si是炼钢中的发热元素,吹炼时全部氧化生成sio2并产生大量的热量。吹炼终点时钢水[si]含量为零。
我厂入炉铁水[si]含量偏高且不稳定,平均 [si]含量为0.78%,最高为0.92%,最低为0.55%。波动幅度很大。
一铁水[si]含量高对冶炼的影响
1 铁水[si]高造成炉渣碱度低,严重恶化炉况,降低炉龄,增加补炉次数,影响产量。
长期的炼钢实践表明:炉渣碱度保持在3.0-3.3之间时,对炉衬有保护作用,低于2.8对炉衬的化学侵蚀严重。在加入的白灰量相同的情况下,铁水[si]含量提高,炉渣碱度就会降低
例如:在铁水[si]含量为0.5%时,如果每炉加入3.5-4t白灰,终渣成分设为(cao)=50%、(sio2)=16%,目前,我厂的渣量约为5t,则渣中(cao)为2.5 t、(sio2)为0.8 t。
则碱度R=50%/16%(或2.5t/0.8t)=3.125。
如果同样加3.5-4t白灰,而此时铁水[si]变为0.9%,因为[si]在冶炼前4分钟(全程冶炼15分钟)全部生成sio2,则渣中(sio2)量增加0.326t (铁水装入量为38t/炉,[si]为0.5%时(sio2)407kg;[si]为0.9%时,(sio2)733kg。)
则此时R=2.5/(0.8+0.326)=2.5/1.126=2.22。
就是说,在白灰加入量相同的情况下,铁水[si]由0.5%增加到0.9%,则碱度R由3.125降到2.22,低于2.8的正常碱度。根据统计,铁水[si]含量在0.8―0.9%时,碱度在2.5左右。严重影响炉衬寿命,增加补炉次数。
如果每天造成一座转炉多补一次炉,则影响产量6炉,共计230t钢。
2 铁水[si]偏高造成冶炼中渣量大,易喷溅,增加钢铁料消耗。
一般冶炼中渣量为5t,如果铁水[si]由0.5%涨到0.9%,则渣量增加0.326t,使渣层厚度增加,易产生喷溅,每大喷一次,损失钢水100-200kg。同时喷溅时,炉渣冲刷炉衬,又降低了炉衬寿命。
3 铁水[si]偏高,铁水化学吹损量增加。
因为在冶炼前期吹炼4分钟后,铁水中[si]全部氧化生成(sio2)进入渣层。如果铁水[si]含量为0.4%,每炉38t铁水,则[si]氧化生成的(sio2)量为326kg;当[si]为0.8%时,[s]i氧化生成(sio2)651kg,两者相差325kg,则每年多消耗铁水0.76万吨。
4,铁水[si]含量偏高,为保证炉渣碱度,只能加大白灰加入量,造成化渣困难,粘枪严重,涨炉底,增加白灰消耗量等问题。
有时因涨炉底造成的化炉底操作每天要增加两次,影响产钢两炉,约80t(涨炉底不严重时,每天化一次炉底;严重时化三次)。粘枪严重更换氧枪,造成枪龄下降。且换枪也会影响冶炼。
铁水[si]提高后,每炉多加0.5-1t白灰,则每天多消耗白灰量75-150t。
5,铁水[si]偏高后,还会造成絮炉口严重,操作工看不到炉口火焰,影响操作。同时渣子化不好,影响溅渣护炉,降低炉龄。
总之,铁水[si]偏高有百害而无一利。
以上,主要分析的是铁水含[si]量偏高的影响。而如果铁水含[si]量偏低,会使渣量少,白灰溶解慢;液体渣量不足,易产生喷溅;脱s、p量会减少,并且会降低金属收得率(因吹损增加);金属的升温慢,延长冶炼时间。大量的炼钢实践表明:炼钢最合适的[si]含量应该为0.4-0.5%。而我厂现用白灰质量较差,cao有效含量低,为保证碱度和脱p、s能力必须多加,而加入量大又保证不了温度,对操作有影响。因此,建议我厂铁水[si]含量在0.4-0.6%之间。
二铁水[si]含量不稳定的危害,
1 铁水[si]含量不稳定对钢水温度的影响
白灰作为造渣剂同时还有降温的作用,因此,白灰加入量在保证炉渣碱度的同时,还应保证钢水终点温度在要求范围之内。而白灰加入量的确定主要是根据铁水[si]含量。但目前情况是铁水[si]含量变化很大,有时一个班之内就要变化两次,同时,作为另一调温手段的废钢加入量在实际生产中又很难保证与铁水成分变化同步调整。因此只能凭借摇炉工的经验随时改变白灰加入量,以满足温度的要求。而限于自身的水平,我厂年轻的摇炉工很难确保每炉钢水的终点温度都合格,只有在通过倒炉测温之后,再重新进行调整。而现在的生产节奏很快,很少有时间再次调温,只能草率处理后立即出钢,这样就导致了大量的高低温钢的出现。而温度历来被视为炼钢的“生命线”。温度不稳,给后道工序——连铸操作带来很大困难。有时还会导致漏钢或低温回炉事故的发生,影响生产节奏。而且,高温钢水极易造成夹杂物多,钢坯中心疏松,严重影响钢坯质量。因此稳定的铁水[si]含量对炼钢生产的稳定起着很重要的作用。
2 铁水[si]含量不稳定对炉渣成分的影响
生产中,铁水[si]出现波动,在废钢量不能及时调整的情况下,为确保温度,只能改变白灰加入量,这样就会造成炉渣碱度的不稳定。例如,铁水[si]为0.8%,加五吨废钢,白灰加入4.6t,炉渣碱度为3.0。如果铁水[si]降为0.6%同时废钢降为4t,白灰降为3.5t仍能保证碱度为3.0,如果废钢仍为5t,则白灰只能加3t这样碱度就降到2.6以下。根据统计,从9月11日至9月17日,1#炉炉渣碱度最低为1.9、最高为3.9;2#炉炉渣碱度最低为2.2、最高为4.4;3#炉炉渣碱度最低为2.6、最高为3.9。如此不稳定,就很难保证炉渣的质量,而炉渣质量不好,必将影响脱p、s能力。因我厂铁水[p]、[s]含量低,这方面的影响还不是很突出。可另一方面,因炉渣碱度变化造成的炉渣粘度变化则对溅渣护炉产生不良影响。粘度大,炉渣不易起溅;粘度小,炉渣很难涂敷在炉衬上。这样长期下去,就很难保证溅渣护炉的效果。况且,碱度过低,将加剧炉渣对炉衬的化学侵蚀。
3 实际生产情况分析
(1)实际生产中,入炉铁水的化验结果不可能与生产同步,总是滞后约1-2个小时。这样铁水成分的变化操作工就不能及时知道,势必造成操作上的混乱。废钢量的调整至少也要滞后一炉,而且还要增加调度额外的工作量。
(2)因目前炼钢产量提高很快,铁水的利用率很高。600t混铁炉调节铁水成分的能力已降低,靠混铁炉来降低铁水成分不稳定的影响的想法已经不现实。
我厂的生产实践表明:铁水[si]含量不稳定对生产造成的危害更甚于含量高造成的影响。高低温钢、回炉钢、对炉衬的高温侵蚀、化学侵蚀、冶炼周期的延长,多数情况下都与铁水[si]含量不稳定有关。
结论
铁水[si]含量最好保持在0.4-0.6%之间,而且,尤其要保持铁水成分的稳定。