採用“高拉碳”法生產高碳鋼，是因所用鐵水含硫量在0.02%～0.03%，含磷量全部在0.048%～0.080%之間。用這樣的鐵水煉鋼，成品中硫和磷含量幾乎無須考慮。“高拉碳”法冶煉高碳鋼，渣中氧化鐵低，金屬收得率略高，氧氣和脫氧劑消耗略低，終點鋼水中氣體含量較低。轉爐高拉碳操作具有一系列的好處，如提高鋼水純淨度、節省增碳劑和合金料、降低供氧時間、減少爐前操作人員的勞動量等。
基本介紹
- 中文名：高拉碳操作
- 外文名：High pull carbon operation
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 優點：提高鋼水純淨度、節省增碳劑等
- 含磷量：含磷量全部在0.048%～0.080%之間
高拉碳的理論分析及措施,超高槍位加類雙渣操作,石灰生過燒率及粒度控制,頭批料加入制度強化,強化留渣操作,質量控制效果,總結,
簡介
轉爐高拉碳操作具有一系列的好處，如提高鋼水純淨度、節省增碳劑和合金料、降低供氧時間、減少爐前操作人員的勞動量等。
胎圈鋼絲一般從Φ5.5mm軋材經過乾濕30多道拔絲工藝最終生產出Φ0.15～0.2mm 的成品，成型工藝複雜，對鋼水潔淨度和鋼材組織要求高，許多研究者對其夾雜物研究較多，而轉爐冶煉高拉碳操作報導的較少。胎圈鋼絲用C72DA鋼是某廠的試製鋼種，前期生產了30爐，轉爐吹煉終點平均w（C）只有0.13%，達不到轉爐高拉碳的要求，鋼水的過氧化較為嚴重，不僅轉爐物料消耗多、成本高，還使得精煉環節調渣難度升高、電耗升高、精煉周期變長、夾雜物難以控制、連鑄缺陷如裂紋、偏析、氣泡等增多，綜合分析原因，轉爐高拉碳是重點。
高拉碳的理論分析及措施
轉爐的基本任務是脫碳、脫磷、提溫。脫磷反應只能在鋼渣界面發生，脫磷的有利條件是低溫、高鹼度、強氧化性、大渣量。由此分析，可採取以下措施。
超高槍位加類雙渣操作
高槍位吹煉易導致爆發性噴濺，噴濺所具備的條件是要有爐渣泡沫化完全、渣中FeO 含量高、有大量的CO氣體生成，以上條件同時具備才會發生大規模噴濺。
將開吹的相對槍位設定為3m，採取恆氧壓變槍位的操作模式，在初始槍位保持5～10s，然後將槍位壓至1.5m，反覆交替進行，期間嚴密監視火焰變化，在開吹至5min，提槍、倒渣。此時的倒渣與常規的雙渣操作不同，一般的雙渣法倒渣量在渣量的1/2～2/3左右，浪費了大量的物料和熱量，此時的倒渣只是將渣中FeO控制一下，一般倒渣量不超過1/3，如果吹煉時爐口無溢渣現象則無需倒渣，對冶煉影響很小。進入正常操作模式，後期強制脫碳，過程中無大規模噴濺現象，偶有幾爐有溢渣現象。
石灰生過燒率及粒度控制
在頂底復吹轉爐冶煉過程中，石灰的生過燒率容易被忽視，嚴格控制生過燒率不超過8%，實踐證明化渣情況大為改良。生產中石灰粒度控制在4～8cm，大量的石灰粉末既浪費了物料，也增加了除塵污泥處理設備的工作量。
造成石灰粉末多原因就是長距離輸送，多次傾倒，有的工廠地下料倉遠離石灰燒制廠，需要經過遠距離運輸，在反覆的裝卸過程中產生了大量的石灰粉末，導致石灰粉末超標。有的石灰窯跟轉爐車間在同一廠區，但由於石灰窯離轉爐車間還有一段距離，一般會採用皮帶輸送的方式，或避讓相關設施，或空間受限，不是一次就可以抵達高位料倉，中間需要多次轉接，有的落差高達2～3m，經過幾次起落，等抵達料倉就產生了大量的粉塵。因此應儘量最佳化設計路線，減少石灰的運輸、裝卸、落差高度、轉運次數，最大限度降低石灰的粉末量。
頭批料加入制度強化
通過加料制度最佳化來改進轉爐的冶煉狀況，其中重要的內容就是調整頭批料的加入，在頭批料中混入10%的含錳複合礦，收到良好化渣效果。轉爐冶煉速度快，吹氧的過程就十幾分鐘，因此前期化渣的好壞直接決定了吹煉的質量，足夠的頭批料保證了熔池反應的速率，還有的鋼廠鐵水溫度偏高，頭批料也有很好的降溫作用，抑制溫度過快的升高，延長前期低溫階段，提高了脫磷率。
強化留渣操作
留渣操作值得重視，現在執行留渣操作的廠家比較少，主要是擔心留渣在兌鐵時會發生噴濺危險，危及操作人員及生產設備的安全。冶煉胎圈鋼絲終點碳含量比較高，渣中FeO質量分數不是很高，一般保持在15%左右，兌鐵前先加廢鋼鐵塊，因此，只要嚴格按照規定留渣及操作規程就不會有危險。
在高碳鋼冶煉終點，爐渣黏度高，不僅在前期促進化渣的效果不明顯，還會粘槍，促進爐底上漲，該狀況下不建議留渣太多。在國內某生產車間，在冶煉簾胎圈鋼絲的時候實行了留渣操作，連續生產時每爐的留渣量在1/3～1/2，在隨後吹煉前期提前化渣效果明顯。
質量控制效果
高拉碳操作後連鑄坯的中心偏析及中心疏鬆得到了明顯的改善，皮下氣泡和內部氣泡也有所降低，連鑄坯的質量得到一定的提高。
高拉碳操作改善了鋼中單顆粒球狀夾雜物的數量，提高了索氏體組織的比率，最終軋制線材組織和夾雜物檢測結果有了明顯的改善，因軋制裂紋或夾雜物超標等原因判廢率和改判率下降了10%，提高了成材率。
總結
1.實行高拉碳操作後，在轉爐吹煉終點可以保證鋼水w（C）>0.27%，w（P）=0.006%，滿足了胎圈鋼絲低磷出鋼的要求，保證了鋼水的潔淨度。
2.轉爐實行高拉碳操作以後，1個月內轉爐車間節省了近5%的成本，軋材的合格率提高了10%。
3.在各項高拉碳操作制度化之後，吹煉過程平穩，結果穩定，為後續環節奠定了良好的基礎。
