多年来,我厂铁水素以“低磷、低硫”的优势而被冠以“人参铁”的美誉,使我厂生铁销售在国内享有较高声誉,甚至生铁出口免检。近两年来,随着产量逐年提高和使用原料的复杂化,使我厂生铁在硫磺控制方面经常出现较大的波动,给下道工序——炼钢的生产带来较大的影响,尤其对品种钢的冶炼影响更加明显。5月17~23日,正值我厂冶炼12LW品种钢期间,出现大面积硫磺偏高的情况。根据冶炼要求,铁水[S]≤0.035%才能具备冶炼12LW的条件,而该阶段大部分铁次硫磺在0.040%以上,在0.060%以上的有七个罐次,最高的达到0.082%。使转炉冶炼在大灰量操作情况下多次倒炉,硫磺仍不能达到出钢要求,不得不辅助于钢包脱硫剂来进行操作,导致钢水质量恶化,连铸生产也遭受其害。
高[S]铁水对炼钢生产的影响主要有以下几个方面:
★增加白灰消耗,恶化操作条件
冶炼高[S]铁水时,增大熔渣中的CaO含量,即提高熔渣碱度有利于脱硫。因此在冶炼高[S]铁水期间,白灰的消耗量一直保持在4~5吨/炉,比平时增加了30%以上。因为我厂的白灰质量一直得不到大的提高,石矿白灰窑虽然已经投产,但质量还难以稳定,所以在白灰用量加大的情况下,转炉化渣质量进一步恶化,返干、喷溅次数大为增加。同时,过高的碱度会使炉渣的流动性变差,增大了脱硫产物通过钢渣界面的阻力,并降低脱硫产物离开反应区的扩散速度。这样就限制了炉渣的脱硫能力,使白灰得不到充分利用。只能依靠多次拉后吹来进一步脱硫。
★终点温度升高,致使高温钢大量出现
众所周知,脱硫反应是吸热反应,因此高温有利于脱硫反应进行,同时,高温可以加速石灰的熔解,使金属和熔渣的粘度下降,从而大大提高硫和硫化物的扩散系数,加速了扩散过程,因此提高出钢温度,可以提高脱硫效果。但12LW钢对氩后温度要求较高,一般不允许超过1590℃,如果出钢温度达到1680℃,出钢温降一般为30~40℃,而吹氩及喂线过程的温降也仅为10~20℃,这样剩余的30~50℃温差只能依靠加冷钢的方式来平衡,经计算,要使一炉38T钢水降温30~50℃,需加入冷钢800~1500Kg,而可供12LW用的调温冷钢存量极少,不能满足大量的需求,这样,大量的高温钢就被直接送往连铸机进行浇注,导致高温钢的数量大为增加。
★钢水及铸坯质量严重恶化
⑴.多次拉后吹,钢水氧化性增强,将导致钢水中氧化物夹杂的含量大大提高。其中大量的片状及枝状夹杂使得钢水的流动性下降。
⑵.钢水温度升高,熔解夹杂物的能力也随之提高,在精炼及浇注过程中,夹杂物不能充分上浮,使得铸坯内在质量大为下降;另外,高温还将导致铸坯表面裂纹及缩孔等一系列不良后果。
★事故率提高
钢水流动性下降,将导致浇注时大包及中间包絮流;高温钢又会使漏钢事故大为增加。如21日4#连铸机拉12LW钢,就发生絮流两次、漏钢两次,使得三次开台均未拉满四炉,造成极大的设备损耗。
★生产组织难度增大
在冶炼品种钢时,为保证钢水质量的稳定性,一般采用单炉对单机的形式。高硫铁水引起的转炉操作困难、多次拉后吹、高温钢、连铸絮流及拉漏事故增加等都给生产带来极大的不稳定性使生产组织难以正常进行,5月17~23日就曾多次发生因铁水硫磺高而使品种钢生产非正常中断。
★炉渣严重侵蚀炉衬,增加耐材消耗
冶炼高[S]铁水时,多次拉后吹导致炉渣(FeO)含量大幅度提高,钢水氧化性增强,另外为改善炉渣状况,冶炼时加入的CaF2都会使炉渣对炉衬的化学侵蚀加剧,而且高温钢对炉衬的高温侵蚀也将严重恶化炉况。23日经实地观察:三座转炉炉况均已严重恶化,炉衬在几天内就已严重侵蚀,必须依靠大量增加耐材用量来维护,这样既增加了工人的劳动强度又增加了耐材消耗。
★增加合金消耗
实践证明,MnO有利于化渣,因而对去硫有利。而我厂铁水中锰含量一直保持在0.15%的低水平,所以只能在冶炼前人工向炉内加入锰铁合金来提高[MnO]含量,虽然部分地起到了脱硫作用,但合金消耗大为增加。另外,钢水氧化性强也会降低合金回收率,增加合金消耗。
★抬高生产成本
冶炼高硫铁水产生的白灰、合金、耐材消耗增加,絮流、漏钢等生产事故造成的设备损耗以及由此而引起的冶炼周期延长、生产中断等造成的损失都将使铸坯的生产成本提高,影响我厂的效益,使品种钢的高附加值难以体现。
总之:转炉冶炼高[S]铁水一方面恶化转炉冶炼条件,延长冶炼时间,加剧炉渣对炉衬的侵蚀,增加了各种原辅料及耐材的消耗;另一方面使高温钢大量出现,后吹钢水大幅度增加,使连铸拉漏及絮流事故大为增加。尤其对冶炼品种钢影响更甚,使得生产组织难以进行,极大地影响了炼钢生产。
高硫铁水对品种钢冶炼的影响
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