LF 炉智能吹氩的研究与应用.doc

LF炉智能吹氩的研究与应用
孙翠华
(山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼钢厂,莱芜;271104)
摘要:莱钢炼钢厂通过安装智能吹氩设备,建立LF炉智能吹氩标准,并对吹氩软件进行完善改进,实现了氩气流量的精确、稳定控制,提高了H型钢的铸坯质量,降低了能源消耗,提高了包衬寿命。
关键词:LF精炼;炉钢;包智能吹氩
0 前言
莱钢炼钢厂4号转炉—4号LF炉—4号连铸机主要配套生产中型H型钢。H型钢生产对钢水的洁净度要求较高。精炼工序担负着去气、去夹杂、净化钢水的任务。由于该生产线中的转炉冶炼及浇注周期只有25min左右,这就要求LF炉在短时间内达到较好的冶炼效果,能够和炉—机匹配高效快速生产。而钢包底吹氩技术具有强搅拌力、成分及温度均匀的良好冶金特点,为此在4号LF炉中设计并安装了智能吹氩系统,并对吹氩工艺进行优化。根据精炼不同时间段的精炼目的,选择不同的吹氩模式,制定吹氩标准化操作,指导钢水吹氩操作,实现快速化渣、提温,加速钢渣循环,避免卷渣、二次氧化和吸气,降低耐材冲刷侵蚀、氩气消耗,延长电极寿命。
1 钢包底吹氩基本原理
钢水进入钢包后,将氩气通过钢包底部的透气砖不断吹入钢液中,形成大量的小氩气泡,这些小气泡对于钢水中的有害气体N2、O2、H2等来说,相当于一个个小“真空室”,这些小“真空室”内其他气体的分压力几乎为零,于是溶解在钢液中的其他气体不断向氩气泡中扩散;扩散过程中,氢和氮在氩气泡中的分压力随着气泡上升而增加,但气泡在钢液中受热膨胀,因而氢和氮的分压仍能保持较低的水平,故上浮过程中继续吸收氢和氮,最后随着氩气泡上浮而逸出钢液。另外,氩气上浮时引起的钢液搅动,提供了气相成核和夹杂颗粒碰撞的机会,有利于气体及夹杂的排除。
2 原底吹氩工艺现状
炼钢厂老区尽管采用了双透气砖吹氩技术,增强了吹氩效果,但由于采用手动调节压力,仍存在很多缺陷:
1)吹氩操作靠手动调节氩气压力阀门,流量控制精度低,流量调节反应滞后,不利于吹氩过程的稳定控制,氩气浪费严重。
2)无法精确控制软吹过程,致使钢水卷渣严重,影响铸坯质量。
3)仅靠氩气压力表检测氩气流量(无流量计),由于工作现场的恶劣环境,常常造成测量误差增大,吹氩效果控制较差。
4)自动化程度低,吹氩过程靠肉眼观察判断钢水裸露面及透气砖透气性状况,可靠性差。
5)靠压力阀门控制氩气流量,易造成流量失控,对透气砖耐材侵蚀冲刷较严重。
3 智能吹氩基本原理
氩气由气源经管路首先进入手动球阀,在球阀后设调压阀,将氩气减压到所需压力。氩气从手动球阀出来后进入电磁阀。电磁阀的作用是控制氩气进入钢包。在电磁阀后设置气动薄膜调节阀,用来调节氩气的流量,由气动薄膜调节阀出来的氩气进入流量计。流量计配有变送器将流量讯号转化为电流讯号,根据此讯号即可显示出氩气流量。在流量计后端设有压力变送器,压力变送器将此处的压力讯号转化为电流讯号,根据此电流讯号即可显示出进入钢包的氩气压力。精炼吹氩操作可在主控室内通过工控机控制,也可在炉前操作箱操作,氩气流量、压力由PLC根据冶炼工艺要求,不同的冶炼阶段采用不同的吹氩流量,且在每一阶段保证吹氩流量的恒定[1]。该系统设有一高压旁通支路,当钢包的透气砖堵塞时,接通次支路可将高压氩气直接吹至透气砖,消除透气砖的堵塞状态。
4 LF精炼吹氩工艺优化
不