第一篇:冶金技術
直接還原—將鐵礦石在固態還原成海綿鐵的方法。所得產品稱為直接還原鐵DRI。熔融還原—用鐵礦石和普通煙煤作原料,經流化床直接生產鐵水,使渣鐵分離的方法。人工智能是計算機科學一個重要分支,它主要研究用各種自動機或智能機來模仿人腦所從事的認識、學習、推理、思考、規劃等一系列思維活動。
專家系統”,主要是指特定領域內,具有相當于人類專家的知識和經驗,以及解決專門問題能力的計算機程序系統。神經網絡也稱為人工神經網絡,專家系統與神經網絡同樣都是人工智能處理技術的主要分支。
電磁鑄造是利用電磁感應原理實現無模連續鑄造技術,即液體金屬不與鑄模接觸成形,而是在電磁力約束下液態金屬保持自由表面狀態下凝固成形,其表面呈鏡面,由于在磁場作用下凝固,金屬組織與結構得到改善。
質量控制將一整套行業標準、國家標準、國際標準,及廠內標準,用調用對照表的形式存入計算機,通過工作指令形式下達給過程控制計算機,控制生產過程:a.還原氣氛(石墨電極反應)
b.氬氣攪拌 c.埋弧加熱d.白渣精煉 等離子熔煉的類型
1等離子電弧爐PAF;2等離子感應爐PIF; 3等離子電弧重熔PAR;4等離子電子束重熔PEB;5等離子鋼包精煉。
我國鋼鐵工業發展存在的主要問題1品種質量亟待升級,2布局調整進展緩慢。3自主創新能力不強。十二五”鋼鐵工業發展規劃
1節能減排。2產業布局。3資源保障。4技術創新。5產業集中度。
人類歷史上從鐵器時代開始,鋼鐵就是兵器及生產工具的主要材料。
原因: 1)鐵資源豐富,約占總資源的5%。2)鐵礦石中鐵主要以氧化物和碳酸化合物形式存在,且較易被還原制取,生產成本低。
3)鐵碳合金有較優良的性能。.鋼鐵工業發展的關鍵技術
1)采用新流程、新技術、新裝備代替傳統的全流程生產方式,達到高生產率、高效率、產品優質。
2)節約資源、能源,降低制造成本、投資成本及勞動成本。3)滿足國民經濟各部門對鋼材使用性能及質量上不斷提高的要求。如汽車用深沖鋼板要求:鋼中[C]+[P]+[S]+[O]+[N]+[H]總和不大于0.01%。4)保護環境,根治污染,保持生態平衡。1工序組成是煉焦煤,僅占煤總儲量的10%,已告缺。且煉焦排放大量的有害氣體(CO2,CO,NOX,SO2等),造成溫室效應,嚴格的排放標準出臺后,焦化工序將首先被淘汰。不用高爐,將鐵礦石還原成海綿鐵的直接還原煉鐵法以及生產成鐵水的熔融還原法。
2缺點:大功率交流電弧爐的電弧穩定性差,對電網沖擊大,產生強烈的電壓閃爍,造成噪聲污染。
3)爐外精煉是提高質量、增加產量,降低成本的有效手段4工業又一次重大革新
56)真空冶金是生產超級合金的重要手段目前在凝殼熔煉、懸浮熔煉、冷坩堝熔煉及真空電弧雙電極重熔等方面有新的突破。
濺渣補爐的基本原理是在轉爐出鋼后,調整終渣成分,并通過噴槍向渣中吹氮氣,使爐渣濺起并附著在爐襯上,形成對爐襯的保護層,減輕煉鋼過程對爐襯的機械沖刷和化學侵蝕,從而達到保護爐襯、提高爐齡的目的。濺渣護爐操作步驟:
1)將鋼出盡后留下全部或部分爐渣;2)觀察爐渣稀稠、溫度高低,決定是否加入調渣劑,觀察爐襯侵蝕情況;
3)搖動爐子使爐渣涂掛到前后側大面上;4)下槍到預定高度,開始吹氮、濺渣,使爐襯全面掛上渣后,將槍停留在某一位置上,對特殊需要濺渣的地方進行濺渣;5)濺渣到所需時間后,停止吹氮,移開噴槍;
6)檢查爐襯濺渣情況,是否需局部噴補,達到要求,出渣,濺渣操作結束!真空脫氣(1)脫氫
? 根據脫氣裝置幾何尺寸,操作工藝
及條件、鋼種及預脫氧狀態不同,脫氫的效果有差異
? 真空度是直接關系脫氫的主要因素(2)脫氮
? 去氮效果與其真空處理方法,裝置
結構與尺寸,鋼水預脫氧程度,系統真空度等因素有關
? 由于鋼中氮的溶解度、擴散速度慢,存在易于氮化的合金元素(Mn、Cr、Al、Zr、B),真空脫氮的效果僅為10-15%左右
(3)脫氧
? 碳在鋼中的擴散速度比氧大,故氧的傳質是真空下脫氧反應的控制環節
3)合成渣洗 4)噴粉精煉
? 擴大鋼渣接觸比面積,改善鋼液內
部冶金反應的熱力學和動力學條件 ? 夾雜物變性 5)鋼水加熱(1)電弧加熱(2)化學加熱
? 鋁熱法 硅熱法
CO燃燒法PF法直接還原鐵工藝主要特點
1、反應室與燃燒室分隔,產品金屬化率高。預熱段、還原段、冷卻段分別采用不同材料和結構,能連續生產,比反應罐法生產率高,能耗低;而且罐體不像隧道窯中那樣反復加熱、冷卻,壽命長。
2、能像回轉窯和轉底爐一樣連續生產,但爐體不動而爐料自動下落,爐氣逆流上升,設備簡單可靠,有利于加熱和直接還原反應進行,可方便地控制爐料還原溫度和時間,利用系數高、作業率高,能源和原料消耗低;
3、直接還原與反應罐法和回轉窯法一樣采用外配碳,還原劑和脫硫劑可適當過量,確保還原和脫硫效果,又不增加產品灰分,使得原燃料選用范圍廣、工藝設備簡單、產品質量好,而投資少、成本低;
4、反應室、燃燒室間隔排列,機構緊湊,每組反應罐都是一座獨立的還原設備,若干組并列、組成各種生產能力的還原爐;
5、適合作為煤基直接還原鐵工藝主體設備,也易改造為氣基法豎爐和其他工業爐窯。電子束熔煉原理在高真空條件下,陰極由于高壓電場的作用被加熱從而發射出電子,電子匯集成束,電子束在加速電壓的作用下,以極高的速度向陽極運動。穿過陽極后,在聚焦線圈和偏轉線圈作用下,準確地轟擊到結晶器內的底錠和物料上,使底錠熔化形成熔池,實現熔煉過程。
? 電子束爐的優點:
1)無耐火材料坩堝,熔煉金屬不會被玷污;
2)功率密度高,可熔煉任何難熔金屬;3)爐內真空度高,熔煉材料的純度高;4)對被熔原材料形狀限制很小,制備費用低。
? 電子束爐的缺點:
1)合金成分控制比VIM困難;
2)設備復雜,需采用直流高壓電源,操作和維護技術要求高;
3)會產生對人體有害的X射線,需采取保護措施。
1.高爐煉鐵系統包括:高爐本體,上料系統,裝料系統,送風系統,煤氣回收及除塵系統,渣鐵處理系統,噴吹系統,動力系統。2.煉鐵精料的內容是:
3.高爐有效容積利用系數:每晝夜、每m3高爐有效容積的生鐵產量,即高爐每晝夜的生鐵產量與高爐有效容積之比。
4.焦比(K):焦比是指冶煉每噸生鐵消耗的焦炭量,即每晝夜焦炭消耗量與每晝夜生鐵產量之比。
5.煤比 :冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量稱為煤比。
6.綜合焦比K綜:是將冶煉一噸生鐵所噴吹的煤粉或重油量乘上置換比折算成干焦炭量,在與冶煉一噸生鐵所消耗的干焦炭量相加即為綜合焦比。
7.綜合燃料比K燃:指冶煉一噸生鐵消耗的焦炭和噴吹燃料的數量之和。
8.冶煉強度(I):冶煉強度是每晝夜、每m3高爐有效容積燃燒的焦炭量,即高爐一晝夜焦炭消耗量與有效容積的比值:
第二篇:冶金技術工作總結
冶金技術工作總結
冶金技術工作總結2007-12-08 14:59:12第1文秘網第1公文網冶金技術工作總結冶金技術工作總結(2)冶金技術工作總結
在集團公司的正確領導下,在公司全體員工的共同努力下,2005年4月份我公司順利投產,投產后我們一手抓安全,一手抓工藝技術,實現了五六月份安全生產,并達到了設計產量,現將上半年的技術工作總結如下:
一、重視開爐工作
開爐是高爐一代壽命的開始。開爐工作的好壞對高爐今后能否正常生產有著極大的影響。
因高爐生產是連續性作業,各工序之間有著不可分割的聯系,要保證開爐順利,對生產的各個相關環節必須進行仔細檢
查,認真做好各項準備工作。為此,我們著重做好以下幾個方面: 1、原燃料準備
因開爐前燒結機不能生產,原料條件極差,為保證開爐正常進行,對開爐原料做了詳細的分析與準備,對焦炭、礦石、石灰石、白云石、生石灰、白云石粉等高爐用料和燒結用料,從產地、質量、資源狀況、供料能力、質量保證等各個方面進行分析研究對比,從中擇優選取,結合本地資源情況,確定使用全生礦開爐(進口生礦 本地生礦),實踐證明這一選擇是正確的,雖然條件較難,但由于我們準備充分,安排合理,因而確保了開爐成功、爐況順行,并且在設備故障頻發的情況下,保持了高爐順行。2、設備檢查與試運轉
進行單車、聯動、帶負荷聯動等方式,對設備進行了檢查、驗收和試運轉。但由于時間緊,各種問題在試運轉期間未能全部暴露出來。因此在投產后相當長一段時間里,設備問題出現較多,影
響了高爐生產進程。在此情況下,我們利用各種操作制度合理調劑,嚴格執行,使高爐順行,未受多大影響,經受住了各種情況的考驗。
3、高爐、熱風爐烘爐
本高爐和熱風爐為冬季所建,含水較多,為確保開爐順利,制訂了高爐、熱風爐烘爐方案,并由天津烘爐公司進行烘爐。嚴格按烘爐曲線烘爐,并組織三班人員,嚴格進行檢查、記錄。因此,烘爐基本上達到了預訂要求。
4、加強操作人員培訓 我們初次涉足冶金行業,工藝新、人員新、素質低等問題比較突出,為確保開爐和今后生產能正常進行,不斷強化職工培訓工作,通過考核上崗激發員工學習意識。同時,重要崗位聘請了一部分經驗豐富的技師進行傳、幫、帶,取得了顯著效果。經過一段時間的磨合,崗位工的操作水平和責任心都有了很大提高,現已基本適應生產需要,完成了由生到熟的轉變過程,下一步要盡快完成
由熟到巧的轉變。
二、建立各種技術管理制度
建立以安全技術操作規程為核心的各種技術管理制度,是正常生產得以進行的可靠保證。“學規程、考規程、用規程”活動在各分廠、部門都廣泛深入、扎實開展。做每一件事都有規程可依,有章可循,因而少走了不少彎路,培養了員工嚴肅認真的工作作風。
三、加強員工技術培訓
為滿足高爐生產要求,必須建立一支紀律嚴明、技術過硬的職工隊伍。公司、各分廠、各部門建立了各種形式的培訓班,并制訂了各種培訓計劃,學習演練應急預案,部署長遠規劃,為公司安全生產、穩定高產創造良好的軟件環境。
四、建立以工藝為龍頭,以高爐為中心的思想
高爐生產是一個大工業連續性生產,各工序必須緊密配合,才能確保生產正常進行。為此公司強調以工藝管理
為中心來強化管理,真正做到“全廠圍著高爐轉,高爐圍著爐內轉”拉緊各部門、各分廠與高爐的聯系,做到心往一處想,勁往一處使,樹立全廠一盤棋的思想。
五、以高爐規范化操作作為核心,加強高爐操作管理,高爐吞吐量大,原燃料量大,質量變化不可避免,為適應客觀情況變化。工長精心操作,嚴細管理,就顯得十分重要,為使三班統一操作。因此實行規范化操作是一個很好的措施,它使工長辦事有目標,行動有依據,檢查有標準,使高爐爐況時時處于可按制狀態,做到原料差時保高爐。原料好時,要降焦比,多出鐵。為高爐長期穩定順行,高產低耗打下了一個好的基礎,對出現的問題按公司要求做到一事一分析,徹底查明了原因,明確了責任,找到了預防措施,逐步提高了工長責任心和操作高爐的水平。
六、下半年工作計劃
1、繼續深入開展全員培訓,完成從熟到巧的過渡。
2、工長推行標準化作業,使各項日常工作有依據、有標準。
3、在可能條件下,工長實行動態管理,充分調動工長積極性。
4、抓好以安全技術操作規程為主的各項技術規程的考核和落實工作,加強基礎技術管理。
5、修訂原燃料標準,優化原燃料組合,做好增產、降耗的基礎工作。
6、積極消化、吸收、成功的先進經驗和技術措施,不斷提高各項技術指標。
7、提倡“干一行,愛一行,專一行”先是崗位練兵,有條件通過技術比武,給職工創造一個熱愛工作、積極向上、鉆研業務的外部環境,建成一個守紀律、素質高,業務強,能戰斗的職工隊伍。陽光冶金薛躍
二OO五年八月二十四日
冶金技術工作總結
第三篇:冶金技術專業介紹
冶金技術專業介紹
一、專業亮點
冶金技術專業開辦于1985年,是學院國家骨干高職院校和四川省示范高職院校建設重點建設專業,是直接服務釩鈦鋼鐵產業和區域經濟、最能體現學院辦學特色的專業之一。該專業開發實施的“校企所耦合、虛實境訓教、企業頂崗實習”的人才培養模式適合冶金行業人才的培養,獲得了全國冶金類職業院校同行的一致好評。
二、培養目標
培養具有良好的思想品質、勤奮敬業、有責任意識和創新意識,掌握高爐煉鐵、轉爐煉鋼、鈦產品生產、釩制品生產等的基本原理、工藝、主要設備的工作原理、結構、使用與維護等專業知識,具有較強的釩鈦產品生產工藝操作、設備操作、工藝規程制定等專業技術應用能力和實踐技能,適應現代化釩鈦鋼鐵一線生產、工藝操作、管理等部門工作的高端技能型專門人才。
三、就業情況
本專業畢業生就業依托攀西釩鈦鋼鐵冶金企業,立足攀西、面向西部、服務全國。近年來,畢業生首次就業率均超過97%,專業對口率超過85%,用人單位對畢業生的總體滿意率超過96%。如:畢業生侯某,就職于攀鋼提釩煉鋼廠,曾獲得全國五一勞動獎章,四川省十大杰出青年等30余項獎勵。畢業生劉某,就職于攀鋼提釩煉鋼廠,曾獲得全國“澆鋼王子”的稱號,畢業生達某,就職于江蘇某鋼鐵集團,年薪30余萬元。
第四篇:金屬回收技術論文_冶金技術論文
[摘要]本文從介紹冶金廢渣和有價金屬入手,闡述了我國金屬資源短缺的現狀,提出從有色冶金廢渣中回收利用有色金屬的必要措施,介紹分析了從有色冶金廢渣中回收有價金屬的幾種技術,為今后有價金屬得回收利用技術的提高與進步提供了基礎的支持。
有色金屬在冶煉工程中,會產生很多各種各樣的廢渣,據統計,目前我國的冶煉廢渣年排放量約為5000多噸。這些廢渣中的有價金屬幾乎不經過任何處理就露天堆放在土地之上,它們的組成成分比較復雜,長期下去,有價金屬得不到很好得轉化,往往就會對周圍的環境造成不同程度的破壞。因為廢渣中還有很多有價金屬成分,所以對于它們的處理應該是重新回收,二次利用。
一、有色冶金廢渣及有價金屬概念的含義
1.有色冶金廢渣
有色冶金廢渣是指有色金屬生產冶煉過程中產生的各種有色金屬渣,如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等。有色金屬渣水淬后大多是呈亮黑色的致密顆粒,含有大量的硅酸鐵(鐵橄欖石),一般達60~70%。
2.有價金屬
有價金屬是指在提煉金屬的原料中,除主金屬外,具有回收價值的其他金屬。有色重金屬的冶煉原料中,這些有價金屬多為貴金屬和稀散金屬。
二、有價金屬回收的必要性
金屬資源是人類社會的寶貴財富,是人類發展必不可少的物質基
礎。現階段我國金屬礦業面臨嚴峻挑戰,除極少數礦種如銻、稀土可持續利用外,很多與國計民生息息相關的礦產資源都處于短缺狀態。為解決這個問題,二次資源利用起著重要的作用。因此,從有色冶金廢渣種回收有價金屬將有巨大的發展前景。
三、有價金屬回收技術分析
目前,有色冶金廢渣中金屬回收主要采用選冶、火法冶煉和濕法冶煉等技術。
1.選冶
選冶技術主要用于有色金屬尾礦中有價金屬、非金屬的回收利用。尾礦中有色金屬與金銀品位普遍較低甚至很低,工業產品以粗精礦為主,回收率不高,經濟效益不顯著,礦山企業的積極性不高。因此,應該針對尾礦的表面物理化學性質,采用適合尾礦再選的新型選礦流程或新型藥劑直接選出最終合格精礦,使尾礦再選產生顯著的經濟效益,使尾礦中伴存的有色金屬和金銀的綜合回收工作步入良性循環發展。
2.濕法冶金
濕法冶金這種冶金過程是用酸、堿、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然后用水溶液電解等各種方法制取金屬。此法主要應用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。其他難于分離的金屬如鎳-鈷,鋯-鉿,鉭-鈮及稀土金屬都采用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離,都取得顯著的效果。濕法冶金主要步驟為:
①將原料中有用成分轉入溶液,即浸取;
②浸取溶液與殘渣分離,同時將夾帶于殘渣中的冶金溶劑和金屬離子洗滌回收;
③浸取溶液的凈化和富集,常采用離子交換和溶劑萃取技術或其他化學沉淀方法;
④從凈化液提取金屬或化合物。在生產中,常用電解提取法從凈化液制取金、銀、銅、鋅、鎳、鈷等純金屬。鋁、鎢、鉬、釩等多數以含氧酸的形式存在于水溶液中,一般先以氧化物析出,然后還原得到金屬。20世紀50年代發展起來的加壓濕法冶金技術可自銅、鎳、鈷的氨性溶液中,直接用氫還原得到金屬銅、鎳、鈷粉,并能生產出多種性能優異的復合金屬粉末,如鎳包石墨、鎳包硅藻土等。這些都是很好的可磨密封噴涂材料。
濕法冶金在金屬提取中具有日益重要的地位。濕法冶金過程有較強的選擇性,即在水溶液中控制適當條件使不同元素能有效地進行選擇性分離,原料中有價金屬綜合回收程度高,有利于環境保護,并且生產過程較易實現連續化和自動化。因此,復雜的冶金廢渣和尾礦的開發利用更多地依賴濕法冶金新技術的開發。
如在鉛鋅精礦燒結焙燒時,精礦中鉛、鎘、鉈、汞及其化合物易于揮發,富集在煙塵中,汞則絕大部分進入煙氣中。這樣的燒結煙塵年產約17 000t,主要組成質量分數為(%):Pb50-60、Zn1.5、Cd5.0-6.0、Ti0.12-0.15、Hg0.1-0.2、Au0.9g/t和Ag 300g/t。由于此類煙塵是在氧化性氣氛下揮發,鎘和鉈的可溶率較高,從含鎘煙塵中單獨提取
鎘、鉈可直接采用濕法流程處理,主要步驟是:酸性浸去-凈化-鋅粉兩次置換-海綿鎘、含鉈海綿鎘-氧化-水浸、凈化、置換-海綿鉈-壓團熔鑄-金屬鉈,海綿鎘送精餾提純產出精鎘。
四、結語
總體來看,我們以后還需要在以下三方面進行努力:首先是開發新技術,引用國外現有的先進技術,盡量將成本降低,縮短技術應用周期;其次是深入研究有色冶金廢渣的特性。爭取更多途徑利用冶金廢渣中的有價金屬;最后政府應該完善政策,鼓勵、引導專業設施、專業企業及專業人員的介入,共同為我國金屬資源的可持續發展而努力。
參考文獻:
[1]劉清,招國棟,趙由才.有色冶金廢渣中有價金屬回收的技術及現狀[J].有色冶金設計與研究,2007,(03).[2]陳進利,吳勇生.有色冶金廢渣綜合利用現狀及發展趨勢[J].中國資源綜合利用,2008,(10).[3]沈維民.工業廢料中有價金屬的回收[J].湖南有色金屬,2002,(02).有色冶金廢渣中有價金屬回收技術分析
班級:無機11姓名:李博昊學號:1133020120
第五篇:中間包冶金技術(定稿)
中間包冶金技術
摘要:分析了連鑄坯中夾雜物的來源和澆注過程中的二次氧化問題。介紹了國內外先進煉鋼廠(新日鐵、JFE、克魯斯、迪林根、浦項和寶鋼等)中間包夾雜物的去除與控制措施。通過增大中間包容量、采用H型中間包或離心流動中間包、設置中間包氣幕擋墻和中間包控流裝置,優化中間包結構。通過采用中間包密封吹氬技術控制中間包開澆的二次污染;采用匯流旋渦抑制器防止中間包澆注過程中卷渣;采用堿性包襯和堿性覆蓋劑、中間包無氧化烘烤與電磁感應加熱、中間包連續真空澆注處理和電磁過濾,可以降低鋼水二次污染,防止二次氧化,促進夾雜物上浮,提高鑄坯的質量。
前言:隨著對鋼的質量要求日益提高,開發了各種鋼包精煉技術,其目的就是提高潔凈度,把鋼水搞“干凈”些。而中間包是連鑄鋼包與結晶器間的一個耐火材料容器。經過爐外精煉的鋼水可以說是“干凈”了,但澆到中間包后又可能再污染。因此,不能把中間包看著是一個簡單的鋼水過渡容器,而應把它看著是一個連續的冶金反應器,鋼包精煉中采用的措施可以移植到中間包,以進一步凈化鋼液。為此提出了中間包冶金的概念,受到了人們的重視。連鑄坯中夾雜物的來源
從煉鋼生產流程來看,鑄坯的潔凈度主要取決于鋼水進入結晶器之前的煉鋼、精煉和中間包冶金工序,鋼水中夾雜物的主要來源是內生夾雜物和外來夾雜物。
1.1內生夾雜物
內生夾雜物主要是脫氧產物,是鋼中的合金化元素與溶解在鋼水中的氧以及硫、氮的反應產物。如鋁鎮靜鋼,脫氧產物以A1?0?,為主;硅鎮靜鋼,脫氧產物以MnO·SiO?:為主;鈣處理鋼,脫氧產物以mCaO·nAl ?0 ?、mCaO·nAl?0?·X為主;鈦處理鋼,脫氧產物以TiO?、A1?0?、TiN、A1?0?與TiN復合夾雜物為主。內生夾雜物數量多,顆粒較小(一般小于10μm),分布較均勻,成分簡單,對鋼的質量危害較小。
1.2外來夾雜物
外來夾雜物是指從煉鋼到澆注的過程中,二次氧化產物和機械卷入鋼中的各種氧
化物。外來夾雜物數量少,尺寸較大,多在30-300μm,成分復雜,在鋼中呈偶然分布,對鋼質危害大。優化中間包結構
2.1增大中間包容量
中間包容量影響到中間包液面高度和中間包鋼水在包內的停留時間。大容量中間包可以保證更換鋼包時中間包內的鋼水處于相對穩定狀態,防止卷渣。為了避免卷渣,中間包鋼水必須在最小深度以上操作。北美20世紀80年代以后投產使用的中間包容量均為45 t以上,其中最大的中間包容量為70 t。日本的中間包容量均在60 t以上,最大的中間包容量達84 t。
據報道,克魯斯公司的中間包由25 t擴大到45 t后,不僅氧化鋁夾雜數量減少,而且夾雜物在鑄坯內弧側聚集的現象也明顯減少[1]。國內某鋼廠對薄板坯用中間包進行水模擬實驗后發現:增大中間包容量(在相同控流裝置條件下,提升中間包內鋼水液位50 mm),鋼水靜置時間延長約10 s,死區減少3%。有研究表明,在控流裝置相同的條件下,60 t中間包比10 t中間包夾雜物去除率明顯提高,鋼水的潔凈度大大改善[2,3]。中間包容量對鋼水清潔度的影響見表1。還有人認為在相同的擋墻條件下,中間包加高能延長鋼水停留時問約30%,有利于鋼中夾雜物的上浮分離[4]。
2.2設置中間包控流裝置
中間包控流裝置的設置對其包內非金屬夾雜物的上浮、均勻鋼水溫度和成分起著至關重要的作用。國內外許多冶金工作者為強化中間包的冶金作用建立了中間包流場模型,但其對于滿足當前生產高質量鋼種要求是否具有實際意義尚無定論。近年來,中間包內主要的控流裝置有擋墻、壩、過濾器、湍流控制器和中間包底部吹氣及其組合裝置。
2.2.1 擋墻、壩
在中間包中安置堰和壩,可以有效改變鋼水流向,延長鋼水停留時間,有利于夾雜物的上浮。
在中間包中,壩和堰通常一起使用,以獲得理想的中間包鋼水流動和冶金效果。有實驗比較了裝與不裝壩(或壩和堰)中間包內鋼水的最短停留時間[5],結果是沒有控流裝置的中間包最短停留時間延長,并且鋼水在較寬中間包內的最短停留時間隨著壩高的改變而改變。但壩高應限定在一定范圍(0.25~0.75 H,H 為中包熔池深度)才有效果。如果壩高超出了上限值,最短停留時間反而會縮短。但是,德國馬普斯技術中心研究結果表明[6],中間包擋墻促進夾雜物上浮的作用并不明顯。因此,在歐洲各個鋼廠推廣使用的是無擋墻中間包技術 3 防止中間包澆注過程的二次污染
日本住友金屬鹿島廠的實驗結果表明,從冶煉設備經鋼包和中間包出鋼,如不加以保護,鋼水中將有約70%的夾雜(內在夾雜和外來夾雜)來自于中間包。這些夾雜在中間包內如不加以分離,將對鑄坯質量和冶金工藝產生嚴重危害。過去,為了去除中間包內夾雜物,采用的技術主要是防止鋼水再污染:換包時盡量減少鋼包渣的卷入、鋼包到中間包采用長水口澆注、防止鋼水與包襯耐火材料發生反應、中間包加蓋等保護技術。近年來,為進一步滿足市場對高質量產品的需求,當今國內外圍繞中間包開發了一系列提高澆注鋼水質量的相關技術[8]。中間包冶金新技術
4.1 中間包加熱技術
鋼包更換時,由于新鋼包內鋼水的密度與已注入中間包內鋼水的密度之間存在差異,從而影響了中間包內鋼水的流動形態,而密度的差異主要是源于鋼水之間的溫度差。中間包加熱可以消除鋼水之間的溫度差。
4.1.1 等離子加熱技術
Bghedelstahl鋼廠的水平連鑄機上應用了等離子加熱器。直流等離子槍的加熱彌補了鋼水在中間包內的熱量損失,并以將鋼水加熱到所要求的溫度。NKK京浜廠采用14 MW直流轉移型等離子弧加熱,可將中間包內的鋼水溫度控制在目標溫±10%之內;在鋼包更換期間,等離子加熱可將中間包內鋼水的溫降控制在5℃之內。通過精確地控制中間包內的鋼水溫度,產品的中心偏析現象消失,生產率提
高。有研究指出[7],采用等離子加熱法時,中間包加蓋,并采用氣體攪拌均勻熔池,中間包熱傳輸性好,熱利用率高,達到了去除夾雜物的目的。
4.1.2氮氣流加熱技術
為降低中間包耐火材料損耗,改進鋼水質量,國外有些鋼廠以前曾采用煤氣燒嘴預熱器來維持熱量。但這種預熱會導致循環使用的中間包內殘余物的再次氧化。被氧化的殘余物(如FeO)會與鋼水中的鋁起反應,產生Al ?0 ?。夾雜,從而降低尤其是初始澆注爐次的鑄坯質量。其后進行過向循環使用的中間包內吹入惰性氣體的無預熱密封防氧化操作,但必須調節密封氣體的流速以保證澆注順利開始的最低中間包溫度(900oC)。
4.2 中間包連續真空澆注處理
俄羅斯的研究人員在連鑄過程中對鋼水進行連續真空處理,利用如圖1所示的裝置進行脫氣和去除夾雜物。
圖5 連續真空處理裝置
此項技術工藝布置緊湊、投資省、占地面積小、操作方便,脫氣效果比其他真空處理方法優越。但是,由于該裝置位于鋼包與中間包之間,可調范圍小。
4.3電磁過濾
電磁過濾原理是根據非金屬夾雜物與熔體導電性的差異,在電磁場作用下非金屬夾雜物與熔體的運動規律不同,使非金屬夾雜物與熔體分離。分析得出,采用電磁過濾法比普通過濾方法可更有效去除鋼水中小于10μm的非金屬夾雜物。
4.6連續測溫技術
連鑄中間包鋼水溫度測量是控制鑄機拉速、提高澆成率的一項重要監測指標。基于在線黑體空腔理論的研究成果,有人提出了一種新型的鋼水連續測溫方法[9]。該方法通過在線黑體空腔輻射特性的研究,有效解決了在線黑體空腔“非密閉性”和“不等溫性”對測量的影響。實踐證明該方法具有較高性能價格比:測量誤差≤(±3)℃,測溫管壽命可達20~40 h,測溫成本與現行的快速熱電偶實際消耗相當或略低,同時低于鉑銠熱電偶連續測溫。還有人研發了以高溫快速光纖比色溫度傳感器為核心的測溫系統[10]。它顯著特點是響應速度快、使用壽命長、抗電磁干擾、靈敏度高,使用溫度區間為800—2 400℃。另外還有人提出了輻射測溫方法,即紅外系統[11]。結語
隨著用戶對鋼材質量要求的進一步提高,中間包的精煉功能也越來越重要。
(1)生產高附加值鋼材用鑄坯,必須對鋼包到中間包、中間包鋼水液面和中間包到結晶器過程全程保護澆注,同時在鋼包到中間包和中問包到結晶器問要防止吸氣和匯流旋渦卷渣。
(2)設置合理的中間包結構(上下擋墻、湍流抑制器、旋渦抑制器)不僅可以最大程度防止吸氣、卷渣,而且可提高去除夾雜物的能力。
(3)電磁攪拌離心流動對去除中間包內夾雜物效果顯著。
(4)連續真空處理對脫氣和去除夾雜物有良好效果,但其可調性差,電磁過濾作為去除夾雜物的輔助方法。