1、无取向电工钢（硅钢）无取向电工钢（硅钢）生产流程生产流程SS、CC、NN的控制的控制钢铁研究总院钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心连铸技术国家工程研究中心仇圣桃2008.112008.11Central Iron & Steel Research Institute NERC-CCTNERC-CCTNERC-CCT 一、一、 C、S、 N对无取向电工钢的危害对无取向电工钢的危害 二、转炉流程生产无取向电工钢的关键工序二、转炉流程生产无取向电工钢的关键工序 三、铁水预处理工序三、铁水预处理工序 S、 N的控制的控制 四、转炉工序四、转炉工序C、S、 N的控制的控制 五、五、RH精炼工序精炼工序
2、C、S、 N的控制的控制 六、精炼后钢水六、精炼后钢水C、 N的控制的控制 七七 、LF精炼工序精炼工序C、S、 N的控制的控制目目 录录NERC-CCTNERC-CCT 电工钢中电工钢中CC对磁性能的影响对磁性能的影响钢中钢中C的作用：的作用：1、成品、成品C含量增加，碳化物也随之含量增加，碳化物也随之增加，磁感降低，铁损增加；增加，磁感降低，铁损增加；2、无取向电工钢要求：、无取向电工钢要求：C30ppm。一、一、 CC、SS、NN对无取向电工钢的危害对无取向电工钢的危害NERC-CCTNERC-CCT 电工钢中电工钢中SS对磁性能的影响对磁性能的影响 钢中钢中S含量增加，铁损增加，存在铁
3、损急剧增加的含量增加，铁损增加，存在铁损急剧增加的S含含量，由此，电工钢中量，由此，电工钢中S控制成分为小于控制成分为小于50ppm。NERC-CCTNERC-CCT 电工钢中电工钢中NN对磁性能的影响对磁性能的影响 N含量在含量在25ppm以上时，铁损急剧增加，由此，钢中以上时，铁损急剧增加，由此，钢中N含量控制应以含量控制应以25ppm为极限。为极限。NERC-CCTNERC-CCT 电工钢中电工钢中 MnMn 对磁性能的影响对磁性能的影响钢中钢中Mn的作用：的作用：1、形成、形成MnS，防止防止FeS引起的热脆；引起的热脆；2、扩大、扩大相区；相区；3、Mn/S10，保证良好热加工性能和
4、保证良好热加工性能和MnS粗化；粗化；4、改善组织和织构。、改善组织和织构。NERC-CCTNERC-CCT 电工钢中电工钢中AlAl对磁性能的影响对磁性能的影响钢中钢中Als的作用：的作用：1、Als0.15%,其作用与其作用与Si的作用相同，提高的作用相同，提高值，缩小值，缩小相区，相区， 促进晶粒长大，粗化促进晶粒长大，粗化AlN，改善织构，减轻时效；改善织构，减轻时效；2、Als在在50140ppm，P15显著增加；显著增加；3、 Als30ppm， P15显著降低；显著降低；NERC-CCTNERC-CCT二、转炉流程生产无取向电工钢的关键工序二、转炉流程生产无取向电工钢的关键工序关
5、键工序与任务：v 铁水预处理工序，脱S、控制N；v 转炉冶炼工序，脱C、脱N、控S；v RH 精炼工序，脱C、脱S、控N；v 连铸工序，控C、控N、控S。NERC-CCTNERC-CCT钢钢 种种铁水脱硫铁水脱硫转炉转炉控硫控硫出钢出钢脱硫脱硫真空深真空深脱硫脱硫深深浅浅中低牌号无取向硅钢S 60 ppm高牌号无取向硅钢S 50 ppm 转炉流程脱硫工序的选择转炉流程脱硫工序的选择NERC-CCTNERC-CCT三、铁水预处理工序三、铁水预处理工序 SS、NN的控制的控制3.1 铁水预处理脱铁水预处理脱S3.2 铁水预处理控铁水预处理控NNERC-CCTNERC-CCT1）铁水脱硫的优点: 铁
6、水中碳、硅含量高，提高了硫的反应能力，从而有利于脱硫； 铁水中氧含量低，提高了渣铁之间的硫分配比，脱硫效率高； 铁水脱硫因其较好的动力学条件，脱硫剂利用率高，而且脱硫速度快； 铁水脱硫费用低，如高炉、转炉、炉外精炼每脱除1kg硫，其费用分别约为铁水脱硫的2.5倍、16倍和6倍。3.1 3.1 铁水预处理脱铁水预处理脱SSNERC-CCTNERC-CCT2）铁水脱硫的方法 铁水脱硫可分为四大类： 投入法投入法( (铺撒法铺撒法) ) 铁水容器转动法铁水容器转动法( (摇包法摇包法) ) 机械搅拌法机械搅拌法(KR(KR法法) ) 喷吹法喷吹法( (鱼雷罐、铁水鱼雷罐、铁水包包) )3）当前最常用
7、的铁水脱硫方法 机械搅拌法机械搅拌法(KR)(KR)与喷吹法与喷吹法: : KRKR日本、韩国等亚洲国家日本、韩国等亚洲国家 喷吹法喷吹法俄罗斯、中国等国家俄罗斯、中国等国家NERC-CCTNERC-CCT4）常用铁水脱硫剂 碳化钙系脱硫剂碳化钙系脱硫剂 CaCCaC2 2脱硫的基本反应式：脱硫的基本反应式： CaCCaC2 2+S=CaS(s)+2C+S=CaS(s)+2C CaCCaC2 2脱硫能力较强。在动力学条件较好时，最低脱硫能力较强。在动力学条件较好时，最低SS可达可达 0.001%0.001%，广泛用于机械搅拌和喷吹脱硫方法；，广泛用于机械搅拌和喷吹脱硫方法； 提高脱硫速度的主要
8、措施包括：减小提高脱硫速度的主要措施包括：减小CaCCaC2 2粒度、强化搅拌、粒度、强化搅拌、提高铁水温度等；提高铁水温度等； 添加适量的碳和添加适量的碳和CaCOCaCO3 3等成份，形成复合等成份，形成复合CaCCaC2 2脱硫剂，有利于脱硫剂，有利于提高脱硫效率。提高脱硫效率。 主要缺点：主要缺点： 易吸水，运输和存贮需要采取特殊安全措施；易吸水，运输和存贮需要采取特殊安全措施； 比较昂贵比较昂贵; ; 脱硫渣对环境污染较大。脱硫渣对环境污染较大。NERC-CCTNERC-CCT 石灰系脱硫剂 CaOCaO脱硫的基本反应式：脱硫的基本反应式： CaO(s)+SCaO(s)+S=CaS(
9、s)+OCaS(s)+O 纯纯CaOCaO的脱硫能力低于的脱硫能力低于CaC2CaC2，脱硫速度慢，脱硫效果不稳脱硫速度慢，脱硫效果不稳定；定； 添加适量添加适量C C等反应促进剂，形成复合石灰系脱硫剂，提高等反应促进剂，形成复合石灰系脱硫剂，提高脱硫效率；脱硫效率； 提高脱硫效率的主要措施：提高脱硫效率的主要措施： 加大搅拌加大搅拌 增大反应面积增大反应面积 提高铁水温度提高铁水温度 适用于适用于KRKR机械搅拌脱硫工艺机械搅拌脱硫工艺NERC-CCTNERC-CCT 金属镁脱硫 金属镁脱硫的基本反应式：金属镁脱硫的基本反应式： Mg(g)+S=Mg(g)+S=MgS(sMgS(s) ) 主
10、要优点：主要优点： 脱硫能力强，速度快，脱硫后渣量少、铁损少、热损少；脱硫能力强，速度快，脱硫后渣量少、铁损少、热损少； 脱硫反应为放热过程，适应温低铁水脱硫。脱硫反应为放热过程，适应温低铁水脱硫。 主要缺点：主要缺点： 价格昂贵，容易挥发。价格昂贵，容易挥发。 措施：措施： 制作成钝化镁粒；制作成钝化镁粒； 添加添加CaOCaO进行复合喷吹。进行复合喷吹。 广泛用于喷吹法脱硫工艺广泛用于喷吹法脱硫工艺NERC-CCTNERC-CCT某厂某厂100100吨铁水罐喷吹颗粒镁脱硫吨铁水罐喷吹颗粒镁脱硫主要设计参数主要设计参数 参 数指 标脱硫年处理能力/万ta1164脱硫日处理能力/罐64铁水罐装
11、载能力/t98110铁水罐有效自由空间/mm800(108t时)喷吹罐容积/m30.52喷吹压力/MPa0.30.5喷吹流量/Nm3min13060喷吹速度/kgmin16155）铁水脱硫实例介绍NERC-CCTNERC-CCT脱硫效果：脱硫效果：o S0.005%S0.005%的比例达到的比例达到9.92%9.92%；o SS平均为平均为0.003%0.003%；o SS最低可控制最低可控制到到0.002%0.002%以下；以下；o “深脱深脱”的平均脱硫率达到的平均脱硫率达到90%90%。 NERC-CCTNERC-CCT1) 氮在铁中的溶解 在一定温度，在一定温度，1atm1atm大气压
12、下，大气压下，NN在钢中存在形式：在钢中存在形式： 自由状态的氮原子，自由状态的氮原子， 间隙固溶体；间隙固溶体； 化合物状态的氮原子，化合物状态的氮原子，AlNAlN、TiNTiN、ZrNZrN、VNVN、FeFe4 4N N。3.2 3.2 铁水预处理控铁水预处理控NN2）影响氮在钢中溶解度的元素v 铁的状态或晶体结构；铁的状态或晶体结构；v 温度与氮气分压；温度与氮气分压；v 合金元素含量。合金元素含量。NERC-CCTNERC-CCT 氮在氮在-Fe、 Fe、 Fe、液态铁中的溶解度液态铁中的溶解度氮在氮在铁液中的溶解度铁液中的溶解度氮在铁氮在铁中的溶解度中的溶解度 铁的状态或晶体结构
13、对氮的溶解度的影响铁的状态或晶体结构对氮的溶解度的影响 NERC-CCTNERC-CCTC、Si：降低溶解度；Nb、V、Cr、Mn、Zr、Ti、Al：增加溶解度；Mo、Ni、Co ：影响不大。 合金元素含量对氮在铁液中溶解度的影响合金元素含量对氮在铁液中溶解度的影响NERC-CCTNERC-CCT 低低氮氮铁水的获得铁水的获得铁水铁水N含量：含量：3040ppm低氮铁水的措施：低氮铁水的措施：v 高炉顺行；v 高温；v 高锰；v 高硅。NERC-CCTNERC-CCT四、四、转炉工序转炉工序CC、SS、 NN的控制的控制4.14.1 转炉冶炼工序脱转炉冶炼工序脱CC4.24.2 转炉冶炼工序脱
14、转炉冶炼工序脱NN4.34.3 转炉冶炼工序控转炉冶炼工序控SSNERC-CCTNERC-CCT4.1 4.1 转炉冶炼工序脱转炉冶炼工序脱CC 转炉终点碳、氧的控制：转炉终点碳、氧的控制： 根据根据RHRH真空脱碳原理，要求处理前初始钢水的真空脱碳原理，要求处理前初始钢水的CC和和OO应达到一定的范围，以求最佳脱碳效果。应达到一定的范围，以求最佳脱碳效果。 对于生产成品对于生产成品C30ppmC30ppm的的电工钢来说，电工钢来说， RHRH真真空脱碳的最佳含量：空脱碳的最佳含量： CC：0.030.030.040.04； OO：600ppm600ppm700ppm700ppm。 NERC-
15、CCTNERC-CCT 氮在渣中的存在形式：v 自由氮离子，自由氮离子，NN代替代替OO；v 化合氮离子，化合氮离子，NN-4-4 代替代替OO-2-2 4.2 4.2 转炉冶炼工序脱转炉冶炼工序脱NN 转炉顶低复合吹炼：转炉顶低复合吹炼： 形成形成COCO、O O2 2气泡、惰性气体气泡、惰性气体ArAr气气泡为氮的去除创造良好条件；泡为氮的去除创造良好条件； 转炉终点氮含量可达：转炉终点氮含量可达：101015ppm15ppm。新日铁八幡厂氧气转炉炼钢过程新日铁八幡厂氧气转炉炼钢过程N的变化的变化NERC-CCTNERC-CCT 氧气流量对转炉终点氧气流量对转炉终点NN的影响的影响 渣层厚
16、度对转炉终点渣层厚度对转炉终点NN的影响的影响NERC-CCTNERC-CCT 尽可能提高入炉铁水温度，缩短废钢熔化时间，尽可能提高入炉铁水温度，缩短废钢熔化时间，保证炉渣脱硫反应的时间；保证炉渣脱硫反应的时间； 铁水残渣带入硫量占总硫量的铁水残渣带入硫量占总硫量的8%8%12%12%，扒渣时，扒渣时应尽量扒尽，应保证较高的终渣碱度应尽量扒尽，应保证较高的终渣碱度(R=4.4)(R=4.4)、较低的终渣较低的终渣( (FeOFeO)()(不大于不大于16.40%)16.40%)及适宜的终点温及适宜的终点温度度(t1680)(t1680)，以增强炉渣脱硫能力；以增强炉渣脱硫能力； 控制转炉残留渣
17、量，应考虑停止溅渣控制转炉残留渣量，应考虑停止溅渣1 12 2炉后炉后再冶炼，在炉况允许的情况下，连续冶炼电工再冶炼，在炉况允许的情况下，连续冶炼电工钢时也应该停止溅渣；钢时也应该停止溅渣； 造渣材料要满足低硫要求。造渣材料要满足低硫要求。4.3 4.3 转炉冶炼工序控转炉冶炼工序控SS1 1）转炉吹炼过程转炉吹炼过程“回硫回硫”的控制的控制NERC-CCTNERC-CCT2 2）影响转炉）影响转炉“回硫回硫”的因素分析的因素分析入炉铁水S对S的影响-0.03-0.02-0.0100.010.020.0300.010.020.030.040.050.06铁水S,%S，铁水脱铁水脱SS扒渣对回硫
18、的影响扒渣对回硫的影响入炉铁水入炉铁水SS对回硫的影响对回硫的影响废钢种类对回硫的影响废钢种类对回硫的影响石灰中石灰中SS对回硫的影响对回硫的影响NERC-CCTNERC-CCT3 3）控制转炉回硫的主要措施）控制转炉回硫的主要措施v扒除脱硫后铁水面上的脱硫渣；v选用低硫废钢；v控制转炉炉料中硫含量，严格相关技术标准；v选择回硫稳定的脱硫工艺。NERC-CCTNERC-CCT五、五、RHRH精炼工序精炼工序CC、SS、 NN的控制的控制 5.1 RH脱碳技术脱碳技术5.2 RH脱硫技术脱硫技术5.3 RH处理控氮处理控氮部分内容源于余志祥教授讲学NERC-CCTNERC-CCT5.1 RH5.
19、1 RH脱碳技术脱碳技术 真空条件下脱碳行为的特点：真空条件下脱碳行为的特点： 决定真空脱碳速度的主要参数之一是体积传质系数决定真空脱碳速度的主要参数之一是体积传质系数a ak k，与真空室截面与真空室截面(Av)(Av)、钢水循环量钢水循环量(Q)(Q)及钢水碳含量及钢水碳含量( (CvCv) )成成正比：正比：a ak k A Av v0.32 . 0.32 . Q Q1.17 . 1.17 . C Cv v1.481.48； RHRH真空脱碳速度的限制环节是钢水侧碳和氧的传质阻力，真空脱碳速度的限制环节是钢水侧碳和氧的传质阻力，由碳扩散向氧扩散转变的临界条件为由碳扩散向氧扩散转变的临界条
20、件为： 当钢水当钢水C0.05%C0.05%进行脱碳时进行脱碳时, ,脱碳速度的限制性环节为脱碳速度的限制性环节为碳在钢液侧的扩散，反应速率可表达为碳在钢液侧的扩散，反应速率可表达为: :66.0%OC)%(%PCCDVFdtCdNERC-CCTNERC-CCT 脱碳影响因素的分析插入管供气流量90Nm3/h05010015020025030035005101520处理时间(min)C(ppm)550mm650mm720mm750mm插入管直径对脱碳速度的影响：插入管直径对脱碳速度的影响： 脱碳速度随插入管内径的增大而增大；脱碳速度随插入管内径的增大而增大；循环量循环量Q与插入管内径与插入管内
21、径d4/3成正比。最大限度成正比。最大限度延长内径为延长内径为700750mm的时间段。的时间段。真空降压制度对脱碳的影响真空降压制度对脱碳的影响 快速降压可加大脱碳速度；快速降压可加大脱碳速度； 其脱碳速度增大主要体现在脱碳的前其脱碳速度增大主要体现在脱碳的前5分钟内。分钟内。不同插入深度下的脱碳曲线不同插入深度下的脱碳曲线05101520020406080100120140160180200220240 C,ppm脱碳时间 ，min 550mm 650mm 750mm不同浸渍管径下脱碳比较不同浸渍管径下脱碳比较650mm内径，供气流量90Nm3/h050100150200250300051
22、01520处理时间(min)C(ppm)原操作快速降压快速降压前后的降碳曲线快速降压前后的降碳曲线NERC-CCTNERC-CCT 改进真空脱碳效果的措施1 1）提高抽气速度，实行真空快速降压，提高脱碳速度；）提高抽气速度，实行真空快速降压，提高脱碳速度；2 2）尽可能加大插入管直径，加大驱动气体流量，增大钢水循环量，提高脱碳）尽可能加大插入管直径，加大驱动气体流量，增大钢水循环量，提高脱碳速度；速度；3 3）强制（吹氧）脱碳。）强制（吹氧）脱碳。效果：效果：RH真空脱碳可在真空脱碳可在1520分钟之内，分钟之内，将钢水中的碳降低到将钢水中的碳降低到(1015)10-6 。最佳。最佳脱碳效果可
23、达脱碳效果可达10ppm。强制（吹氧）脱碳的特点：强制（吹氧）脱碳的特点：可提高初始可提高初始C，达到，达到0.040.06%；可降低初始可降低初始O，降至，降至250 400ppm。脱碳速度比传统脱碳速度比传统RH脱碳快。脱碳快。RH、RHKTB工艺脱碳曲线工艺脱碳曲线改进前后的降碳曲线改进前后的降碳曲线NERC-CCTNERC-CCTv 保证真空系统的密封性，确保处理过程的真空度不变；保证真空系统的密封性，确保处理过程的真空度不变；v 气体流量调节由小到大，防止处理过程喷溅；气体流量调节由小到大，防止处理过程喷溅；v 控制钢水温度，控制真空室的烘烤；控制钢水温度，控制真空室的烘烤；v 减少
24、处理过程温降。处理过程中通常每减少处理过程温降。处理过程中通常每5 5分钟测温一次，分钟测温一次，以判断温降及钢液循环情况。以判断温降及钢液循环情况。 RH脱碳在操作中需注意的几个问题NERC-CCTNERC-CCT5.2 RH5.2 RH脱硫技术脱硫技术 RHRH脱硫基础脱硫基础aSaCaOaSaCaSKRHRH脱硫的化学反应平衡式为：脱硫的化学反应平衡式为： (CaO)+ S= (CaS) + O 脱硫的条件：脱硫的条件： CaO的活度高；的活度高； 氧的活度低；氧的活度低； 渣碱度高，提高渣的硫渣碱度高，提高渣的硫容量。容量。对于铝脱氧电工钢钢水，其基本反应式为：对于铝脱氧电工钢钢水，其
25、基本反应式为： 3(CaO)+2Al+3S=(Al2O3)+3(CaS)优势：优势： 铝参与脱硫反应速度快铝参与脱硫反应速度快 在石灰粒子表面生成铝酸盐，可提高石灰在石灰粒子表面生成铝酸盐，可提高石灰的硫容量和脱硫效率；的硫容量和脱硫效率； 可使钢中可使钢中S脱至脱至 0.001%； RH脱硫反应的限制性环节是钢液一侧边脱硫反应的限制性环节是钢液一侧边界层中的硫向氧化钙表面扩散；界层中的硫向氧化钙表面扩散；脱硫速度可表示为：脱硫速度可表示为： 脱硫速度取决于：脱硫速度取决于： 渣的硫容量渣的硫容量 影响质量传输系数的搅拌能影响质量传输系数的搅拌能 在在RH真空精炼条件下，借助于上升管的真空精炼
26、条件下，借助于上升管的驱动氩气，使进入真空室内的钢液形成乳化驱动氩气，使进入真空室内的钢液形成乳化液态区，极大地扩大了表面积；液态区，极大地扩大了表面积； 另一方面，钢液经下降管以一定速度返另一方面，钢液经下降管以一定速度返回钢包中，加速钢液搅拌，其搅拌能与钢包回钢包中，加速钢液搅拌，其搅拌能与钢包底吹氩气搅拌能相当，可达底吹氩气搅拌能相当，可达200瓦瓦/吨钢吨钢eSSSKVAdtSd%良好的热力学和动力学条件，显示了良好的热力学和动力学条件，显示了RH在脱硫方面的优势！在脱硫方面的优势！NERC-CCTNERC-CCT RH脱硫实际操作中需讨论的问题不同不同CaO系渣的系渣的Cs1）脱硫剂
27、的选择）脱硫剂的选择 选择选择CaO-CaF2脱硫率最高，脱硫率最高，CaO与与CaF2比例以比例以6：4为宜。为宜。2）对钢包渣的要求）对钢包渣的要求 钢包渣中氧势越高，硫分配比越低钢包渣中氧势越高，硫分配比越低钢水回硫量随钢渣氧势的升高而增大。钢水回硫量随钢渣氧势的升高而增大。CaO-CaF2 的相图的相图NERC-CCTNERC-CCT3）脱硫时机的选择）脱硫时机的选择 钢中钢中O越高，则脱硫效率越低。因此，脱越高，则脱硫效率越低。因此，脱硫的时机应选择在：硫的时机应选择在： 钢水脱氧后；钢水脱氧后； 钢水进行钢水进行合金化后。合金化后。4）脱硫剂消耗对脱硫率的影响）脱硫剂消耗对脱硫率的
28、影响 脱硫率随脱硫剂消耗的上升而提高，最高脱硫率随脱硫剂消耗的上升而提高，最高脱硫率达脱硫率达83.3%，最低，最低S为为0.001%。5）钢水温度对脱硫率的影响）钢水温度对脱硫率的影响 脱硫率随脱硫率随RH处理钢水温度的上升而提高。处理钢水温度的上升而提高。脱硫剂消耗对脱硫率的影响02040608010002468脱硫剂加入量,kg/t钢脱硫率,% RHRH脱硫需要注意的问题：脱硫需要注意的问题： 钢液温度损失。当添加钢液温度损失。当添加1.5kg/t.钢脱硫剂时，钢脱硫剂时，温度降低温度降低5； 对耐材侵蚀速度加快，平均达对耐材侵蚀速度加快，平均达到每炉到每炉1.11mm。NERC-CCT
29、NERC-CCT RH RH脱硫的效果脱硫的效果1 1）国内某厂利用）国内某厂利用RHRH工艺生产高牌号无取工艺生产高牌号无取向硅钢时，成品中向硅钢时，成品中SS含量稳定控制在含量稳定控制在10 10 ppmppm以下。以下。2 2）新日铁某厂利用）新日铁某厂利用RH-PBRH-PB工艺生产超低工艺生产超低硫钢，脱硫剂采用硫钢，脱硫剂采用1:11:1的的CaO-CaFCaO-CaF2 2，脱硫，脱硫剂添加速度剂添加速度maxmax300kg/min300kg/min，氩气流量：，氩气流量：1666.7NL/min1666.7NL/min，处理，处理20min20min，可使，可使SS由由202
30、030 30 ppmppm降至降至5 5 ppmppm。3 3）新日铁另一钢厂采用）新日铁另一钢厂采用RH-RH-喷吹法，采喷吹法，采用用6:4 6:4 CaO-CaF2+(10%15%)MgO，添加，添加速度速度100kg/min100kg/min，氩气量，氩气量max3500NL/minmax3500NL/min，处，处理理20min20min，使，使SS由由2020ppm57ppm57ppm降至降至5 5 ppmppm。NERC-CCTNERC-CCT5.3 RH5.3 RH处理控处理控NN对于低碳、低氮钢液，对于低碳、低氮钢液，工艺很难进行有效的脱氮！工艺很难进行有效的脱氮！获得超低氮
31、钢的方法：获得超低氮钢的方法： 炼钢过程最大程度地脱炼钢过程最大程度地脱N； 炼钢后最大程度地控炼钢后最大程度地控N。钢液的脱氮方式：钢液的脱氮方式： 熔渣脱氮熔渣脱氮 气泡脱氮；气泡脱氮； 真空脱氮。真空脱氮。 真空处理是减少和控制钢中氮主要真空处理是减少和控制钢中氮主要手段，为增加氮在钢中传质系数、加大手段，为增加氮在钢中传质系数、加大钢渣反映界面积，应该采用真空吹氩同钢渣反映界面积，应该采用真空吹氩同时进行时进行。NERC-CCTNERC-CCT6.1 精炼后钢水增碳的控制精炼后钢水增碳的控制6.2 精炼后钢水增氮的控制精炼后钢水增氮的控制六、精炼后钢水六、精炼后钢水CC、 NN的控制的
32、控制NERC-CCTNERC-CCT6.1 6.1 精炼后钢水精炼后钢水CC的控制的控制 钢水增碳的控制钢水增碳的控制0246810121416脱碳终点C真空结束CCC (ppm)1）控制脱碳过程中从真空室结瘤残钢的增碳；）控制脱碳过程中从真空室结瘤残钢的增碳； 2）控制冷却废钢的增碳；）控制冷却废钢的增碳；3）控制合金的增碳；）控制合金的增碳；通过上述措施增碳可控制在：通过上述措施增碳可控制在：12ppm 连铸过程的增碳连铸过程的增碳 1）钢包衬砖对增碳的影响）钢包衬砖对增碳的影响 AL-Mg-C砖罐和低碳砖罐钢水增碳情况，钢包采砖罐和低碳砖罐钢水增碳情况，钢包采用无碳砖是十分重要的措施，可
33、控制增碳用无碳砖是十分重要的措施，可控制增碳1ppm；2） 中包覆盖剂对增碳的影响中包覆盖剂对增碳的影响 中包覆盖剂的碳含量高低直接影响钢水增碳。因中包覆盖剂的碳含量高低直接影响钢水增碳。因此必须选用无碳中包渣，使增碳此必须选用无碳中包渣，使增碳1ppm。3） 浸入式水口增碳的控制浸入式水口增碳的控制 选用低碳无硅复合水口可控制增碳选用低碳无硅复合水口可控制增碳1.5ppm。 通过上述各项措施，使真空脱碳结束至连铸坯的通过上述各项措施，使真空脱碳结束至连铸坯的总的增碳可控制在总的增碳可控制在610ppm。 增碳量（ppm） AL-Mg-C砖罐 6.7无碳砖罐 0.4中包渣1 中包渣2 保护渣碳
34、含量，% 4.00.1 钢水增碳，10-6 3.90.13.81.101234普通铝碳质水口低碳无硅复合水口ppmNERC-CCTNERC-CCT6.2 6.2 精炼后钢水精炼后钢水NN的控制的控制连铸过程控制二次吸氮的措施：连铸过程控制二次吸氮的措施：1）大包到中间包使用长水口，连接处采用氩气密封；）大包到中间包使用长水口，连接处采用氩气密封；2） 中间包到结晶器使用浸入式水口和保护渣。中间包到结晶器使用浸入式水口和保护渣。NERC-CCTNERC-CCT7.1 LF精炼工序脱精炼工序脱S7.2 LF精炼工序控精炼工序控N七、七、 LFLF精炼工序精炼工序 SS、CC、NN的的控制控制NER
35、C-CCTNERC-CCT7.1 LF7.1 LF精炼脱精炼脱SS钢包炉脱硫效果受制于三因素：钢包炉脱硫效果受制于三因素： 钢液的充分脱氧和炉渣尽可能低的氧势；钢液的充分脱氧和炉渣尽可能低的氧势； 高碱度钢包渣，良好的流动性，高硫容量；高碱度钢包渣，良好的流动性，高硫容量； 良好的搅拌及升温和温度控制。良好的搅拌及升温和温度控制。NERC-CCTNERC-CCTLs与渣碱度关系图与渣碱度关系图010203040506070803.53.73.94.14.34.54.74.9碱度Ls 炉渣的氧势炉渣的氧势(FeO%+MnO%)随着炉渣氧势的提高，硫的钢、渣分配系数随着炉渣氧势的提高，硫的钢、渣分
36、配系数(Ls)及脱硫率下降。及脱硫率下降。深脱硫的钢种要求渣中深脱硫的钢种要求渣中FeO+MnO 1%。 钢包渣的碱度钢包渣的碱度 钢包渣的主要成份：钢包渣的主要成份： CaO, SiO2, Al2O3, MgO, CaF2, FeO, MnO 硫的分配系数硫的分配系数(Ls)和脱硫率随着钢包渣碱度提高而提高。和脱硫率随着钢包渣碱度提高而提高。 当以当以CaO/(SiO2+Al2O3) 表示碱度时，应为表示碱度时，应为1.35 3.0 钢包渣流动性钢包渣流动性 钢包渣的流动性以钢包渣的流动性以CaO/(SiO2*Al2O3) 为渣指数来表示为渣指数来表示 钢水温度钢水温度 脱硫率随钢水温度的提
37、高而提高脱硫率随钢水温度的提高而提高 影响钢包炉脱硫的因素分析影响钢包炉脱硫的因素分析Ls与渣中氧势关系图与渣中氧势关系图0246810121416012345FeO+MnO(%)Ls渣指数与分配比关系图渣指数与分配比关系图010203040506070800.20.250.30.350.4渣指数渣指数LsNERC-CCTNERC-CCT 钢包炉脱硫的主要措施：钢包炉脱硫的主要措施：根据对以上各种因素的分析，应在实际操作中采取根据对以上各种因素的分析，应在实际操作中采取以下各项对策和措施，以保证钢包炉脱硫获得理想以下各项对策和措施，以保证钢包炉脱硫获得理想效果效果 。 钢液充分脱氧，钢液充分脱
38、氧，O 5ppm； 出钢挡渣，控制下渣量出钢挡渣，控制下渣量 50 mm(厚度厚度)； 使用炉渣改质剂，进行炉渣初脱氧；使用炉渣改质剂，进行炉渣初脱氧； 快速升温化渣，形成一定碱度和流动性的脱硫快速升温化渣，形成一定碱度和流动性的脱硫渣；渣； 升温成渣后期添加部分铝丸，对炉渣进行脱氧；升温成渣后期添加部分铝丸，对炉渣进行脱氧； 电工钢处理，电工钢处理， 控制渣中控制渣中% (FeO + MnO) 1%NERC-CCTNERC-CCT7.2 LF 7.2 LF 防止增氮的措施防止增氮的措施1）采用埋弧加热；）采用埋弧加热；2）控制炉内气氛；）控制炉内气氛；3）提高供电功率、减少通电时间；）提高供电功率、减少通电时间；4）合理控制吹氩强度；）合理控制吹氩强度；5）采用中空电极，降低电弧空洞处氮气分压。）采用中空电极，降低电弧空洞处氮气分压。
