Staalfabriekproces met een ladlekachel

1. Overzicht van het staalfabriekproces met een LF-ladlekachel

Het LF (Ladlekachel) staalfabriekproces omvat het overbrengen van gesmolten staal in de laatste oxidatiestap van een converter of elektrische oven naar een LF-kachel. Hier wordt 50-90% van de geoxideerde slak verwijderd en wordt reducerende slak samen met een desoxidatiemiddel toegevoegd voor reductieraffinage. Door de roertijd, de hoeveelheid slak en het roervermogen tijdens het verwarmen op de juiste manier te verhogen en een volledige slakverwijdering tijdens het tappen te bereiken, kan het zwavelgehalte in het staal verder worden verlaagd tot minder dan 30 ppm voor zwavel ([%S]) en minder dan 20 ppm voor zuurstof ([%O]), wat resulteert in schoon staal.

2. LF-raffinage en desoxidatie

Oplosbaarheid en impact van zuurstof

Zuurstof heeft een beperkte oplosbaarheid in zowel vloeibaar als vast staal, met een aanzienlijk lagere oplosbaarheid in vast staal. In het LF-raffinageproces vertoont gesmolten staal van primaire smelting vaak sterke oxiderende eigenschappen, wat uitdagingen oplevert voor diepe desoxidatie- en ontzwavelingstaken. De gevaren van zuurstof zijn talrijk:

1. Beperking van ontzwaveling: Een hoog zuurstofgehalte of het zuurstofpotentieel van de slak beïnvloedt de zwavelverdeling tussen staal en slak, waardoor de grensvlakspanning wordt verminderd en de aard en hoeveelheid van zwavelhoudende niet-metalen insluitsels worden beïnvloed. Effectieve ontzwaveling vereist voorafgaande desoxidatie.

2. Heroxidatie van koolstof: Wanneer gesmolten staal afkoelt en kristalliseert, scheiden [C] en [O] zich af, wat leidt tot heroxidatie van koolstof en de vorming van CO-gasbellen. Deze bellen tasten de compactheid van het staal aan en veroorzaken defecten zoals porositeit en losheid.

3. Niet-metalen insluitsels: Uitgevallen zuurstof reageert met elementen zoals Si, Mn en Al tijdens stolling, waardoor niet-metalen insluitsels ontstaan die bijdragen aan haarlijndefecten in hoogwaardig staal en verschillende prestatie-indicatoren verslechteren, zoals de evenredigheidsgrens, impactenergie, rek en magnetische permeabiliteit.

4. Synergetisch effect met zwavel: Zuurstof verergert de schadelijke effecten van zwavel door laag smeltende eutectica te vormen met FeO en FeS, waardoor de plasticiteit van het staal verslechtert of schade door warm bewerken wordt veroorzaakt.

Desoxidatiemethoden

In het LF-proces worden precipitatie-desoxidatie en diffusie-desoxidatie vaak gebruikt:

1. Precipitatie-desoxidatie: Dit houdt in dat direct een bulkdesoxidatiemiddel wordt toegevoegd aan gesmolten staal na het verwijderen van geoxideerde slak. De desoxiderende elementen reageren met opgeloste zuurstof om stabiele verbindingen te vormen die zich van het gesmolten staal afscheiden en in de slak terechtkomen. Composietdesoxidatiemiddelen die Al en aardalkalimetalen bevatten, worden veel gebruikt vanwege hun vermogen om composietdesoxidatieproducten met een laag smeltpunt te vormen die de flotatie en verwijdering van insluitsels vergemakkelijken.

2. Diffusie-desoxidatie: Hier wordt een poedervormig desoxidatiemiddel aan het slakoppervlak toegevoegd, waar de desoxidatiereactie plaatsvindt op het grensvlak tussen staal en slak. Door het (FeO)-gehalte in de slak te verlagen, diffundeert zuurstof in het gesmolten staal in de slak, waardoor het zuurstofgehalte van het staal wordt verlaagd.

3. LF-raffinage-ontzwaveling

Zwavel wordt over het algemeen beschouwd als een schadelijk element in staal, dat de kwaliteit op meerdere manieren beïnvloedt. Ontzwaveling is dus een cruciale metallurgische taak bij het staal maken. De LF-kachel biedt gunstige thermodynamische en kinetische omstandigheden voor ontzwaveling, waardoor het belangrijk is voor de productie van staal met een laag zwavelgehalte.

Ontzwavelingsreacties

In tegenstelling tot ontzwaveling met alkalische oxiderende slak, volgen LF-alkalische reducerende slakontzwaveling deze reacties:

1. [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO)
2. [MnS] + (CaO) = (CaS) + (MnO)

Aangezien de meeste zwavel in staal voorkomt als [FeS], is de primaire ontzwavelingsreactie gebaseerd op de eerste vergelijking. De ontzwavelingsefficiëntie hangt af van de basisiteit van de slak, het (FeO)- en (MnO)-gehalte, de hoeveelheid slak en de vloeibaarheid.

Factoren die de ontzwaveling beïnvloeden

• Slakbasisiteit: Binnen een bepaald bereik verhoogt het verhogen van de slakbasisiteit de zwavelverdeling, maar kan de kinetische omstandigheden verslechteren voorbij een bepaald punt.
• Reducerende atmosfeer: LF-raffinage werkt onder een reducerende atmosfeer, waarbij slak met een hoge basisiteit ontzwaveling bevordert.
• Hoeveelheid en vloeibaarheid van slak: Een adequate hoeveelheid en vloeibaarheid van slak bevorderen slak-staalreacties en ontzwaveling. Overmatige slak verhoogt echter de laagdikte, wat de ontzwaveling en de flotatie van insluitsels belemmert en de productiekosten verhoogt.

4. Verwijdering van insluitsels

Argonblazen aan de bodem van de ladel is een cruciale stap vóór continu gieten, die een aanzienlijke impact heeft op de kwaliteit van gesmolten staal en platen. Tijdens de beweging van gesmolten staal botsen insluitsels, condenseren ze tot grotere deeltjes en drijven ze omhoog door de opwaartse kracht (sommige hechten zich aan bellen en stijgen mee met de opwaartse kracht van de bellen).

Insluitselverwijderingsproces

Het insluitselverwijderingsproces via bellen omvat verschillende stappen:

1. Bellen naderen en botsen met insluitsels.
2. Er vormt zich een vloeibare film tussen bellen en insluitsels.
3. Insluitsels oscilleren of glijden langs het oppervlak van de bellen.
4. De vloeibare film wordt uitgestoten en scheurt, waardoor een dynamisch driefasig contactnucleus (TPC) ontstaat.
5. Neem contact op met ons

   Contactpersoon :	Miss. Susan
   Tel. :	+86-13991372145

   Bericht:

   Resterend aantal tekens(20/3000)

   uit:

   Telefoon:

   Contact nu