電弧爐煉鋼潔凈化冶煉關(guān)鍵問題

電弧爐煉鋼潔凈化冶煉關(guān)鍵問題

    冶煉用原材料。

    電弧爐煉鋼以廢鋼為主要原料，石灰、增碳劑等為輔助原料。一方面，隨著汽車、家電等報(bào)廢數(shù)量的增加，社會(huì)廢鋼成分更加混雜；廢鋼中Cu、Zn、Pb、Sn等有害雜質(zhì)元素，隨廢鋼循環(huán)次數(shù)的增加不斷富集。另一方面，輔料的使用同樣會(huì)帶來有害元素，影響鋼液潔凈度。為盡量降低原材料的影響，需根據(jù)鋼種對原材料使用制訂不同的標(biāo)準(zhǔn)，分鋼種分級(jí)別進(jìn)行原輔料的定制化選擇。如冶煉優(yōu)質(zhì)合金棒材時(shí)，采用鐵水加廢鋼、優(yōu)質(zhì)廢鋼或優(yōu)質(zhì)廢鋼加直接還原鐵為原料；冶煉低硫鋼時(shí)，盡量使用低硫石灰；冶煉低碳鋼時(shí)，選擇低碳輔助原料。

    脫磷操作。

    磷在絕大多數(shù)鋼種中是有害元素，脫磷是電弧爐冶煉的重要任務(wù)之一。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場對低磷及超低磷高品質(zhì)特殊鋼需求增加，現(xiàn)有電弧爐煉鋼工藝很難滿足快速低成本脫磷的冶煉要求。其主要原因在于電弧爐煉鋼原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熔清磷含量波動(dòng)大；全廢鋼冶煉熔清后碳含量低、鋼液黏稠度高，且受電弧爐爐型結(jié)構(gòu)限制，熔池流動(dòng)速度慢，脫磷動(dòng)力學(xué)條件差，冶煉過程脫磷困難。傳統(tǒng)電弧爐冶煉低磷鋼通常采用多次造渣、流渣操作，冶煉周期長，渣量大，終渣（FeO）含量高，鋼水過氧化嚴(yán)重，冶煉成本難以控制。

    鋼中氧及夾雜物的控制。

    電弧爐冶煉終點(diǎn)鋼液氧含量的穩(wěn)定控制，是降低鋼中夾雜物的關(guān)鍵。電弧爐煉鋼普遍采用強(qiáng)化供氧操作以加快冶煉節(jié)奏、提高生產(chǎn)效率，但電弧爐煉鋼終點(diǎn)控制不精準(zhǔn)，鋼液過氧化較為嚴(yán)重。這不僅導(dǎo)致后期精煉過程脫氧劑的過度消耗，而且使得精煉期夾雜物的產(chǎn)生量顯著增加。為降低終點(diǎn)鋼液氧含量，電弧爐煉鋼主要采取以下措施：控制出鋼前吹氧量，同時(shí)噴吹惰性氣體強(qiáng)化攪拌；出鋼時(shí)采用偏心爐底出鋼控制下渣量；出鋼前加入鐵碳鎂球，降低鋼液氧含量。

    鋼中[N]與[H]的控制。

    電弧爐采用大功率供電強(qiáng)化廢鋼熔化，電極放電產(chǎn)生的高溫電弧會(huì)電離附近空氣中N2，致使鋼液易吸氮；N2有時(shí)會(huì)作為底吹氣體或粉劑噴吹載氣浸入熔池，造成鋼液進(jìn)一步吸氮。同時(shí)，電弧爐冶煉原料中含有水分并接觸空氣，會(huì)造成鋼液中氫含量偏高。然而，電弧爐煉鋼熔清后熔池碳含量偏低，供氧強(qiáng)度不足，冶煉后期脫碳期間熔池內(nèi)產(chǎn)生的CO氣泡數(shù)量少，所以不能有效脫除[N]、[H]。解決此類問題的方法主要是通過廢鋼預(yù)熱的方式脫除水分，減少氫元素入爐；調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，通過加入DRI、提高鐵水比等方式提高熔池碳含量，在電弧爐冶煉后期進(jìn)行高強(qiáng)度脫碳沸騰操作，以脫除鋼液內(nèi)[N]、[H]，再在后續(xù)精煉及澆鑄過程中加以保護(hù)，控制鋼中[N]、[H]的含量。