一、温度对炼钢的重要性
在冶炼钢时,钢的温度是一个重要参数。温度控制主要是过程温度控制和终点 温度控制。 终点温度控制的好坏会接影响到冶炼过程中的能量、 合金元素的收得 率、炉衬使用寿命及成品钢的质量等技术经济指标; 而科学合理的控制熔池温度 又是调控冶金反应进行的方向和限度的重要工艺手段, 如果适当低的温度有利于 脱磷、较高的温度有利于碳的氧化等。 概括的讲, 熔池温度对炼钢生产的影响主 要表现在冶炼操作、成分控制、浇注过程和锭抷质量等方面。
二、影响钢液温度的因素
在生产条件下影响钢液温度的因素很多,必须经综合考虑,再确定冷却剂加 入的数量。
1铁水成分
铁水中SiP是强发热元素,若其含量过高时,可以增加热量,但也会给冶 炼带来诸多问题,因此有条件应进行铁水预处理脱    SiP。据30t转炉测定,当
增加W(si )= 0.1%时,可升高炉温15C
2铁水温度 铁水温度的高低关系到物理热的多少,所以在其他条件不变的情况下,入炉
铁水温度的高低影响终点温度的高低。当铁水温度每升高    10C,钢水终点温度
可提高 6C
3铁水装入量
由于铁水装入量的增加或减少, 均使其物理热和化学热有所变化, 若其他条件 一定的情况下,铁水比越高,终点温度也越高。 30t 转炉铁水量每增加 lt ,终点 温度可提高8C
4炉龄
转炉新炉衬温度低、 出钢口又小, 因此炉役前期终点温度要比正常吹炼炉次高 20~30铁水温度C,才能获得相同的浇注温度。所以冷却剂用量要相应减少。炉役后期炉 衬薄,炉口大,热损失多,所以除应适当减少冷却剂用量外,还应尽量缩短辅助 时间。
5终点碳自量
碳是转炉炼钢重要发热元素。根据某厂的经验,终点碳在 024%以下时, 每增减碳0. 01%,则出钢温度也要相应减增 2~3C,因此,吹炼低碳钢时应考 虑这方面的影响。
6炉与炉的间隔时间
间隔时间越长, 炉衬散热越多。在一般情况下,炉与炉的间隔时间在 4~10min。 间隔时间在10min以内,可以不调整冷却剂用量:超过10min时,要相应减少冷 却剂的用量。 另外,由于补炉而空炉时,根据补炉料的用量及空炉时间,来考 虑减少冷却利用量。据30t转炉测定,空炉1h可降低终点温度30C
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如果采用低位操作,会使炉内化学反应速度加快,尤其是脱碳速度加快, 供氧时间缩短,单位时间内放出的热量增加,热损失相应减少。
8喷溅
喷溅会增加热损失,因此对喷溅严重的炉次, 要特别注意调整冷却剂的用量。
9石灰用量
石灰的冷却效应与废钢相近, 石灰用量大则渣量大, 造成吹炼时间长, 影响 终点温度。所以当石灰用量过大时,要相应减少其他冷却剂用量。据30t转炉测 算,每多加100kg石灰降低终点温度5. 7C。可根据上一炉钢出钢温度的高低 来调节本炉的冷却剂用量。
三、炼钢过程的温度控制
在吹炼过程中,对炉况的判断来调整温度。吹炼前期,如果碳焰上来的早, 表明溶池的温度教高。 可以通过适当提前加入二批料控制; 反之,如果碳焰上来 的晚,表明前期温度低,应该降提高溶池的温度。在吹炼中期,可根据炉口火 焰来判断溶池温度,如果温度过高,应加入矿石来进行调整。
通过计算和调整结果加入冷却剂, 基本上可保证终点时钢液的温度达到出钢所 需要的温度。不过,吹炼过程中还应仔细观察炉况,准确判断炉内温度的高低, 并采取相应的措施,如增减冷却剂的用量、调整位等进行调整 ,以满足炉内 各个时期冶金反应的需要,同时准确控制终点时的温度。
1 ) 吹炼初期
如果碳火焰上来的早(之前是硅、锰氧化的火焰,颜发红) ,表明炉内温度 已较高,头批渣料也已化好,可适当的提前加入二批渣料;反之,若碳火焰迟迟 上不来,说明开吹以来温度一直偏低,则应适当压,加强各元素的氧化,提高 熔池的温度,而后再加二批渣料。
2)吹炼中期 通常是根据炉口火焰的亮度及冷却水(氧进、退的水)的温度来判断炉内 温度的高低,若熔池温度偏高,可再加少量矿石,反之,应压提温。 如果吹炼过程中发生喷溅, 会损失大量的热量, 应视喷溅的程度适当减少矿石的 用量,必要时需加入提温剂提温。
3)吹炼末期 接近终点(根据耗氧量及吹氧时间判断)时,停吹测温,并进行相应的调整 操作,使钢液温度进入钢种要求的出钢温度范围。 若温度偏高, 可加适量的石灰 或生白云石进行降温。
四、温度对浇注操作和锭坏质量的影响 对浇注操作和锭坏质量产生影响的主要是氧化终点温度, 亦即转炉炼钢法的 出钢温度。
出钢温度过高, 不仅增加冶炼中的能量消耗, 而且在出钢和浇注过程中钢水 极易吸收气体, 二次氧化严重, 并对钢包和浇注系统的耐火材料侵蚀加剧, 从而 增加外来夹杂物;同时,增加炉后连铸前的调温时间等。
若出钢温度低, 将被迫缩短镇静时间, 钢中夹杂物不能充分上浮, 影响钢的 内在质量; 严重时导致浇注温度过低, 造成钢坏质量问题, 甚至发生钢包冷钢结 底、水口粘结等浇注事故,使整炉钢报废。
五、温度对成分控制的影响 炼钢生产中,如果成品钢的化学成分不合格, 轻者被迫改钢号, 严重时将直 接判废。造成成分不合格的因素很多, 但温度条件是主要因素之一。 温度对成分 控制的影响主要体现在以下三方面:
(1)影响合金元素的收得率。温度不同,合金元素的收得率也不同。例如 较高的温度下加入易氧化元素铝、钛、硼时,它们的烧损很大,收得率低;如果 熔池温度低,对于一些熔点高、密度大的元素钨、钼等合金,有可能未能完全熔 化而沉积炉底,同样造成收得率下降,这些都将影响钢液成分控制的准确性。
(2)影响有害元素磷、硫的去除。温度过高时,脱磷的热力学条件差,不仅 不能脱磷,反而可能造成回磷;温度过低时,则会恶化脱磷和脱硫的动力学条件, 这些都是易导致成品钢的硫、磷含量出格。
(3)影响熔池内元素氧化的次序。通常情况下,较高的温度下吹氧时有利于 脱碳而会抑制磷的去除;反之,若温度过低,铬、钒将先于碳氧化;反之,较高 的温度下吹氧时,碳先优于铬、钒氧化。
六、温度对冶炼操作的影响
合适的温度是熔池中所有炼钢反应的首要条件,所以温度会对冶炼操作产生 直接的影响。转炉的开新炉操作,要求快速升温以烧结炉衬,如果操作不当,升 温缓慢,不仅冶炼时间长,严重时会因炉衬崩裂而影响冶炼操作的正常进行; 转 炉吹炼过程中,由于元素氧化放热,会导致炉内升温过快而影响脱磷操作, 如果 加入大量的冷却剂降温,又易造成喷溅。
电弧炉冶炼时,温度的控制贯穿于整个熔炼期,但氧化末期扒渣温度的控制 尤为重要。由于还原期渣面平静,弧光外露使熔池升温不易且代价颇高,所以扒 渣温度的高低决定了还原期
的温度。如果还原期温度过高,易导致钢液脱氧不良、 白渣不稳定且容易变黄,而且炉渣稀、钢液吸气严重;同时,炉衬侵蚀加剧,既 影响炉龄又容易增加外来及杂物。温度太低时,炉渣流动性差,钢、渣间的脱氧、 脱硫等物化反应不能正常进行,钢中的夹杂物不易上浮;同时,为了把温度调整 到出钢温度,必须将造成还原期大功率送电,而还原期后升温不仅会使熔池温度 不均匀,即上层温度高,下层温度低,而且会严重损坏炉墙、炉盖,并延长冶炼 时间。
在真空精炼过程中,如果钢水温度过高,在低压条件下,耐火材料中氧化物 的稳定性减弱,炉衬极易受钢液和炉渣侵蚀,从而影响精炼操作。
七、出钢温度的确定
无论哪一种炼钢方法、采用何种冶炼工艺,其温度控制的任务之一是保证冶 炼结束时钢液的温度达到钢种要求的温度。 而出钢温度的高低, 取决于钢的熔点、 浇注所需的过热度及出钢和浇注过程中钢液的温度降低值:
T出=上熔+tM热+ At
八、    熔池温度的测量
冶炼过程中, 应适测量熔池温度并进行相应的调整, 使之满足炉内反应的需 要。因此,准确测量熔池的温度是进行温度控制的必要条件。 测量熔池温度的 方法很多,大致可分为仪表测温和目测估温两大类。
九、    终点温度的控制
控制终点温度的办法是加入一定数量的冷却剂,消耗吹炼中产生的富余热 量,使得吹炼过程达到终点时钢液的温度正好达到出钢要求的温度范围。
终点钢水温度主要根据以下原则确定:
(1)所炼钢种的凝固温度。而凝固温度是根据钢种的化学成分而定。
(2)合适的浇注温度。一般要求开浇温度应高出钢种凝固温度 50~100C,小炉子 偏上限,大炉子偏下限。
(3)出钢过程中、钢水在盛钢桶内镇静直至浇注时钢水的降温数。这些数值主要 是根据各厂
的生产条件和经验确定的。 一般讲与出钢时间、 镇能时间、 盛钢捅的 大小和新旧程度及烘烤温度等因素有关。
(4)所浇钢锭锭型的大小。若浇小钢锭,出钢温度要偏高些。
(5)浇注方法。模注或连铸,上注或下注,出钢温度都有不同