三、论述题1. 简述转炉氧枪烧枪的原因及预防措施。
烧枪的主要原因是氧枪黏钢,吹氧时发生回火。一般来说,当氧枪喷头部位干净时,不会导致烧枪,只有当喷头和喷头以上部位黏钢,溅完渣后被炉渣包住,下枪吹炼时若喷头部位还处于红热状态或枪位偏低就容易引发回氧点火,黏附在喷头附近的钢皮与氧发生剧烈的化学反应,放出大量热量,导致氧枪外套管烧穿漏水。为了杜绝烧枪,生产实践中需采取如下措施:
(1)优化过程冶炼控制,减少炉渣返干黏枪,减少金属喷溅;
(2)转炉钢水必须出尽;
(3)对氧枪铜头焊缝进行打磨处理;
(4)溅完渣后及时刮渣,保证氧枪干净,包括喷头及附近部位;若氧枪黏钢严重,溅完渣后黏钢刮不动,下炉下枪时开吹枪位应相对调整,防止回火烧枪;当无法清除冷钢时,应组织换枪;
(5)对刮渣器进行改进,改善刮渣效果。
2. 冶炼洁净钢需要哪些技术措施?
洁净钢或纯净钢是指钢中纯净度控制严格,杂质元素硫、磷、氢、氮、氧含量低,总量在0.01%(100ppm)以下;而且要严格控制钢中非金属夹杂物,数量少、尺寸小、形态要控制为点球状不变形夹杂,洁净度高。
冶炼洁净钢应根据品种和用途要求,对铁水预处理、炼钢、精炼、连铸的操作都应处
于严格的控制之下,主要控制技术对策如下:
(1)铁水预处理:对铁水脱硫或三脱工艺入炉铁水硫含量应小于0.005%甚至小于0.002%;
(2)转炉复合吹炼和炼钢终点控制:改善脱磷条件,提高终点成分和温度一次命中率,降低钢中溶解氧含量,减少钢中非金属夹杂物数量;
(3)挡渣出钢:采用挡渣出钢,钢包内渣层厚度控制在50mm以下,可避免回磷和提高合金的收得率,降低氧化物夹杂;
(4)钢包渣改质:出钢过程中向钢流加入炉渣改质剂,还原氧化铁并调整钢包渣成分;
(5)炉外精炼:根据钢种质量要求选择一种或多种精炼组合方式完成钢水精炼任务,达到脱氢、极低碳化、极低硫化、脱氮、减少夹杂物和夹杂物形态控制等的目的;
(6)保护浇铸:在浇铸过程中采用保护浇铸技术对生产洁净钢尤为重要,钢包一中间包一结晶器采用长水口氩封保护浇铸,中包采用双层保护渣,结晶器采用保护渣等,具有吸附夹杂物和减少二次氧化的作用;
(7)中间包冶金:在中间包内组织合理的钢水流动,控制合理的钢水停留时间,促进夹杂物上浮等;
(8)结晶器操作技术:选择性能合适的保护渣,浸入式水口对中、合适的插入深度,拉速、液面稳定,应用结晶器电磁搅拌技术,控制钢水的流动,有利于气体与夹杂物的上浮排出,改善铸坯质量;
(9)铸坯的内部质量控制:利用电磁搅拌和轻压技术减少中心疏松、中心偏析和缩孔,增加铸坯的致密度;
(10)采用直结晶器弧形连铸机和立弯式连铸机,以利于夹杂物上浮。以上是目前国内冶炼洁净钢采用的技术措施,随着科学的发展,冶炼洁净钢的技术也会不断发展。
3. 底部供气元件端部的“炉渣-金属蘑菇头”是怎样形成的?
从炉渣-金属蘑菇头的剖析来看,它是由金属蘑菇头-气囊带、放射气孔带、迷宫式弥散气孔带三层组成的。开炉初期,由于温度较低,再加上供入气流的冷却作用,金属在元件毛细管端部冷凝形成单一的小金属蘑菇头,并在每个金属蘑菇头问形成气囊。
通过黏渣、挂渣和溅渣,熔渣落在金属蘑菇头上面,底部继续供气,并且提高了供气强度,其射流穿透渣层,冷凝后即形成放射气孔带。
落在放射气孔带上面的熔渣继续冷凝,炉渣-金属蘑菇头长大。此时的炉渣-金属蘑菇头加大了底部气流排出的阻力,在气流的流动方向上形成了细小、弥散的气孔带,又称迷宫式弥散气孔带。
从迷宫式弥散气孔带流出的流股极细,因此冷凝后气流的通道直径也极小(
≤1mm);钢水与炉渣的界面张力大,钢水很难润湿蘑菇头,所以气孑L不易堵塞。从弥散气孔流出的气流又被上面的熔渣加热,其冷却效应减弱,因而蘑菇头又难以无限长大。
4. 计算机控制炼钢有哪些优点?
与凭经验炼钢相比,计算机控制炼钢具有以下优点:
(1)可较精确地计算吹炼参数:计算机控制炼钢计算模型是半机理半经验的模型,而且可不断优化,比凭经验炼钢的粗略计算,精确得多,可将其吹炼的氧气消耗和渣料数量控制在最佳范围,合金和原材料消耗量有明显的降低;
(2)无倒炉出钢:计算机控制炼钢补吹率一般小于8%,其冶炼周期可缩短5~10min;
(3)终点命中率高:经验炼钢终点命中率一般只有70%左右,而计算机控制终点命中率一般水平不小于80%,先进水平不小于90%,可大幅度提高命中率,因此钢中气体含量低,钢质量得到改善;
(4)改善劳动条件:计算机控制炼钢采用副枪或者其他设备测温、取样,能减轻工人劳动强度,也能减少倒炉冒烟的污染,改善劳动环境;
(5)无倒炉出钢、终点命中率高可使炉衬耐材消耗达到最低限度,有利于提高炉龄、减少吹损、提高经济效益。
5. 计算机控制炼钢的条件有哪些?
用计算机控制炼钢,不仅需要计算机硬件和软件,同时还应具备以下条件:
(1)设备无故障或故障率很低:计算机控制炼钢要求生产连续稳定,设备准确执行基础自动化发出的工作指令,基础自动化准确控制设备的运行,因此设备的稳定运行是实施计算机炼钢的基础条件;
(2)过程数据检测准确可靠:无论是静态控制还是动态控制,都是建立在对各种原材料数量和成分,以及温度、流量等相关参数的准确测量的基础上,因此保证过程参数准确可靠是计算机控制炼钢的必要条件;
(3)原材料达到精料标准,质量稳定:计算机控制炼钢要进行操作条件计算,这些计算以吹炼正常炉次和正常吹炼控制为基础;
(4)要求人员素质高:计算机控制炼钢是一个复杂的系统工程,它对原材料管理、工艺过程控制、设备运行等有很高的要求,因此企业要具有高水平的管理人员、技术人员、操作人员和维护人员,才能保证整个系统的正常运转。
6. 分析用一炉16Mn回炉钢冶炼一炉Q235B应注意哪些问题(回炉钢成分及温度条件:w(C)=0.18%、w(Si)=0.4%、w(Mn)=1.36%、w(S)=0.021%、w(P)=0.019%,温度为1543℃)?
根据16Mn钢的成分分析,由于其锰含量较高,而Q235B钢锰含量较低,因此不能全炉回炉冶炼,需分3次以下进行回炉,配加相应的铁水进行冶炼;
(2)考虑到回炉钢温度较低,可适当加入一定的提温剂,防止终点出现严重的后吹;
(3)终点等残锰样配加合金;
(4)由于锰含量较高,注意控制过程枪位,防止出现喷溅;
(5)回炉钢磷、硫含量均较低,适当减少渣料的加入量;
(6)终点出钢时要注意吹炼终点的情况,若出现严重的后吹,应适当加入铝块进行补充脱氧,保证合金收得率。
四、计算题1. 转炉钢铁料消耗是指每吨合格钢消耗的钢铁料量。若一炉钢入炉铁水为90t,废钢量为14t,生铁块量为6t,出钢量为100t,请计算此炉钢水的实物钢铁料消耗。
钢铁料消耗=金属料总入炉量×1000/出钢量=(90+14+6)×1000/100=1100kg/t
答:此炉钢水的实物钢铁料消耗为1100kg/t。
2. 冶炼20号钢,一炉装入废钢37t,兑铁水13t,实际浇合格铸坯45t,试计算该炉钢的钢铁料消耗。
钢铁料消耗=入炉钢铁料重量×1000/生产合格钢产量=(37+13)×1000/45≈1111kg/t
答:该炉钢的钢铁料消耗约为1111kg/t。