計(jì)算精度設(shè)置為1×10-5,共計(jì)算100步,計(jì)算(1-100)×10-6[O]濃度在不同的鋼液[C]濃度下對(duì)應(yīng)的平衡[Al]濃度,得到曲線如圖4所示。

        圖4 不同目標(biāo)O濃度鋼液中C量對(duì)Al平衡濃度影響曲線

        在固定目標(biāo)O濃度鋼液下,[C]濃度對(duì)平衡[Al]濃度影響如圖4所示,隨著[C]濃度的升高,平衡[Al]濃度逐漸降低。計(jì)算過程中當(dāng)目標(biāo)平衡[O]濃度為30×10-6時(shí),隨著[C]濃度由10×10-6升至1 000×10-6,平衡鋁濃度下降了500×10-6,但主要產(chǎn)生變化的過程為[C]濃度由10×10-6增長(zhǎng)至100×10-6的過程,在[C]濃度大于100×10-6時(shí),平衡[Al]濃度基本不受到鋼中[C]濃度的影響,鋼中過量[C]的存在會(huì)與Al一同作用于鋼中[O]濃度的平衡,可從圖4中分析出隨著[C]濃度升高,鋼中[O]濃度對(duì)應(yīng)的[Al]平衡濃度會(huì)存在略微減小的趨勢(shì)。

        對(duì)應(yīng)不同的平衡氧濃度,[C]也會(huì)對(duì)平衡[Al]濃度產(chǎn)生影響,目標(biāo)氧濃度越高,[C]對(duì)平衡[Al]濃度的影響越小,將目標(biāo)平衡[O]濃度為70×10-6時(shí)與30×10-6時(shí)的平衡[Al]濃度變化情況進(jìn)行對(duì)比,[Al]濃度的變化幅度減少了400×10-6以上,說明對(duì)于稍高的目標(biāo)平衡氧水平,[C]的濃度對(duì)于平衡[Al]濃度的變化影響比較微弱。

        基于以上Al-C復(fù)合脫氧理論分析效果,設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案并進(jìn)行驗(yàn)證。

        3 試驗(yàn)方法

        實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用MoSi2電阻爐,由冷卻水系統(tǒng)、氣體噴吹系統(tǒng)、熱電偶測(cè)溫控溫系統(tǒng)等系統(tǒng)組成,熔煉爐管為純剛玉管,保證熔化鋼錠所需耐高溫要求,爐管上部套有密封橡膠圈,從爐底可通入惰性氣體保護(hù),可保證實(shí)驗(yàn)所需氣氛,避免空氣中的氧進(jìn)入鋼液。實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示。

        圖5 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

        采用剛玉坩堝作為反應(yīng)容器,內(nèi)徑8 cm,高25 cm,為避免Al2O3坩堝在實(shí)驗(yàn)中燒毀或噴濺而損壞爐體,同時(shí)外套Al2O3質(zhì)坩堝,內(nèi)徑10 cm,高88 cm。實(shí)驗(yàn)噴吹碳粉為純度為99.9%的石墨粉,吹碳管采用內(nèi)徑8 mm的玻璃管,測(cè)溫采用雙鉑銠熱電偶。噴吹碳粉前噴吹純氧對(duì)鋼液增氧脫碳,實(shí)驗(yàn)中噴吹純氧純度為99.9%,熔煉用鋼錠為工業(yè)鑄鐵,投入Al為95%純鋁,成分如表3、表4所示。

        表3 Al脫氧劑成分 %

        表4 工業(yè)鑄鐵成分 %

        具體實(shí)驗(yàn)操作如下:實(shí)驗(yàn)鋼種為工業(yè)鑄鐵,在MoSi2電阻爐內(nèi)進(jìn)行,稱取鋼樣1 000 g,置于剛玉坩堝內(nèi),將裝有鋼樣的坩堝置于電阻爐恒溫帶,通Ar氣保護(hù)氣氛。然后通電升溫,實(shí)驗(yàn)溫度1 873 K。至鋼樣熔化并達(dá)到預(yù)定溫度。用石英玻璃管吸取初始鋼樣。按照C-O反應(yīng)動(dòng)力學(xué)熱態(tài)增氧方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)來調(diào)節(jié)吹氣量開始對(duì)熔池進(jìn)行增氧,并脫除其他與氧發(fā)生反應(yīng)的元素,然后降低頂吹剛玉管插入熔體(出氣口距Al2O3坩堝底約2 mm),噴吹一定量碳粉,在噴吹碳粉后計(jì)時(shí),選擇不同時(shí)刻取樣,并將Al粒通過料籃加入鋼液中,待Al-O反應(yīng)結(jié)束后取樣對(duì)成分進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)具體方案設(shè)計(jì)如表5所示。

        表5 電弧爐出鋼過程在線噴粉合金加料脫氧效果實(shí)驗(yàn)方案

        依據(jù)上述設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,對(duì)Al-C復(fù)合脫氧終點(diǎn)樣進(jìn)行成分分析,分析樣品中O含量、Al含量及C含量情況及其相互的作用關(guān)系。

        4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        按照上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

        表6 實(shí)驗(yàn)分析表

        對(duì)Al-C復(fù)合脫氧熱態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、脫氧反應(yīng)影響等角度的分析,得到以下結(jié)論。

        4.1 Al加入對(duì)C-O反應(yīng)的影響

        Al加入前和Al-O反應(yīng)結(jié)束后C濃度變化圖如圖6所示,在圖6中可明顯看出,Al加入前取樣的鋼液[C]濃度與終點(diǎn)[C]濃度曲線幾近重合,說明在Al加入前的鋼液碳含量與鋼液脫氧反應(yīng)終點(diǎn)[C]含量幾乎無任何變化,在Al投入鋼液中開始進(jìn)行脫氧反應(yīng)時(shí),Al完全起主導(dǎo)作用,而鋼液中C則幾乎不參與脫氧反應(yīng)。

        圖6 Al加入前和Al-O反應(yīng)結(jié)束后C濃度變化圖

        4.2 不同C濃度對(duì)Al溶解濃度影響

        在同樣初始氧濃度條件下,對(duì)噴吹碳粉總量進(jìn)行調(diào)整,在采用不同碳粉總量進(jìn)行噴吹時(shí),在同一時(shí)刻取樣后,用料籃加入Al粒,對(duì)脫氧結(jié)束終點(diǎn)樣進(jìn)行分析,探究不同鋼液碳濃度對(duì)Al溶解度影響,實(shí)驗(yàn)中碳粉噴吹量的變化對(duì)Al平衡濃度下降幅度影響變化情況如圖7所示,隨著鋼液中[C]濃度逐漸升高,Al溶解度呈明顯下降的趨勢(shì),在碳粉噴吹量由0.5 g增加至2 g的情況下,Al平衡濃度有明顯下降,濃度下降達(dá)0.001%,下降幅度高達(dá)40%,實(shí)驗(yàn)中的碳粉噴吹量的變化對(duì)Al平衡濃度下降幅度與理論計(jì)算結(jié)果趨勢(shì)完全相符,所以可以確定碳粉噴吹量對(duì)鋼液[C]濃度產(chǎn)生影響,進(jìn)一步對(duì)Al濃度產(chǎn)生影響。因此要在將脫除氧至目標(biāo)的前提下,盡可能選取合適的噴吹碳粉量以提高Al的收得率。

        圖7 不同碳粉噴吹量下Al溶解度變化情況

        4.3 Al單獨(dú)脫氧與Al-C復(fù)合脫氧效果對(duì)比

        實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了鋼液增氧后直接投入Al與先噴吹碳粉后投入Al的脫氧效果對(duì)比實(shí)驗(yàn),探究?jī)烧叩拿撗跣Ч约癆l消耗的區(qū)別。

        各實(shí)驗(yàn)組別間Al投入量對(duì)比情況如圖8所示,由圖8中可以看出,在所有實(shí)驗(yàn)組均達(dá)到相同目標(biāo)氧含量的狀態(tài)下,在爐后噴粉的工藝后所需的Al投入量明顯少于Al單獨(dú)脫氧的Al投入量,在設(shè)定目標(biāo)氧濃度前提下,在碳粉相同的情況下采用不同Al投入時(shí)機(jī),在實(shí)驗(yàn)條件下能夠在后續(xù)Al脫氧步驟中減少15%~40%的Al用量,在噴吹不同量的碳粉后可節(jié)省Al投入量20%~30%,并且還可以進(jìn)一步延長(zhǎng)C-O反應(yīng)以獲得更多的Al的節(jié)約用量。所以爐后噴粉工藝可以在達(dá)到目標(biāo)氧含量的前提下,通過合理配碳,擇機(jī)加料,有效節(jié)省Al投入量,提高Al收得率。

        圖8 各組間Al投入量對(duì)比圖

        5 工業(yè)應(yīng)用

        在某廠進(jìn)行初步的工業(yè)試驗(yàn),通過應(yīng)用出鋼噴粉工藝,向過氧化的電弧爐出鋼鋼水中噴吹碳粉,實(shí)現(xiàn)在線預(yù)脫氧。經(jīng)過與現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員交流,設(shè)定出鋼成分如表7所示,LF進(jìn)站成分通過三級(jí)系統(tǒng)讀取;出鋼過程合金(脫氧劑)成分如表8、表9所示。

        表7 電爐終點(diǎn)鋼液成分假設(shè) %

        表8 鋁粒成分 %

        表9 硅錳/硅鐵成分 %

        定義合金等效氧化量為電弧爐出鋼過程合金元素?zé)龘p所需要的氧量,合金等效氧化量可以根據(jù)合金收得率求得,其定義式見式(12):

        (12)

        式中:De3為合金等效氧化量,10-6;Wsteel為鋼液質(zhì)量,kg;m3為總脫氧量,kg;Y4為合金元素Me收得率,%;mi為合金i加入量,kg;[Me]i為合金i中元素Me含量,%;x,y分別為合金發(fā)生脫氧反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)系數(shù),xO+yMe=MeyOx;M4為元素Me的相對(duì)原子質(zhì)量。

        利用已有工藝參數(shù),計(jì)算工藝應(yīng)用前后的合金等效氧化量,圖9所示為工藝應(yīng)用前后合金等效氧化量。

        圖9 工藝應(yīng)用前后等效氧化量對(duì)比

        可以發(fā)現(xiàn),應(yīng)用出鋼噴粉工藝后,平均合金等效氧化量由1 713.22 ×10-6降低至1 262.50 ×10-6,減少了26.31 %,假設(shè)電弧爐出鋼鋼液氧含量保持一定,LF進(jìn)站氧含量較低忽略不計(jì),說明采用爐后噴粉工藝噴吹碳粉可以平均實(shí)現(xiàn)450.72×10-6的脫氧量,該部分脫氧量是由于噴吹碳粉代替合金脫氧而達(dá)到的,客觀上達(dá)到了減少合金(脫氧劑)用量,抑制夾雜物產(chǎn)生的技術(shù)目標(biāo),有利于降低生產(chǎn)成本,提高鋼種潔凈度。

        6 結(jié) 論

        本文對(duì)Al-C復(fù)合脫氧熱力學(xué)理論進(jìn)行了研究,對(duì)電弧爐出鋼過程在線噴粉工藝預(yù)脫氧技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:

        (1)Al-C復(fù)合脫氧條件下,隨著鋼液中C濃度逐漸升高,Al溶解度呈明顯下降的趨勢(shì)

        (2)在Al投入鋼液中開始進(jìn)行脫氧反應(yīng)后,Al起主導(dǎo)作用,而C幾乎不參與脫氧反應(yīng)。

        (3)在達(dá)到相同脫氧目標(biāo)值的情況下,實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中爐后噴粉與Al脫氧相結(jié)合的方式可以減少10%~40%Al的消耗量。

        (4)經(jīng)過初步的工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證,該技術(shù)可以平均實(shí)現(xiàn)450.72×10-6的脫氧量,客觀上達(dá)到了降低脫氧劑的用量,提高鋼種潔凈度的效果,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

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