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煉鋼過(guò)程中各類鐵合金的加入(rù)順序
鐵合金的加入順序(xù)是首先加入脫氧能力弱的,然後加(jiā)人脫(tuō)氧(yǎng)能力較(jiào)強的。合金一般在扒渣結束以後,增碳操作完成,加入部分渣料(liào)造還原渣以(yǐ)後開(kāi)始加入。不同合金的加入要求分(fèn)別如下:
(1)矽鐵的加入
在(zài)冶煉矽鋼或彈簧鋼及耐熱鋼時,需(xū)加入大量矽鐵進行合金化、所加(jiā)入的矽鐵必須長時間烤紅。主要原因是矽鐵中含有較多的氫氣(qì),烤紅(hóng)後可去除,而且預熱矽鐵也可加速熔化;此外,由於(yú)矽(guī)鐵較輕,大量加入爐內時,必然有(yǒu)一部(bù)分矽與爐渣起脫氧作用,生成酸性產物二(èr)氧化矽,降低了(le)局部爐渣的堿度,這樣對鋼的質量是不利(lì)的。為了(le)防止這種情況的產生,在加矽鐵的前後要加入適(shì)量的石灰,以保持爐渣堿度,並用大電壓送電幾分鍾,使爐渣熔化和反應良好,成為均勻的白渣。矽鐵的回收率在90%- 98%之間。
在(zài)精煉中,當化學成分調整好後,溫(wēn)度適當(dāng),渣子良好,這時就可以加(jiā)入矽鐵。加入以後在10-25min之內出鋼。如果時間太短,矽鐵來(lái)不及完全熔(róng)化,而且矽在(zài)鋼內分(fèn)布也不均勻。如時(shí)間太長,容(róng)易(yì)使鋼液吸收氣體,影響鋼的質量(liàng)。
(2)錳鐵的加入
錳(měng)鐵在(zài)造還原渣的同(tóng)時就可(kě)以加入,錳的成(chéng)分(fèn)控製一般第一次控製在成(chéng)分(fèn)的下限。錳鐵的回收率在95%以上。
(3)銅的(de)加入
冶煉耐候鋼時,銅在鋼中能提高鋼的(de)淬透性和耐腐蝕性能,鋼中(zhōng)的銅不易(yì)氧化,故(gù)可在裝料時或氧化期加入,回收率也(yě)穩定在95%以(yǐ)上。由於銅較貴,一般最好將含銅生鐵、含銅的廢鋼(gāng)鐵料或含銅(tóng)鐵礦在熔化期配加一部分,少量的銅在還原期調整,以盡量減少純銅的用量。
(4)鉻(gè)鐵的加入
鉻鐵一般在還原期初期加入。鉻與氧的親和力比(bǐ)鐵與(yǔ)氧的親(qīn)和力(lì)大,也就是鉻比鐵容易氧化。如果在熔化期(qī)、氧化期加入,鉻會被氧化,不僅造(zào)成合金元素的損(sǔn)失,而且使爐渣變稠,影響去磷和冶煉(liàn)操作,所以鉻鐵要在還原期加入。加(jiā)入後如渣子變成綠色,說明(míng)渣子脫氧不良,必須(xū)加強還原,把渣中(zhōng)的(de)氧化鉻還(hái)原。還原良(liáng)好後,渣子會變成白色。鉻鐵的回收率在還原期白渣(zhā)條件下大於95%。
(5)釩鐵的加入
釩(fán)鐵要在還原期(qī)加入。釩和氧的親和力很大,很易氧化,故不能在氧化期加入,隻能在還原期爐渣和鋼液脫(tuō)氧良好後加入。由於釩鐵(tiě)加入使鋼水極易吸收空氣中的氮(dàn)氣,影響鋼的(de)質量,因此不(bú)能過早加入,隻能在出鋼前加入。但是釩鐵熔化需要一定時間,所以應在出鋼前10-35min加入,加入量較少時,時間控(kòng)製在下限,加入量較大(dà)時控製在中上限。釩鐵的回收率(lǜ)和矽鐵的回收率接近。
(6)鉬鐵的加入
鉬鐵是一個(gè)難熔的合金,一般在還原期初期加入,這樣(yàng)可以保證熔化(huà)完(wán)全,成分均勻。如果在後期加入,離出鋼沒有幾分鍾,鉬鐵來不(bú)及完全熔化(huà),可能造成在鋼液中分布不均(jun1)勻(yún),造成冶煉時間增加。鉬鐵的回收(shōu)率一般大於98%。
(7)铌鐵的加入
铌是一種與氧的親和力較弱的元素,所以(yǐ)在冶煉過程中比(bǐ)較容(róng)易控(kòng)製和掌(zhǎng)握。一般在還原期的初期加(jiā)入,加入20min以後才能夠出鋼,以促(cù)使其熔化均勻。當采用不氧化法冶煉時,铌也可在(zài)裝料時(shí)加(jiā)入,铌的回收率(lǜ)一般大(dà)於95%。
(8)鎢鐵的加入
鎢鐵的特點是密度大、熔點高。加入後沉入爐底,不容易熔化。鎢與鎳、鉬(mù)相比(bǐ),與氧的親和(hé)力較大,在熔化(huà)期加入,鎢(wū)會氧化,以鎢酸鈣的形式存在於(yú)渣中,造成鎢的(de)損失,使鎢的成分(fèn)控(kòng)製的難度增加。因此鎢鐵在還原期(qī)的初(chū)期加入,不能在熔(róng)化期或精煉後期加入,由於鎢鐵難熔化,精煉後期大量加入要影(yǐng)響冶煉時間,同時在鋼水中分布也不均勻(yún),大部(bù)分鎢鐵應在還原期的(de)初期加入,隻留少量的在還原期的後期調整。而且加人的鎢鐵塊度要小,而且必須(xū)烤紅,以利(lì)於熔化。鎢鐵的回收率(lǜ)一般在95%以上。
(9 )鋁作為合金元素的(de)加入
鋁極易複化,故一般都在臨出鋼前加入。對於不同鋁含量的鋼(gāng)種, 其加入方(fāng)法也略有不同: 鋁(lǚ)含量低於(yú)02%的鋼種,一般可采用不扒渣,在出鋼前2-5min插入爐內。這樣鋁的回收率在50%左右。如鋼中含鈦,回收率稍高,可達55%。鋁含量較高的鋼種,為了防止大量(liàng)加鋁後(hòu)爐渣回矽,使成品矽高出成分要求,就采用全部扒渣除渣方法,將還原渣(zhā)全部扒渣,再加入鋁塊,鋁(lǚ)塊加入後,再加入鋼(gāng)液料重2%-3%的石灰和低(dī)二氧化矽含的小塊螢石,送電化渣均勻後,再搖爐出鋼,這種情況下鋁的回收率在65%~88%之間。
(10)硼鐵(tiě)的加入(rù)
硼極易與鋼中的氧、氮化合,通常都在(zài)臨出鋼時加入,加硼前還必須(xū)向鋼中配加適量的鋁和鈦,以脫氧並且穩定氮(dàn)。硼的加八方法:
1)一般在出鋼過程中把硼鐵加人鋼包,這時出鋼的操作首(shǒu)先要扒大出鋼口,搖爐的速度偏快一點,同時進行擋渣操作,必須讓鋼水先流入鋼包,待鋼包有三分(fèn)之一左右的鋼水時加入硼鐵(投入或插入(rù))。然(rán)後再讓爐渣流出。爐前擋渣的方法:可先在出鋼口處投加幾鐵鍬(qiāo)石灰,並用扒渣的木屑耙擋住(zhù)出(chū)鋼(gāng)口,然後迅速搖爐出鋼。
2)加鋁或加鈦後,在爐前(qián)插入(rù)硼鐵(tiě),再進行攪拌後,隨即(jí)出鋼。這時(shí)硼鐵應紮(zhā)牢在鐵棒上,外麵用鋁皮或馬糞紙包好,插入鋼(gāng)水時應盡量迅速,避免硼在(zài)渣中氧化損(sǔn)失(shī)。
以上兩個方法的硼回收率差不多,一般(bān)為45%~85% ,個別情況下會更高一些。從鋼中硼的均勻性和鋼的內在質量來看,後一種加入方法較好。
(11 )鈦鐵的加入
鈦與氧、氮的親和(hé)力(lì)很大,極易氧化和氮化(huà)而成為鋼中(zhōng)夾雜(zá)物,因此,鈦- -般在白(bái)渣條件(jiàn)下加入並完全(quán)熔化之後就出鋼,即通常加入(rù)後5~15min以內就要求出(chū)鋼。鈦鐵應加入靠爐門口處,盡量避(bì)免接近電弧,以(yǐ)減少燒損。如數量少, 加入後也不必推渣。加入鈦鐵以後,在爐內停留(liú)過長時間,不僅會造成回(huí)收率的降低,而且鋼水的質量也會下降。另外,由於鈦鐵密度較(jiào)小,加入爐內就浮在渣鋼麵上,再逐漸熔化進入鋼(gāng)水,因此回(huí)收率波動較大,影響(xiǎng)因素也(yě)較複雜。
影(yǐng)響鈦回收率的因素主要有:
1)爐內渣量的影響。鈦的燒損主要是通過爐渣起作用,因此當爐內渣子少時,影響就小,回收率就比較穩定。渣量大(dà)而爐渣脫氧(yǎng)良好且流動性也合適時,鈦的燒損也較小(xiǎo)並且穩定。如(rú)渣量大、渣況不(bú)良時,鈦的燒損大而且極不穩定(dìng);爐(lú)渣過稀,會使鈦鐵與爐渣作(zuò)用加作用加強,因此回收率下降,但如(rú)爐(lú)渣過黏使鈦鐵浮在渣麵(miàn)上燒損也大,回收率也降低;爐渣脫氧不良,渣中氧化鐵含量(liàng)高,鈦的氧化損失就多,回收率降低;溫度高,尤其是爐渣溫度高,造成鈦鐵燒損,回收率就低。鋼中含鈦高,回收率也高:鋼中含其他(tā)脫(tuō)氧元(yuán)素多時,回收(shōu)率也(yě)高,如加鈦前先插鋁鈦,回收率也可提(tí)高且穩定。爐頂一次加入鈦鐵,由於(yú)重力的作用使鈦鐵(tiě)可直接加入鋼(gāng)水,回收率也提高(gāo)
2)鈦鐵塊度的影響。隻要不全是碎塊,一般不是主要因素(sù),但是如果是粉末(mò)狀,鈦鐵的回(huí)收(shōu)率就會大(dà)幅度降低,有時候(hòu)會不足25%。
3)加入方法的影響。推渣操(cāo)作(zuò)以後加鈦鐵,即使用鐵耙子粘渣以後,推開爐門區的還原渣到能看(kàn)見裸露的鋼水時,立即加入鈦鐵。回收率(如不鏽鋼)可(kě)穩定在60%-65%(爐渣情況和溫度高低影(yǐng)響不太大)。一(yī)般含矽(guī)釩的結構鋼由於與不鏽鋼相比脫氧程度(dù)高,故回收率可高到70%左右。
電(diàn)弧爐煉鋼以電能作熱源,避免了氣體熱源所含硫分對鋼的汙染;操(cāo)作(zuò)工藝靈活,爐渣和爐氣均可調控成氧化性或還原性;強還原性可使爐料中所含的貴重元素鉻、鎳、鎢、鉬、釩、鈦等極少燒(shāo)損;爐溫高、易控製、產品質量高。
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