平爐鋼是指用平爐冶煉的主要是碳素鋼和普通低合金鋼，按爐襯材料性質又分為酸性平爐鋼和鹼性平爐鋼。在平爐熔池中用氬氣處理鋼水的工藝。在容量為150、300和430t平爐中進行了試煉。鋼是按現行工藝用廢鋼一礦石法熔煉的。通過爐頂傾斜氧槍進行金屬吹Ar， 噴吹氣體消耗量為400～1200m /(h·槍)。採用YKOC-1感測器檢查噴吹前、後熔體中的氧活度。在熔煉組中，由爐內選取金屬和渣子試樣。
基本介紹
- 中文名：平爐鋼
- 外文名：open health steel
- 原料：廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑
- 分類：酸性和鹼性
- 燃料：氣體或液體燃料
- 學科：冶金工程
簡介,原理,關於平爐鋼節能,用氬氣處理平爐鋼,
簡介
平爐煉鋼使用的氧化劑通入的空氣和爐料里的氧化物，（廢鐵，廢鋼，鐵礦石）。反應所需的熱量是由燃燒氣體燃料（高爐煤氣，發生爐煤氣）或液體燃料（重油）所提供。
原理
平爐的爐膛是一個耐火磚砌成的槽，上面有耐火磚製成的爐頂蓋住。平爐的前牆上有裝料口，裝料機就從這裡把爐料裝進去。熔煉時關上耐火磚造成的門。爐膛的兩端都築有爐頭，爐頭各有兩個孔道，供導入燃料與熱空氣，或從爐里導爐氣之用。
平爐煉鋼所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑（石灰石和生石灰）。開始冶煉時，燃料遇到導入的熱空氣就在燃料面上燃燒，溫度高達1800℃。熱量直接由火焰傳給爐料，使爐料迅速熔化 （鐵的熔點是1535℃，鋼略低）。同時有一部分熔化的生鐵生成氧化亞鐵，生鐵里的雜質矽、錳被氧化亞鐵氧化，生成爐渣。由於爐里放有過量的石灰石，磷與硫等雜質就生成磷酸鈣和硫化鈣成為爐渣。其次碳也進行氧化，生成一氧化碳從熔化的金屬里冒出，好象金屬在沸騰一樣。
反應快要進行完畢的時候，加入脫氧劑並定時把爐渣扒出。在冶煉將完成時要根據爐前分析 （用快速分析法，幾分鐘可完成）來檢驗鋼的成分是否合乎要求。煉得的鋼從出鋼口流入鋼水包里，再從鋼水包注入模子裡鑄成製品或鋼錠。
為了提高爐溫，氣體燃料要在蓄熱室里進行預熱。
在平爐里不但可加入液態生鐵，而且可以加入固態的生鐵以及加工以後的廢鐵和鐵礦石等。另外，在平爐里如果用30%的富氧空氣鼓風，同時在熔化的金屬里吹入氧氣，可使生產率提高80%，冶煉的時間縮短2~4小時，並可節約燃料，富氧空氣也不需要預熱。
關於平爐鋼節能
平爐鋼的節能是個綜合指標, 受多方面因素的影響和制約。平爐用氧降低了冶煉時間和重油消耗。除耗氧外, 也造成了鋼鐵料消耗的增加。
自從煉鋼廠平爐都改為頂吹氧以來, 隨著用氧工藝的進步, 在鋼鐵料相應降低的情況下, 油耗大幅度下降, 這是應當肯定的。但實際上影響因素要複雜的多, 各種能耗也存在著平衡。如爐後實行紅( 鋼水) 罐出鋼, 降低了出鋼溫度並減少了低溫廢品, 節約了重油, 但要多消耗煤氣; 提高爐齡相應地減少了開停爐時的烘爐重油消耗, 有利於節油; 改善管理, 減少故障保溫時間、煉爐時間來提高作業時間;減少高溫鋼, 降低平均出鋼溫度等等都是節油措施。世界上先進平爐都是採用強化燃燒, 用增大爐子供熱能力而縮短熱工期的時間來節能的。包鋼高爐因礦石品位低, 焦比高, 實際上生鐵能耗要高於全國水平, 因此油耗與加鐵能耗也存在著制約關係。
節能的工作會愈來愈寬, 涉及的知識和因素也愈來愈多, 使評價某個因素愈加困難, 從另一角度看, 提高鋼廠成材率和降低鋼鐵料消耗對平爐鋼的節能會更有意義。
用氬氣處理平爐鋼
在平爐熔池中用氬氣處理鋼水的工藝。在容量為150、300和430t平爐中進行了試煉。鋼是按現行工藝用廢鋼一礦石法熔煉的。通過爐頂傾斜氧槍進行金屬吹Ar， 噴吹氣體消耗量為400～1200m /(h·槍)。採用YKOC-1感測器檢查噴吹前、後熔體中的氧活度。在熔煉組中，由爐內選取金屬和渣子試樣。
試驗研究表明，用惰性氣體處理鋼水時碳的氧化速度降低：隨著Ar氣消耗量由400增加到1200m3/h，碳的燃燒速度加快，如430t平爐從0．23提高到0．64%/h。開始噴吹時(頭3~ 5min)碳的燃燒速度最大，而後明顯降低。
可以看出，開始噴吹時熔池強烈沸騰，而後沸騰逐漸停止。現已查明，金屬熔池的脫碳速度取決於噴吹前金屬的過氧化程度，並在Ar消耗量為80O～9OOm/(h·槍)時，隨著氧活度的增加脫碳速度提高0.5～1倍。這樣，噴吹前金屬中的碳含量為0.40～0.60%，若氧活度大於0．03% 則碳的氧化速度為0.48%/h，若氧活度小於0.03%， 則碳的氧化速度為0.24%/h。
平爐熔池噴吹惰性氣體，將使金屬中的氧活度相對降低17-30% 用真空熔化法對金屬試樣的分析證實，在吹Ar條件下鋼中氧的含量降低。藉助噴吹惰性氣體來消除平爐熔池的過氧化，將使熔池處理停止後碳的燃燒速度降低 應當指出，在吹Ar結束後經過5～7min時，鋼中氧的活度才能提高到原來的水平430t平爐噴吹時(用裝備的熱電偶連續測量金屬溫度)，金屬的加熱速度為1．7℃/min平爐熔池鋼水吹Ar，可使成品鋼的質量提高。
由於結疤減少造成表面缺陷的成品鋼軌挑料量減少了1．3% 。車輪和輪箍鋼的廢品減少了0．6% 。最大程度地減少了裂紋(0．10%)、龜裂(0．18%，0．22% )和非金屬夾雜(0．13%，0．26% )廢品。
採用平爐熔池吹Ar方法熔煉其它牌號鋼時，廢品的數量也得到降低。結疤和龜裂缺陷的廢品，減少得最多。
