工艺流程
国内某厂当前采用“**底复吹转炉→LF→RH→中薄板坯连铸”工艺流程生产IF 钢。转炉出钢过程采用下渣检测技术,控制钢包渣层厚度在50 ~ 80 mm。出钢1 /2 时加入调节剂石灰和萤石来稀释渣中的FeO、MnO 不稳定氧化物,待出钢完毕后向炉渣表层投入金属铝基还原剂,并向钢中喂入铝线。LF 进行电加热升温和炉渣还原改质,RH 破空后补加部分还原剂来进行精炼渣成分微调。
在该精炼渣成分范围内,炉渣对Al2O3的相对溶解速率较高。Al2O3在CaO-Al2O3-SiO2渣系的相对溶解速率精炼渣碱度对钢水脱氧有较大影响。研究表明,随着碱度提高和渣中SiO2含量的降低,精炼渣的脱氧能力提高,这是由于渣中SiO2含量的降低使得其活度的下降从而减小或者避免渣中SiO2对脱氧钢液的二次氧化。精炼渣的二元碱度很高,w( CaO) /w( SiO2) =5 ~ 11。钢包渣吸收Al2O3夹杂的能力保持在较高的水平,同时防止了由SiO2引起的二次氧化,抑制了回硅、回硫。
去除夹杂物性能
钢中的夹杂物一旦上浮至渣钢界面就应被炉渣牢牢吸附并快速溶解,如果炉渣对夹杂物的吸附能力不够则夹杂物有可能被钢流重新带回到钢液内部。从夹杂物去除的角度出发,炉渣应该既要保持与夹杂物的良好润湿性又要具备快速溶解夹杂物的能力。Al2 O3在CaO-Al2 O3-SiO2系炉渣的溶解速率取决于很多因素。在温度、搅拌条件等影响因素不变的条件下,只考虑炉渣成分对其影响。
流动性
为了增强精炼渣对夹杂物的吸收能力,先必须控制好其成分使之位于低熔点区域。CaOAl2O3-SiO2渣系1 300 ℃ 左右的低熔点区共有3个。其中Ⅱ、Ⅲ区具有较高的SiO2含量不能用于铝脱氧钢的精炼处理,而Ⅰ区SiO2活度较低( 约为10-4,以纯固态为标准态) 适宜用作精炼渣系。RH 处理过程中精炼渣的成分基本控制在Ⅰ区附近,熔点约为1 335 ℃,能够很好保证精炼渣良好的流动性。
黏度对炉渣与钢液间的传质及传热速率有着十分密切的关系,影响着冶金反应的速率。当渣中CaO 含量过高时,渣中的固相质点析出会导致炉渣黏度上升流动性恶化。但是由于该精炼渣中含有较多的Al2 O3,有效解决了炉渣流动性的问题。从CaO-Al2O3-SiO2渣系等黏度图可以看出,该厂精炼渣的黏度可以控制在低黏度区( 约1.5 ~ 2 Pa·s) 。
精炼渣主要适用于以下领域:
1. 建筑材料:精炼渣可以用作混凝土和砂浆中的骨料,用于建筑和道路施工。
2. 水泥生产:精炼渣可以用作水泥生产中的原料,用于替代部分水泥熟料,减少对资源的依赖。
3. 铁路基础:精炼渣可以用作铁路基础的填料,提供稳定的支撑和排水性能。
4. 环保工程:精炼渣可以用于污水处理、废气处理和固体废物处理等环保工程中,用于吸附和去除污染物。
5. 农业领域:精炼渣可以用作土壤改良剂,提高土壤的肥力和保水性。
6. 道路施工:精炼渣可以用作道路基层和路面的填料,提供稳定的路面结构和减少沥青用量。
7. 矿山回填:精炼渣可以用作矿山回填材料,填补矿山开采后的空洞,减少环境破坏。
总之,精炼渣的应用范围广泛,可以在建筑、水泥、环保、农业和道路等领域发挥重要作用。