炉外精炼部分`.ppt

第四部分:化学升热法IR-UT1、Al作发热剂 （1）主要工艺参数1）升温范围的确定按实际需要，一般为25℃～40℃，＞40℃会引起钢质量下降2）由升温范围确定Al加入量和吹氧量3）吹Ar搅拌的重要作用 （2）升温效果及冶金影响1）升温速度升温速度大，热效率高，一般为：6~8℃／min；升温速度小，热效率低，一般≯4℃／min；影响因素：①吹氧量过剩指数：I②铁合金颗粒度；③吹氩搅拌强度； 2）实际升温范围 35~40℃左右 3）P、S变化：①吹氧升温，氧化性气氛；——对脱硫不利；②Al氧化产物为偏酸性物质；——对脱磷、脱硫不利； 4）夹杂物含量的变化①一般认为：夹杂物会增加,但是日本、我国鞍山钢厂、天 津钢厂做了这方面的工作，证明夹杂物没有明显增加；②吹氧与加进去的合金的反应是在钢液的表面；CAS-OB③吹氩搅拌过程促进夹杂物的上浮5）耐材侵蚀这方面一些钢厂做了许多工作6）浸渍罩插入深度与吹氩强度①浸渍罩作用：与钢包顶渣分离，避免顶渣对合金元素的烧损；避免氧化性气氛的干扰；②CAS-OB处理开始，强吹氩，把顶渣吹开然后降下浸渍 罩③浸渍罩插入深：加入的合金吹氩时不易被卷出浸渍罩外，合金化收得率高；不利方面是吹氩 搅拌形成两个回旋区，影响升温速度；④浸渍罩插入浅：加入的合金吹氩时易被卷出浸渍罩外，降低合金化收得率；有利方面是吹氩搅拌形成较好的统一的循环区，对提高升温速度有利；⑤浸渍罩插入深度与吹氩强度在CAS处理：在合金刚加入，尚未完全熔化，此时浸渍罩应 插入较深，避免被甩出罩外和顶渣反应，此时吹氩强度适当 低一些；在合金已融化完，可以适当提高浸渍罩，吹氩强度 提高，目的使合金均匀化。

在CAS-OB处理：处理两者关系同时还需要考虑升温速度 在反应期，浸渍罩应插入较浅，同时吹氩，以形成良好的循 环3）CAS-OB装置简介2、Si系发热剂的研究 （1）意义：①Al2O3堵水口；②某些钢种对酸溶铝敏感； （2）种类：Si-Fe Si-Ca-Ba Si-Al； （3）工艺参数一般与用Al相同，但升温速度略低 （4）主要特点：Si-Fe：形成SiO2为酸性物质，对钢包顶渣性能有不利影响 ；Si-Ca-Ba：形成SiO2、CaO、BaO，既有酸性物质，又有碱性物 质；Si-Al； 形成SiO2、Al2O3，减少Al2O3夹杂物的量，但是两 者都是酸性的顶渣性质的改变：会降低顶渣的碱度，对脱磷、脱硫均不利 ；采取措施：适当加入石灰及少量熔剂3、钢包炉的能量平衡 ※体系边界：钢包炉炉体、炉盖的外壳；炉气烟道的测温、测 流量点至炉体的一段；以及供电回路※时间边界：以加热期为时间边界；（钢包接受钢液到处理 完钢包出完钢液为周期不利于考察加热的热效率 钢包炉热平衡方程频率3、钢包炉的能量平衡 ※体系边界：钢包炉炉体、炉盖的外壳；炉气烟道的测温、 测流量点至炉体的一段；以及供电回路。

※时间边界：以加热期为时间边界；（钢包接受钢液到处理 完钢包出完钢液为周期不利于考察加热的热效率 钢包炉热平衡方程其中： Pm：由电网输入钢包炉的有功功率， qi：是代表一种燃料或参加冶金反应的某一组元，是每 千克物质的热效应（J/kg），吸热反应是负值； Δi：加热期燃料的用量，kg，或参加反应的组元的消耗量，kg；Um-Uc：加热期始末体系内能的变化；Qj：单位时间内，J所带走的热量，J可以是冷却水、烟气、烟尘或炉体表面的散若损失，J/min；I： 加热期平均工作电流，A；R：钢包炉供电回路一相的电阻，Ω （1）进入体系的能量1）电能：用电加热的各种炉外精炼法，在加热期内，升温 所需能量主要是电 能；2）燃料燃烧放热：在加热期采用了燃料，用下式计算： 3）化学反应的热效应：也用上式表示3）体系内能的变化ΔU：体系内某一部分能量的变化，下标st、sc、zu、 d、cd 分别代表钢液、炉渣、炉衬炉盖、烟气测量点到炉体间的管道1）钢液内能的变化ci：Ide1单位热容量，J/（kg·K）；mi：体系内I部分的质量，kg；Tm-Tc：I在加热始末的温差，K钢液内能的增加称为有用热2）炉盖内能的变化——可以用钢液内能变化的公式计算。

3）炉体耐火材料的蓄热①材质不同，比热不同，须分开计算；②各部位升温始末温不同③质量计算按钢液内能变化公式计算 （4）体系的热损失※热平衡方程式右边第三、第四项；※这是体系支出的热量1）冷却水带走的能量Qw：单位时间内冷却水带走的热量，J/min Gi：第I条冷却水回路中冷却水流量，kg/min；Cw：水的热容量，J/（kg·K）2）烟气和烟尘带走的能量Qg：单位时间内烟气和烟尘带走的热量，J/min（在总平衡式中下标为J，J=G；C：热容量，J/（kg·K），下标G代表烟气，du代表烟尘；G：流量或流出速率，kg/min，下标同上；T：流出体系时的温度，K，下标同上；T0：热平衡计算时的基准温度，K，通常取298K3）炉体表面的散热损失QLT：单位时间内炉体表面的散热损失，J/min，（LT=j） Ai：炉体表面第I部分的面积，m2； Qi：炉体i部分表面热流，J/（m2·h）表面热流可用热流计直接测量，也可按下式计算：——炉体I部位表面热流，kcal/ m2·h或Qi：炉体I部位表面热流，kcal/ m2·h或4.186.8J/m2·h ε；炉体表面黑度； Tb：i部位炉体外表面温度，K；αd：I部位炉体外表面对大气的对流给热系数，kcal/（m2·h·℃）无风时可用下式计算：A：系数，散热面向上时，=2.8；向下时，=1.5。

αd：与风速有关：Wf＜5m/S， αd =5.3+3.6 ： Wf ＞5m/S ， αd =6.47 kcal/（m2·h·℃） （5）钢包炉热效率（6）测量点1）时间：加热起始、终了时间；2）温度：如车间温度；钢液起始、终了温度；烟气温度 ； 炉体各部位表面温度等3）电参数：如二次电压、供电回路电阻；有功功率、无 功功率等4）冶炼参数：如元素氧化量，造渣剂加入量；钢液质量等涉及参数30个以上 （7）钢包能量平衡输入能量：100%有效能量： 钢液内能变化： 40.2%热 损 失：冷却水 11.8%电阻损失 18.9% 烟气 7.1% 炉体蓄热 10.0%炉渣内能变化 9.0%炉盖和钢包之间缝隙处散热 1.6%其他 1.4%。