A等離子加熱鋼水

中國(guó)科技大學(xué)等單位共同開發(fā)研制的國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)IMW連鑄中間包等離子加熱系統(tǒng)，1994年安裝在馬鋼第二煉鋼2號(hào)連鑄機(jī)上，用于連鑄中間包的鉬水加熱。由于采用等離子體加熱鋼水，彌補(bǔ)了澆鋼過程中鋼水自然降溫?fù)p失，因而可將目前供給連鑄中間包鋼水溫度上限1560~1570℃限制到不大于1540℃。

加熱功率可在0.5~1.0MW間自動(dòng)調(diào)節(jié)，加熱效率為70%，通過調(diào)節(jié)加熱功率，連鑄中間包鋼水溫度可控制在1530~1540℃進(jìn)行澆鋼，基本上接近恒溫澆鋼。

由于澆鋼上限溫度的降低，可使出鋼溫度相應(yīng)降低20~30℃。同時(shí)，可將目前的拉速由0.9~1.2m/min提高到1. 2~I.6m/min，增加了每小時(shí)的拉鋼量。

采用等離子體加熱系統(tǒng)，對(duì)其鑄坯理化指標(biāo)分析結(jié)果表明，鑄坯化學(xué)成分除磷略有增加外，其他成分基本在分析偏差范圍之內(nèi)，鑄坯屈服強(qiáng)度可提高15?20MPa。而抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率與未加熱濤坯相當(dāng);鋼中氮含量略有增加，平均為29X10-6；鋼中全氧含量多數(shù)爐次是降低的，非金屬夾雜物屮的球狀?yuàn)A雜和條狀氧化物金相級(jí)別均有所降低；經(jīng)等離子體加熱的鑄坯低倍質(zhì)量?jī)?yōu)于未經(jīng)加熱鑄坯。

B綜合凈化鋼水新技術(shù)

攀鋼在國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)稀土、堿土金屬綜合凈化鋼水新技術(shù)。這項(xiàng)新技術(shù)使攀鋼具備了大批量生產(chǎn)高附加值優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼和板材的能力，成為我國(guó)目前第二大稀土處理鋼生產(chǎn)廠家。

脫氧，脫硫是凈化鋼水提高鋼材質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。稀土具有極強(qiáng)的脫氧、脫硫能力，對(duì)改善鋼材性能很有好處，但在含氧髙的鋼水中，稀土作用不能發(fā)揮，并且形成大量稀土氧化物污染鋼水，惡化澆注性能，鈣、鋇、鎂等堿土金屬也具有極強(qiáng)的脫氧、脫硫能力，但鈣對(duì)硫化物變性效果不明顯。這項(xiàng)研究使這兩者結(jié)合起來(lái)，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。在開發(fā)以兩項(xiàng)發(fā)明專利為核心的4種稀土堿金屬凈化技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成了3組綜合(復(fù)合)凈化新工藝，以滿足不同鋼種對(duì)凈化工藝的不同要求。近年來(lái)，攀鋼利用這項(xiàng)專利技術(shù)，開發(fā)出十多個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)能力的優(yōu)質(zhì)合金鋼和板材新品種。如2OCrMnTi齒輪鋼質(zhì)量躋身國(guó)際先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)首創(chuàng)O9SiVL汽車大梁板的轉(zhuǎn)爐、連鑄，熱連軋生產(chǎn)工藝，其帶狀組織、冷彎性能、成型性能及同卷性能均優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品。

C中間包鋼水流動(dòng)控制技術(shù)

中間包的鈳水流動(dòng)十分激烈，很容易把渣系夾雜物卷入鋼水中。因此，為了提高鋼的純潔度，為了有效地脫除中間包中渣系夾雜物，就開發(fā)了一種將銅水中渣系夾雜物離心分離的所謂離心流動(dòng)中間包，簡(jiǎn)稱CF中間包。因?yàn)殇撍c渣系夾雜物密度不同，在離心作用下容易分離。CF中間包是圓筒型的，在電磁力作用下，鋼水的夾雜物集中到旋轉(zhuǎn)中心，凈化了的鋼水從CF中間包底部周邊的出鋼口排出。鋼水的夾雜物隨著鋼水回轉(zhuǎn)流動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)而減少?；剞D(zhuǎn)處理720S可使夾雜物減少2/3。另外，CF中間包還能促進(jìn)鉬水脫氧，因?yàn)殇撍惺艿幕旌夏芎艽?，有助于提高鋼水脫氧速度。?shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用CF中間包后鋼中的全氧濃度大約減少了一半。說(shuō)明電磁力控制鋼水流動(dòng)的電磁冶金學(xué)，對(duì)鋼質(zhì)量的提高將會(huì)發(fā)揮重大作用。

D無(wú)氧化加熱技術(shù)

為使連鑄中間包在無(wú)氧化狀態(tài)下加熱，開發(fā)了應(yīng)用蓄熱式熱交換器原理的“高溫Nz噴射加熱器”并在實(shí)際中應(yīng)用。1993年應(yīng)用于連鑄鋼板坯。板坯直接進(jìn)加熱爐。采用2個(gè)中間包，中間包為自動(dòng)交換方式。用后的中間包準(zhǔn)備再使用需保持一定溫度(約900℃)。

過去為保持中間包內(nèi)部溫度，通常采用燒嘴加熱，此時(shí)附著在中間包內(nèi)壁上的渣和鋼被氧化，當(dāng)再使用時(shí)對(duì)鋼水質(zhì)量產(chǎn)生壞影響。為此，日本川崎公司開發(fā)了無(wú)氧化狀態(tài)下的加熱方式。

新加熱方式是采用2個(gè)持有蓄熱體(孔狀耐火材料)的加熱器，將N2加熱到1500℃，然后將高溫Ns噴入中間包內(nèi)再進(jìn)行加熱。 2個(gè)加熱器中，當(dāng)一個(gè)用燃燒氣體加熱蓄熱體時(shí)，另一個(gè)是N2通過蓄熱體，約IOOs交換操作一次，采用此法加熱中間包，中間包內(nèi)的氧濃度從過去的3%降到0.05%以下，進(jìn)而防止中間包內(nèi)產(chǎn)生氧氣(使鑄坯缺陷發(fā)生率減半)，在8h后溫度可保持在約1100℃。

髙溫N2噴射加熱裝置除了用于中間包加熱外，還可用于鋼坯加熱。

E調(diào)螯化學(xué)成分

新日鐵公司室蘭廠的連鑄中間包內(nèi)調(diào)整化學(xué)成分的技術(shù)，該廠用的基礎(chǔ)鋼水是經(jīng)270t 轉(zhuǎn)爐和爐外精煉工序，用通常的工藝生產(chǎn)的鋼水。因此，這種小批量生產(chǎn)工藝同時(shí)也享有一般大規(guī)模生產(chǎn)工藝的優(yōu)越性，在進(jìn)行小批量品種鋼的生產(chǎn)時(shí)，用鋼包將20?30t的基礎(chǔ)鋼水澆鑄到一個(gè)中間包內(nèi)，通過添加合金調(diào)整化學(xué)成分后再進(jìn)行澆注。

為了保證添加的合金能迅速熔化并在中間包內(nèi)均勻地分布，就在中間包上設(shè)置了電磁感應(yīng)加熱裝置。這種裝置不但可以補(bǔ)償熔化合金所需的熱量，而且有攪拌功能，可迅速均勻鋼液的化學(xué)成分和使脫氧夾雜物上浮。從工業(yè)性試驗(yàn)的結(jié)果表明，鐵合金加入中間包后，短時(shí)間內(nèi)就能完全熔化，并在3min內(nèi)就能使鋼液的化學(xué)成分達(dá)到均勻。從向中間包內(nèi)澆鑄鋼液至中間包開澆的整個(gè)鋼液成分的調(diào)整操作在I0min內(nèi)即可完成。