低硫钢种的低硅精炼技术
陈玉鑫1 ,陈 峰1 ,温 瀚2 ,王朝斌2
1. 凯诺斯中国铝酸盐技术有限公司北京办公室, 北京 100028 2. 首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢部,河北 唐山 063200
Low silicon control for steel grades with low sulphur mass percent
CHEN Yu-xin1 ,CHEN Feng1 ,WEN Han2 ,WANG Chao-bin2
(1. BJ Office, KERNEOS(CHINA) Aluminates Technologies Co., Ltd., Beijing 100028, China 2. Steel Plant, Shougang Jingtang Iron and Steel United Co., Ltd., Tangshan 063200, Hebei, China)
摘要 讨论了冶炼低硅低硫钢种[(w([S])≤0.003 0%]和[w([Si])≤0.05%)]的难点,着重从热力学角度分析了在脱硫的同时防止增硅的方法,阐述了防止增硅的具体应对措施。利用Factsage软件计算熔渣组成的活度和熔化特性,利用最大平衡铝质量分数的概念指出最佳的精炼熔渣组分控制为[w((MgO))=]5%~8%、[w((CaO+MgO))=]62%~66%、[w((SiO2))=]4%~6%、[w((Al2O3))=]29%~33%。若钢-渣间反应达到平衡,硅质量分数极为容易超标,因此控制钢-渣之间反应不平衡是控制增硅的关键,钢-渣间增硅反应不平衡度应控制在-6.0~-4.0。措施实施后,LF炉精炼结束硅质量分数均值由0.034 5%降低至0.022 2%,统计不合格率由10.3%降至0,过程能力指数[Cpk]值为1.35,达到受控状态,预测长期不合格率仅为0.2%。极大提升了低硫低硅产品生产的稳定性,取得了良好的效益。
关键词 :
精炼渣 ,
不平衡度 ,
回硅 ,
低硫低硅钢种 ,
脱硫 ,
硫分配比
Abstract :The way to control the silicon content when[w([S])≤0.003 0%]and[w([Si])≤0.05%]was introduced. Factsage was used to calculate the activities and other melting characteristics of melted slags,following with maxium aluminium content in metal,which showed the optimized slag composition are,[w((MgO))=]5%~8%,[w((CaO+MgO))=]62%~66%,[w((SiO2))=]4%~6%,[w((Al2O3))=]29%~33%. It was revealed that the silicon content will exceed the upper limit when slag-metal reactions go balanced. So the imbalance degree of slag-metal reactions plays the biggest role in controlling silicon pickup,which should range between -6.0 and -4.0. Some actions were signed and applied,consequence in average silicon content decreasing from 0.034 5% to 0.022 2%,unqualified rate decreasing from 10.3% to 0,process capability index 1.35,and the predicted unqualified ratio 0.2%. This dramatically improved the stability of the production process of low silicon and sulphur grades.
收稿日期: 2018-01-15
出版日期: 2018-07-24
[1]
倪培亮,王玉春,时振明. 莱钢低硫钢冶炼过程硫含量控制实践[J]. 钢铁, 2010(03)
[1]
倪培亮,王玉春,时振明. 莱钢低硫钢冶炼过程硫含量控制实践[J]. 钢铁, 2010(03)
[2]
余健,李晶. 超低硫管线钢的生产及脱硫参数分析[J]. 炼钢,2009(03)
[2]
余健,李晶. 超低硫管线钢的生产及脱硫参数分析[J]. 炼钢,2009(03)
[3]
孙中强,姜茂发,梁连科,车荫昌. LF精炼过程中顶渣硫容量、分配比和脱硫率的确定[J]. 钢铁研究学报, 2004(03)
[3]
孙中强,姜茂发,梁连科,车荫昌. LF精炼过程中顶渣硫容量、分配比和脱硫率的确定[J]. 钢铁研究学报, 2004(03)
[4]
方忠强,孙彦辉. 高碱度精炼渣脱硫分析及硫分配比预测模型[J]. 炼钢, 2014(01)
[4]
方忠强,孙彦辉. 高碱度精炼渣脱硫分析及硫分配比预测模型[J]. 炼钢, 2014(01)
[5]
吕庆,赵丽树,张淑会,黄建明,李福民. 温度和气氛分压对CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系硫容量的影响[J]. 钢铁, 2008(03)
[5]
吕庆,赵丽树,张淑会,黄建明,李福民. 温度和气氛分压对CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FetO渣系硫容量的影响[J]. 钢铁, 2008(03)
[6]
王郢,王新华,周红霞,郭佳,王万军. 超低氧弹簧钢硫容量计算及硫脱除分析[J]. 北京科技大学学报,2008(09)
[6]
王郢,王新华,周红霞,郭佳,王万军. 超低氧弹簧钢硫容量计算及硫脱除分析[J]. 北京科技大学学报,2008(09)
[7]
陈斌,姜敏,王新华. 12CaO?7Al2O3炉渣与合金钢液的反应[J]. 钢铁研究学报,2008(10)
[7]
陈斌,姜敏,王新华. 12CaO?7Al2O3炉渣与合金钢液的反应[J]. 钢铁研究学报,2008(10)
[8]
蒋国昌编著.纯净钢及二次精炼[M]. 上海科学技术出版社, 1996
[8]
蒋国昌编著.纯净钢及二次精炼[M]. 上海科学技术出版社, 1996
[9]
崔鹏辉,蒋武锋,郝素菊,张玉柱,郝华强. 钢渣中FeO活度对硫分配比的影响[J]. 中国冶金,2016(06)
[9]
崔鹏辉,蒋武锋,郝素菊,张玉柱,郝华强. 钢渣中FeO活度对硫分配比的影响[J]. 中国冶金,2016(06)
[10]
陈跃峰,王雨. 精炼渣组成对钢-渣硫分配比的影响[J]. 特殊钢,2007(04)
[10]
陈跃峰,王雨. 精炼渣组成对钢-渣硫分配比的影响[J]. 特殊钢,2007(04)
[11]
(日)〓冈博幸著, 李宏译. 炉外精炼[M]. 冶金工业出版社, 2002
[11]
(日)〓冈博幸著, 李宏译. 炉外精炼[M]. 冶金工业出版社, 2002
[12]
张新法,钱润锋,李亚厚. 铝镇静钢深脱硫工艺研究[A]. 第十届中国钢铁年会暨第六届宝钢学术年会论文集III[C]. 2015
[12]
张新法,钱润锋,李亚厚. 铝镇静钢深脱硫工艺研究[A]. 第十届中国钢铁年会暨第六届宝钢学术年会论文集III[C]. 2015
[13]
吉立鹏. 首钢京唐公司炼钢硫含量控制生产实践[C]. 第十七届全国炼钢学术会议文集, 2013, 1258-1261.
[13]
吉立鹏. 首钢京唐公司炼钢硫含量控制生产实践[C]. 第十七届全国炼钢学术会议文集, 2013, 1258-1261.
[14]
宋满堂,王会忠,王新华. 极低硫X70钢的LF精炼工艺研究[J]. 钢铁, 2008(12): 38-41.
[14]
宋满堂,王会忠,王新华. 极低硫X70钢的LF精炼工艺研究[J]. 钢铁, 2008(12): 38-41.
[15]
张博睿,管传华,王晓飞等. Q345B 钢带表面氧化铁皮精细控制技术[J]. 山东冶金,2017, 39(4):22-24.
[15]
张博睿,管传华,王晓飞等. Q345B 钢带表面氧化铁皮精细控制技术[J]. 山东冶金,2017, 39(4):22-24.
[16]
毕国喜. 热轧板卷红色氧化铁皮的成因及对策[J]. 金属世界,2012, 4: 8-13.
[16]
毕国喜. 热轧板卷红色氧化铁皮的成因及对策[J]. 金属世界,2012, 4: 8-13.
[17]
李铸铁. 510L免酸洗黑皮钢的研究与开发[D].河北理工大学,2016.
[17]
李铸铁. 510L免酸洗黑皮钢的研究与开发[D].河北理工大学,2016.
[18]
徐蓉. 热轧氧化铁皮表面状态研究和控制工艺开发[D]. 东北大学,2012
[18]
徐蓉. 热轧氧化铁皮表面状态研究和控制工艺开发[D]. 东北大学,2012
[19]
韦弦, 刘社牛, 张振申. 汽车大梁用热轧黑皮表面钢的生产工艺探讨[J]. 河南冶金,2011,19(6): 20-22.
[19]
韦弦, 刘社牛, 张振申. 汽车大梁用热轧黑皮表面钢的生产工艺探讨[J]. 河南冶金,2011,19(6): 20-22.
[20]
马海涛. SS400 钢板红锈成因分析[J]. 辽宁师专学报,2005,7(3): 75-76.
[20]
马海涛. SS400 钢板红锈成因分析[J]. 辽宁师专学报,2005,7(3): 75-76.
[21]
曾加庆.马钢CSP流程对钢水硅含量的控制[C] .中国金属学会: 2005中国钢铁年会论文集, 2005, 98
[21]
曾加庆.马钢CSP流程对钢水硅含量的控制[C] .中国金属学会: 2005中国钢铁年会论文集, 2005, 98
[22]
曾加庆,张建平,范鼎东,贺庆,焦兴利. 马钢CSP流程对钢水硅含量的控制[J]. 钢铁, 2005(10)
[22]
曾加庆,张建平,范鼎东,贺庆,焦兴利. 马钢CSP流程对钢水硅含量的控制[J]. 钢铁, 2005(10)
[23]
洪天亮,吴伟勤. 低硅低硫铝镇静钢试制开发[J]. 南钢科技与管理,2012(01)
[23]
洪天亮,吴伟勤. 低硅低硫铝镇静钢试制开发[J]. 南钢科技与管理,2012(01)
[24]
吕铭. 低碳低硅铝镇静钢增硅问题研究与控制[J]. 莱钢科技,2005(03).
[24]
吕铭. 低碳低硅铝镇静钢增硅问题研究与控制[J]. 莱钢科技,2005(03).
[25]
徐涛,孙彦辉,许中波,蔡开科. SPHC钢LF精炼过程钢水增硅分析[J]. 钢铁,2009(06)
[25]
徐涛,孙彦辉,许中波,蔡开科. SPHC钢LF精炼过程钢水增硅分析[J]. 钢铁,2009(06)
[26]
Hiroki Ohta,Hideaki Suito. Activities in CaO-SiO2 -Al2O3 slags and deoxidation equilibria of Si and Al[J]. Metallurgical and Materials Transactions B . 1996 (6)
[26]
Hiroki Ohta,Hideaki Suito. Activities in CaO-SiO2 -Al2O3 slags and deoxidation equilibria of Si and Al[J]. Metallurgical and Materials Transactions B . 1996 (6)
[27]
Kang,Y J,Sichen D,Morita K.Activities of SiO2in someCaO-Al2O3-SiO2 (-MgO)melts with Low SiO2contents at1 873 K. ISIJ International . 1994
[27]
Kang,Y J,Sichen D,Morita K.Activities of SiO2in someCaO-Al2O3-SiO2 (-MgO)melts with Low SiO2contents at1 873 K. ISIJ International . 1994
[28]
段光豪,王光进,钱高伟. 低硅铝镇静钢增硅问题的研究与控制[J]. 武钢技术,2012(06)
[28]
段光豪,王光进,钱高伟. 低硅铝镇静钢增硅问题的研究与控制[J]. 武钢技术,2012(06)
[29]
余国松,叶健松,吴小良,王文桂. 低碳低硅铝镇静钢试制开发[J]. 浙江冶金,2005(02)
[29]
余国松,叶健松,吴小良,王文桂. 低碳低硅铝镇静钢试制开发[J]. 浙江冶金,2005(02)
[30]
朱万军,区铁,李光强,王春锋,沈继胜. 低碳低硅铝镇静钢精炼过程硅含量控制分析[J]. 炼钢,2012(02)
[30]
朱万军,区铁,李光强,王春锋,沈继胜. 低碳低硅铝镇静钢精炼过程硅含量控制分析[J]. 炼钢,2012(02)
[31]
孙维,王海川,汪开忠,王建军,吴坚,赵斌. 低碳低硅高铝钢熔炼过程成分变化研究[J]. 炼钢,2011(04)
[31]
孙维,王海川,汪开忠,王建军,吴坚,赵斌. 低碳低硅高铝钢熔炼过程成分变化研究[J]. 炼钢,2011(04)
[32]
王晓晶. 冷镦钢冶炼过程钢水增硅机理研究[J]. 天津冶金,2017(04)
[32]
王晓晶. 冷镦钢冶炼过程钢水增硅机理研究[J]. 天津冶金,2017(04)
[33]
李文英,吴志敏. 含钛低碳钢LF精炼渣的优化[J]. 特殊钢,2013(05)
[33]
李文英,吴志敏. 含钛低碳钢LF精炼渣的优化[J]. 特殊钢,2013(05)
[34]
毛春丽,宋慧强. 低硅含钛钢低成本精炼工艺研究[J]. 北方钒钛,2015(02).
[34]
毛春丽,宋慧强. 低硅含钛钢低成本精炼工艺研究[J]. 北方钒钛,2015(02).
[35]
吴东明,王志强,王奇,李长征. 浅析低合金低硅钢Si的控制[A]. 2009全国炉外精炼生产技术交流研讨会文集[C]. 2009
[35]
吴东明,王志强,王奇,李长征. 浅析低合金低硅钢Si的控制[A]. 2009全国炉外精炼生产技术交流研讨会文集[C]. 2009
[36]
李文超主编. 冶金与材料物理化学[M]. 冶金工业出版社, 2001
[36]
李文超主编. 冶金与材料物理化学[M]. 冶金工业出版社, 2001
[37]
黄希祜编.钢铁冶金原理[M]. 冶金工业出版社, 2002
[37]
黄希祜编.钢铁冶金原理[M]. 冶金工业出版社, 2002
[38]
Turkdogan E T .Slags and f luxes f or f errous ladle metallurgy. Ironmaking steelmaking , 1985 , 12(2):64
[38]
Turkdogan E T .Slags and f luxes f or f errous ladle metallurgy. Ironmaking steelmaking , 1985 , 12(2):64
[39]
Mitsutaka HINO., SusumuKITAGAWA1and Shiro BAN-YA. Sulphide Capacities of CaO-Al2O3-MgO and CaO-Al2O3-SiO2 Slags. ISIJ International, Vol, 33 (1993): 36-42
[39]
Mitsutaka HINO., SusumuKITAGAWA1and Shiro BAN-YA. Sulphide Capacities of CaO-Al2O3-MgO and CaO-Al2O3-SiO2 Slags. ISIJ International, Vol, 33 (1993): 36-42
[40]
翁宇, 王忠东. 利用光学碱度计算含CaF2 脱硫剂脱硫能力的研究[J]. 炼钢,1999, 15(1): 25-27.
[40]
翁宇, 王忠东. 利用光学碱度计算含CaF2 脱硫剂脱硫能力的研究[J]. 炼钢,1999, 15(1): 25-27.
[41]
郝宁, 王新华, 刘金刚等. MgO 含量对CaO-Al2O3-SiO2-MgO精炼渣脱硫能力的影响[J]. 炼钢,2009, 25(4): 16-19.
[41]
郝宁, 王新华, 刘金刚等. MgO 含量对CaO-Al2O3-SiO2-MgO精炼渣脱硫能力的影响[J]. 炼钢,2009, 25(4): 16-19.
[42]
何桢主编. 六西格玛管理(第三版)[M]. 中国人民大学出版社,2014
[42]
何桢主编. 六西格玛管理(第三版)[M]. 中国人民大学出版社,2014
[1]
张威力1,吴胜利1,胡中杰1,2. 活性焦法烧结烟气脱硫率影响因素统计解析 [J]. 钢铁研究学报, 2020, 32(4): 281-288.
[2]
周旗旗1,李积鹏1,2,程树森1,刘凯1,刘钊1. IMCT模型和KTH模型在S50C钢脱硫实践中的应用 [J]. 钢铁研究学报, 2020, 32(4): 297-303.
[3]
杜昀聪1,伊元荣1,2,3,白书齐1,马忠乐1,方明航1,马文青1. LF精炼渣碳酸化过程Ca赋存状态转变 [J]. 钢铁研究学报, 2020, 32(3): 195-203.
[4]
印传磊, 杨丽梅, 田春阳, 马建超. KR铁水脱硫剂逸散及搅拌器黏渣分析 [J]. 钢铁, 2020, 55(1): 34-37.
[5]
陆亚男,吴胜利,王来信,寇明银. 炉渣成分对COREX铁水脱硫效果的影响 [J]. 钢铁, 2019, 54(9): 33-38.
[6]
潘晓倩,杨健,职建军,王睿之,范正洁,徐龙云. 超低碳汽车外板BH钢炼钢过程中夹杂物的演变 [J]. 钢铁, 2019, 54(8): 48-57.
[7]
李牧明,于会香,潘明,白皓. 精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响 [J]. 钢铁, 2019, 54(6): 37-42.
[8]
康 伟, 金友林. 抗疲劳应力钢中的夹杂物控制 [J]. 钢铁, 2019, 54(5): 27-31.
[9]
林朝阳 朱德庆 郭正启. 废脱硫剂在铁矿烧结中的应用 [J]. 钢铁研究学报, 2019, 31(3): 272-279.
[10]
姚嘉斌 刘文果 巨建涛 邢相栋 安家良. CaO-SiO2-MgO-Al2O3-BaO渣系脱硫能力研究 [J]. 钢铁研究学报, 2019, 31(3): 280-286.
[11]
雷家柳, 赵栋楠, 朱航宇, 蒋跃东. 基于IMCT理论的CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系的脱硫热力学模型 [J]. 钢铁, 2019, 54(3): 35-41.
[12]
罗云飞, 钱立新, 龙红明, 章裕东, 魏汝飞. 配加预处理脱硫灰对铁矿烧结基础特性的影响 [J]. 钢铁, 2019, 54(12): 117-124.
[13]
陈兴润, 韩少伟,郭靖,潘吉祥. 304不锈钢不同精炼渣碱度下夹杂物的演变 [J]. 钢铁, 2019, 54(11): 40-48.
[14]
孙国斌,向晓东,邓爱军,李灿华,王昭然. 除尘灰基脱磷剂的研发 [J]. 钢铁, 2019, 54(10): 96-102.
[15]
刘定平,袁丹珏. 烧结烟气旋流雾化脱硫除尘一体化试验研究 [J]. , 2018, 53(8): 102-106.