提高鋼水潔凈度,即大大降低吹煉終點(diǎn)時(shí)的各種夾雜物含量,要求S低于0.005%;P低于0.005%,N低于20ppm。提高化學(xué)成分及溫度給定范圍的命中精度,為此采用復(fù)合吹煉、對熔池進(jìn)行高水平攪拌并采用現(xiàn)代檢測手段及控制模型。減少補(bǔ)吹爐次比例,降低噸鋼耐材消耗。
鐵水預(yù)處理對改進(jìn)轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)及提高鋼的質(zhì)量有著十分重要的作用。美國及西歐各國鐵水預(yù)處理只限于脫硫,而日本鐵水預(yù)處理則包括脫硫、脫硅及脫磷。例如1989年日本經(jīng)預(yù)處理的鐵水比例為:NKK公司京濱廠為55%,新日鐵君津廠為74%,神戶廠為85%,川崎千葉廠為90%。
日本所有轉(zhuǎn)爐鋼廠,美國、西歐各國的幾十家鋼廠以及其它國家的所有新建鋼廠,在轉(zhuǎn)爐上都裝有檢測用的副槍,在預(yù)定的吹煉時(shí)間結(jié)束前的幾分鐘內(nèi)正確使用此槍可保證極高的含碳量及鋼水溫度命中率,使90%-95%的爐次都能在停吹后立即出鋼,即無需再檢驗(yàn)化學(xué)成分,當(dāng)然也就無需補(bǔ)吹。此外,這也使產(chǎn)量提高,使補(bǔ)襯磨損大大減少。
復(fù)合吹煉能促進(jìn)各項(xiàng)冶煉參數(shù)穩(wěn)定,因而在許多國家得到推廣。80年代初期誕生于盧森堡和法國的LBE煉鋼法,除原型方案外,相繼演化出一系列派生工藝,有20多種名稱,例如:STB、LD—KC、BAP、TBM、LD—OTB、LD—CB、K—BOP、K—OBM、LET等。無論是LBE原型,還是各派生工藝,實(shí)踐證明它們有其各自的優(yōu)勢。LBE、LD—KC、BAP、TBM這些方法實(shí)際無差別—都是爐頂吹氧及經(jīng)爐底噴人氬氣。還有一些方法是從爐底輸入一氧化碳、二氧化碳、氧氣。各種復(fù)合吹煉工藝可用以下數(shù)字(轉(zhuǎn)爐座數(shù))說明其推廣情況。1983年63座,1988年140座,1990年228座。奧地利、澳大利亞、比利時(shí)、意大利、加拿大、盧森堡、葡萄牙、法國、瑞士、韓國等這些國家全部或幾乎全部轉(zhuǎn)爐都采用復(fù)合吹煉。
單純底吹的氧氣煉鋼法(Q—BOP、OBM、LWS)未能推廣。1983年運(yùn)行的這類轉(zhuǎn)爐有26座,而到1990年只剩下18座。
日本采用所謂的吹洗法,即在爐頂吹氧結(jié)束時(shí),接著從爐底吹氬,使鋼水中碳含量達(dá)到0.01%。這對汽車用鋼、薄板用鋼及電工用鋼的冶煉尤為重要。
值得注意的是,日本正在開發(fā)復(fù)合吹煉條件下調(diào)控冶煉過程用的新方法及新設(shè)備。其中有利用爐頂氧槍里的光纜隨吹煉進(jìn)程連續(xù)監(jiān)測鋼中錳含量;利用裝于爐底的光纖傳感器以及利用所排氣體信息連續(xù)監(jiān)測鋼水溫度;并在進(jìn)行噴濺預(yù)測及預(yù)防方面的研究。
神戶制鋼公司開發(fā)的噴濺預(yù)測是以頂吹氧槍懸吊系統(tǒng)的檢測為基礎(chǔ)。日本NKK公司京濱廠是通過對出鋼口的監(jiān)測來減輕噴濺。當(dāng)熔渣猛烈上浮時(shí),視頻信號發(fā)出往爐內(nèi)添煤或石灰石的指令。比較好用的材料(從平息熔池的時(shí)間來說)是煤。
轉(zhuǎn)爐爐襯壽命是極為重要的課題。日本、美國及西歐各國資料分析表明,影響爐襯磨損的各項(xiàng)冶煉參數(shù),例如后期渣氧化度、堿度及吹煉終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度,各國鋼廠之間并無大的差別。只有通過用副槍檢測方可將對爐襯最為有害的后吹時(shí)間從10-15min減少到1-3min及消除補(bǔ)吹。
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