中頻爐脫硫試驗(yàn)報(bào)告

一、試驗(yàn)?zāi)康模?/span>

根據(jù)中頻爐的冶煉特點(diǎn)，配置合理的渣料配比，通過頂、底復(fù)合渣還原處理；出鋼時(shí)進(jìn)行渣洗；鋼包吹氬真空處理等手段，使中頻爐冶煉的鋼水中[O]、[S]及其他夾雜物，得到有效地去除，達(dá)到所煉鋼種目標(biāo)要求。

1．耐熱蓖板鋼的牌號：ZG35Cr24Ni7SiN

1.1成分 ( % )：

C         Mn       Si       Cr        Ni        Mo      

0.30-0.40    0.8-1.5    1.3-2.0    23-25.5   7.0-8.5      ---

N            P         S

 0.20-0.28    ≤0.04     ≤0.03

1.2力學(xué)性能

抗拉強(qiáng)度：≥540MPa  屈服（0.2%）:≥340 MPa 延伸: ≥12%

1.3 這是一種比較低成本的耐熱鋼,實(shí)際生產(chǎn)中的成分控制范圍是比較窄的,對有害元素的要求是越低越好,以內(nèi)地企業(yè)的產(chǎn)品為例, P是0.013%,S是0.0069%,遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn),其它成分則沒有特殊的要求。顯然脫氧、硫、去夾雜是冶煉這個(gè)鋼的重點(diǎn)。蓖板的工作溫度從常溫到900度左右，主要損壞形式是氧化和磨損。實(shí)驗(yàn)的目的主要是提高耐熱蓖板鋼的高溫抗氧化能力。

2.試驗(yàn)鋼種為高錳鋼，常規(guī)成分為：

C  0.9-1.4%  S i 0.3-0.8%  Mn 11-14%  P ≤0.06%  S≤0.04%

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕�是使耐熱蓖板鋼硫含量達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后雙零以下，也就是0.010%以下。

4.對比樣品的硫含量數(shù)據(jù)：

      成分   C         S

     樣一   3.00%    0.0057%

     樣二   2.30%    0.0044%

     樣三   2.30%    0.0044%

二、原定試驗(yàn)渣料配比

根據(jù)中頻爐的工藝特點(diǎn)，制定了初步的渣料配比。原定渣料配比中，“一次加入量”為底渣加入，裝料前加在爐子底部�！岸�次加入量”為頂渣加入，“三次加入量”為出鋼前加入鋼包，進(jìn)行出鋼時(shí)鋼流在鋼包內(nèi)的混沖渣洗。

下表為渣料配比表：

三、試驗(yàn)過程描述

試驗(yàn)前原定方案為在爐內(nèi)加入第一、第二次渣料，第三次渣料為加入鋼包內(nèi)進(jìn)行鋼流沖渣渣洗，后吹氬1.5分鐘、靜置、開澆。但現(xiàn)場實(shí)際操作時(shí)，考慮到鋼包為冷包，害怕鋼水溫降大，造成鋼水凍包、結(jié)包底，且鋼包為混用，其他對磷、硫含量要求不高的鋼種（硫含量大于0.06%以上）也用同一個(gè)鋼包，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)干擾很大，所以臨時(shí)做了改變，三批渣料均在爐內(nèi)加入，重點(diǎn)試驗(yàn)過程脫硫率。試驗(yàn)爐型為0.5噸中頻爐，堿性鎂砂打結(jié)爐襯，現(xiàn)場無測溫設(shè)備，煉鋼工現(xiàn)場目測估溫，由于煉鋼工經(jīng)驗(yàn)良莠不齊，估溫偏差大，且溫降控制不好，影響了試驗(yàn)的效果，這也是本次試驗(yàn)的一個(gè)小缺憾，以后成規(guī)模生產(chǎn)低硫鋼時(shí)，一定要有測溫手段。

l 第一爐冶煉情況

第一爐為打結(jié)后使用第六爐。2014年4月4日下午15：10分開始裝料試驗(yàn)。裝料前按配方一、一次加入底渣，裝入廢鋼為軋鋼的切頭、切尾，視廢鋼熔化情況，逐漸加入，至17：17分加入的廢鋼全部熔化，總計(jì)加入量約450kg左右，渣層覆蓋、熔化良好，渣層隨溫度升高自然熔化，至17：25分左右，取渣樣、鋼樣后，使用除渣劑除渣，待渣層扒除干凈后在鋼液面上加入二次渣料。

一批渣渣樣

二次渣料加入前，在渣料中增加拌入碎硅鐵約200克左右，二次渣料為一次性覆蓋加在鋼液面上，利用鋼液升溫自然熔化、反應(yīng)，試驗(yàn)過程中，渣層熔化時(shí)間較長，渣層較粘稠，后期隨溫度升高，渣層化開后，持續(xù)時(shí)間5-8分鐘，開始取渣樣、鋼樣后17：50分扒渣。

二批渣渣樣

第三批渣料加入前，在渣料里又多加約200克碎硅鐵，渣料加入后，隨溫度升高，熔化較好。18：00左右吹氬，吹氬后取渣樣、鋼樣，隨后扒渣出鋼，結(jié)束試驗(yàn)。

三批渣渣樣

l 第二爐冶煉情況

第二爐加入渣料按配方二試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)緊接第一爐，熱爐子裝料試驗(yàn)。底渣加入前，爐底墊加約0.5kg硅鐵，隨后加入底渣，18：10開始廢鋼裝料試驗(yàn)。19：20左右加夠化清，最大功率送電，融化渣全程泡沫化程度較好，化渣情況優(yōu)于第一爐，7：35分取樣、扒渣。

一批渣渣樣

7：38分加入第二批渣料（其中補(bǔ)加碎硅鐵約500kg），渣層隨溫度升高自然融化。7：50分取樣、扒渣。

二批渣渣樣

7：52分加入第三批渣料（其中補(bǔ)加碎硅鐵約500kg）。三批渣料融化效果較差，原因除渣系的配比問題外，可能與二批渣扒渣時(shí)捕渣劑未清除干凈也有關(guān)系。8：01分吹氬、取樣、扒渣，吹氬后渣子粘稠、返干更厲害。

三批渣樣

l 第三爐冶煉情況

2014年4月7日，進(jìn)行了第三爐試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)對原配方一做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在底渣中多加了1kg的石灰、0.5kg的電石。11：35分開始裝料冶煉，13：22分廢鋼裝料結(jié)束，裝入量為450kg左右，開始大功率提溫融化。溫度升起后。渣況較為粘稠，期間加入一定量的螢石調(diào)渣，13：55取樣、扒渣。

一批渣樣

14：00加入二批渣料，在升溫化渣過程中，加入一定量的螢石幫助化渣，14：15分取樣、扒渣。

二批渣樣

14：18分加入三批渣料，三批渣料中補(bǔ)加0.5kg鎂粉，1kg脫硫渣，0.5kg堿。三批渣料融化較好，泡沫松散，流動性好。

三批渣樣

此爐由于化渣過程中渣子較為粘稠，螢石用量較大，總計(jì)約8-10kg，爐襯耐材渣層侵蝕較為嚴(yán)重。

l 第四爐冶煉情況

緊接上爐冶煉15：25開始加入底渣，裝料冶煉。此爐按配方二試驗(yàn)，底渣中補(bǔ)加1kg石灰，0.5kg螢石。16：30加夠，由于第三爐渣線侵蝕嚴(yán)重，此爐裝入量略減，裝入量約400kg。大功率提溫化渣，16：55分取樣、扒渣。

一批渣樣

16：59分在鋼液面上加入二批渣料（二批渣料將白灰去掉，加入1.5kg石灰、1kg鎂粉、1kg電石、1kg脫硫渣），大功率提溫化渣，期間加強(qiáng)渣層的攪拌，并以適量的螢石、石灰、電石粉調(diào)渣。二批渣反應(yīng)效果良好，渣層松散、泡沫渣流動性較好，17：35分取樣、扒渣。

二批渣樣

17：37分加入三批渣料，三批渣料未用原配方，改為加入4kg脫硫粉、1kg鎂粉、0.5kg堿。大功率提溫化渣，成渣效果較好，渣層流動性、泡沫化程度較好。5：47分取渣樣，5：50分吹氬，5：55分取鋼樣。

三批渣吹氬前                                  三批渣吹氬后

l 第五爐冶煉情況

    2014年4月11日，試驗(yàn)時(shí)，在前四爐的基礎(chǔ)上對渣料進(jìn)行了調(diào)整，圖示為第五爐（配比3）、第六爐（配比4）渣料配比：

圖示陰影部分為冶煉時(shí)進(jìn)行調(diào)渣使用的渣料，用量根據(jù)實(shí)際冶煉時(shí)熔渣融化的程度酌情予以添加。

第五爐、第六爐試驗(yàn)時(shí)，由于渣樣被水浸濕，已變性（電石渣，遇水粉化，產(chǎn)生大量氣泡，有濃烈乙炔氣味），未保存，但兩爐鋼渣況總體與第四爐類似。

第五爐試驗(yàn)按配比3加入渣料，冶煉前爐子為冷爐子，且渣線進(jìn)行了培補(bǔ)，此爐11：30分加入底渣，加純鈣線2kg后開始加入廢鋼，且邊加廢鋼，邊洪爐，純鈣線隨廢鋼溫度的升高，熔化前既有部分燒失，氧化燃燒明顯。13：15廢鋼加夠且表面熔化完，開始提溫還原。廢鋼加入量約450kg。一批渣熔化較好，邊升溫邊調(diào)渣，至13：35分扒渣、取樣。一批渣扒凈后增C約3kg。

13：39分分批加入二批渣料，二批渣料低溫下化渣困難（冷爐子溫降大），持續(xù)時(shí)間較長，期間以少量螢石和電石調(diào)渣，由于擔(dān)心爐襯侵蝕嚴(yán)重，此批渣料螢石用量較少，不足0.5kg。大功率送電提溫，溫度升起后化渣較好。14：20分測溫取樣時(shí)渣層返干，鋼水裸露。二批渣料除凈后，加入純鈣線約50cm。

14：25分加入三批渣料，視化渣情況分批加入，三批渣料由于加大了螢石和電石調(diào)渣的量，化渣效果較好，取樣前渣子流動性很好，取渣樣倒在鋼板上，自然鋪展,冷凝后厚度約0.5cm。14：50取樣、吹氬、扒渣。

l 第六爐冶煉情況

第六爐15：55分開始冶煉，加底渣，加純鈣線。由于是剛出完鋼的熱爐子，加第一塊廢鋼時(shí)，底渣中鈍化鎂粉和硅鈣線燃燒放熱明顯，有輕微噴爆，揚(yáng)塵嚴(yán)重。廢鋼17：05分加夠，開始提溫、化渣。隨溫度升高，視化渣情況，補(bǔ)加部分白灰、除塵灰和脫硫劑調(diào)渣，渣層熔化較好，17：28分取樣、扒渣。

17：31分加二批渣料，分批加入，期間視熔化情況酌情以螢石、電石、白灰和脫硫渣予以調(diào)渣，化渣情況良好。17：55扒渣、取樣，加三批渣料前增碳0.5kg。

17：58分加三批渣料，分批加入，調(diào)渣情況與二批渣類似。18：20分取樣、吹氬、扒渣。

四、過程分析

1、試驗(yàn)爐次成分匯總表如下：

2、試驗(yàn)爐次成分走勢圖如下：

根據(jù)總體試驗(yàn)爐次成分走勢可看出，本次試驗(yàn)通過渣料配比的調(diào)整，冶煉方法的改進(jìn)，脫硫率逐漸提高，尤其是底渣改進(jìn)后，脫硫率的提高。

3、底渣中鈍化鎂粉加入量與硫含量的關(guān)系如圖：

4、底渣中鈍化鎂粉加入量與硫含量的走勢圖如下：

根據(jù)底渣中鈍化鎂粉加入量與硫含量的變化走勢可以看出，隨著底渣中鈍化鎂粉用量的加大，脫硫率明顯提高。由此可見，鈍化鎂粉加入底渣的作用優(yōu)于頂渣，且加入量不宜過少，以底渣含量的10-15%為宜，少了底渣脫硫率低，增大了頂渣脫硫的壓力；量大了反應(yīng)太劇烈，有爆噴傷人的危險(xiǎn)。

5、在試驗(yàn)到第五爐時(shí)，對三批渣料的量做了增加。由原來3kg增至5kg,脫硫的量明顯比其他爐次大，由0.017%降到了0.013%。分析認(rèn)為，三批渣料的增加，使渣中Ls的量增大，明顯有利于脫硫。

6、第五爐二批渣料扒渣后，在鋼水裸露的情況下，刺入純鈣線約50cm,由于未加蓋直接刺入，鋼水反應(yīng)劇烈，有小噴濺。純鈣線的刺入，應(yīng)該強(qiáng)化了脫硫的效果。

五、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)由于受條件所限，未能完全按設(shè)想的試驗(yàn)過程進(jìn)行，現(xiàn)場做了適當(dāng)?shù)淖兺�，僅試驗(yàn)了爐子冶煉過程的脫硫情況。不過根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過程分析，按現(xiàn)有的條件，在中頻爐上將硫脫至0.010%一下，甚至更低是完全可以做到的。在以后的規(guī)�；�生產(chǎn)中，現(xiàn)有的工藝裝備需做一些小的改動，譬如加蓋、在爐底裝透氣轉(zhuǎn)等。現(xiàn)場必須要有測溫裝置，以便精確控溫。渣料的加入方式和調(diào)渣手段也可以簡化，以利于爐前工的掌握和操作。冶煉耐熱篦條鋼等對磷硫含量要求高的鋼種時(shí)，必須鋼包專用，只用于篦條鋼的生產(chǎn)，以便倒?fàn)t渣洗時(shí)達(dá)到渣洗的效果。

根據(jù)試驗(yàn)效果來看一下幾點(diǎn)很關(guān)鍵：

1、    以精煉爐除塵灰為基料的底渣配比由于以白灰（精煉爐白渣）為基料的底渣。

2、    底渣的配比一定要保證足夠的堿度，也就是石灰或鈍化石灰的量不能太少，加入的量參照渣系配比3。

3、    鈍化鎂粉用于中頻爐任然有很強(qiáng)的脫硫作用，以底渣含量的10-15%為宜，少了底渣脫硫率低，增大了頂渣脫硫的壓力；量大了反應(yīng)太劇烈，有爆噴傷人的危險(xiǎn)。

4、    調(diào)渣過程方法很多，不一定完全依賴螢石，否則爐襯侵蝕非常厲害，實(shí)際上根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，白灰、脫硫渣、電石都有很好的調(diào)渣作用。

5、    試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中頻爐冶煉過程溫度波動很大，控制不好，嚴(yán)重影響脫硫反應(yīng)，實(shí)際上單純鎂砂的熔點(diǎn)高達(dá)2800度以上，鎂砂打結(jié)的爐襯完全能夠耐受1700度以上的高溫，所配脫硫渣系的熔點(diǎn)遠(yuǎn)小于1700度，因此，脫硫化渣時(shí)必須大功率送電，使鋼水的溫度始終保持在最佳脫硫溫度狀態(tài)。

6、    鋼水冶煉過程中，還原渣的黏度嚴(yán)重影響脫硫的效果，試驗(yàn)表明，液化程度好，流動性好，渣中無固熔質(zhì)點(diǎn)，渣中的有效成分才能充分參與渣鋼界面之間的反應(yīng)，有利于脫硫。

7、    成渣過程，脫硫渣保持的時(shí)間也與脫硫效率有很大關(guān)系，流動性良好的還原渣，在中頻爐中至少要保持8-10分鐘以上，試驗(yàn)可見中頻爐的磁滯攪拌作用遠(yuǎn)非想象的那么好。

8、    還原渣形成后可人為的加強(qiáng)攪拌，加速脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。

9、    還原過程，在鋼水液面加蓋，將有利于還原氣氛的保持，有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。