第3卷增刊钢铁Vol . 35, Suppl20)}年5月IRONANDSTEEISeptember. 2000超低碳钢生产中的全氧含量预报Chong-Hwa Park Kwang-Chun Kim Soo-Chang Kang(韩国浦项钢铁公司)摘要用取自Kwangyang钢厂试验的钢样研究了超低碳钢从RH处理到中间包过程中氧和氧化物夹杂物的行为对经RH脱氧后T. 0随时间的变化,以及从RH至中间包过程中的脱氧速率常数进行了研究RH处理结束时钢水T.0受诸如脱氧剂、钢水循环条件、早期护渣成分等操作参数的影响。影响T.O的主要因求是脱氧方法。RH处理终点和中间包的丁.O可分别用经验方程和基于RLC电路的二次微分方程来预报。实际侧金的T.0与预报T. 0偏差小于士3X10"I前言包钢样取自浇钢过程的早期、中期和后期,以观察 新的操作方法的开发强调提高钢的清洁度,以RH至中间包过程中钢水清洁度的变化对磨碎的满足对高级冷轧薄板(如汽车面板、饮料罐等)日益渣样和细棒状钢样进行化学分析增长的需要。这种冷轧薄板的表面质量要求高,成型3结果和讨论性好,质量轻。为达到这些要求,浦项钢铁公司已完3.1 RH处理终点钢水T. O预报成了各类研究:’・,,并把研究成果应用于钢厂生产3.1.1操作因素对RH终点T. O的影响此外,在生产中应用质量评估(QE)系统以保证图1为顶渣中加入一定量AI脱氧剂后RH处 RH真空脱气钢的清洁度。但是RH处理钢质量评理终点时钢水的T-0。二轴的步长为20 kg Al脱氧估的标准直接根据CR产品的表面质量来建立,而剂。根据此图,RH终点的T-0与加入的AI脱氧剂不是根据炼钢工艺的操作条件来确定。相应地,质量的数量无关。图2为T-0和表观脱氧速率常数与脱评估作为工具使RH处理的操作条件最佳化是有限氧前钢水溶解氧含量的关系。尽管脱氧前钢水溶解度的,因为CR薄板的表面质量受连铸及精炼等多氧越高,T. O就越低,但根据这一结果很难发现两种条件的影响。因此有必要开发出一种工具来预报者之间的关系。各种RH操作条件下中间包钢水的T. O。到目前为图3给出了RH终点与RH脱碳及提温吹氧量 止一些研究人员根据RH处理过程中夹杂物的粘的关系在这种情况下,很显然为脱碳和提温吹人钢结与聚团理论报告了钢水T. O的评估方法fal水的氧的数量影响到钢水的清洁度,表现在RH终在这篇报告中描述了预报RH处理终点和中间 点T. O升高。当吹氧量为51 -100 m'时,T-0值达包中钢水T. O含量的方法。使用的丁O数据来自到最低浦项Kwangyang炼钢厂生产的超低碳钢。 若吹氧是为了钢水提温而不是为脱碳,这时2试验研究RH终点T. O与吹氧量的关系见图4。图4的情况 超低碳钢是用ROF一吹气站-RH真空脱气工与图3类似,只是当吹氧量低于50 M,时T. O高于艺流程来生产的。BOF出钢以后,从BOF炉带入到其它吹氧量时的丁.Oo其原因还不清楚.但可能与浇钢钢包内的渣子用铝基炉渣脱氧剂和CaO基溶氧气的利用率有关。图5为吹氧时渣中Fe()含量的利脱氧或调整成分。脱碳操作在有溶解氧和RH高变化。正如从图5所见到的,少量的氧气对钢的再氧真空度下完成。钢水脱碳后加A1脱氧,然后循环一化起着作用,而不是对脱碳和钢水提温有影响其结段时间足以使夹杂物去除。果是渣中FeO含量波动和使钢水清洁度恶化。操作过程中取顶渣和金属样, 研究T. O随RH在RH处理开始时顶渣CaO/Al 户J和Fe0纬操作条件的变化,如渣子组成、脱氧后钢水循环时对T. O的影响见图6。从总体上看,钢水T-0随间、加热和脱碳所需氧的数量等顶渣样取自RH处FeO%增加而增加,但在FeO%一定时丁,O随理开始和RH终点,以及脱氧后3 min内每30 s取CaO/AIEO。的变化是没有规律的一次.然后每60 s取一次直到RH终点此外,中间图7给出了RH终点T-0和表观脱氧速率常增刊chon只一HwaPark等超低碳钢生产中的全氧含量预报。427.数随脱氧后RH中循环气流量变化的关系。可以看吸收非金属夹杂物的能力。电抗起着使电路抵抗电出.对提高钢水清洁度来说存在一个最佳的循环速阻的作用。因此可把渣子的氧势假定为电抗,因为氧率化铁引起钢水的再氧化。钢中溶解的铝对控制非金3・卜2不同RH操作条件下钢水T.0预报属夹杂物是有用的,故将它假定为电容。由于存在许多影响因素, 使得预测RH处理终利用以上提到的概念,二次精炼过程中T.( )的点钢水T.0不那么容易。根据RH操作方法建立了变化可表达成方程(6):不同RH操作条件下的钢水TO预报方程。dZTot.[OjdTOt.[(预测RH终点T. 0的方程可分为四部分,每部d了2 +R)」d亡 分由脱氧条件(方程〔2))、吹入钢水的氧气量(方程告Tot.「0:一。(6)(3))、循环钢水的Ar流量(方程(4))和顶渣化学成分(方程(5))组成。 方程(6)的解可分为三个不同的类型,其中之一Tot .田」E己=axTot.[0」Kn:+是方程(7),这一方程可应用于假定钢包中钢水呈稳月火Tot .[0」nx,。+y又定状态时的情形Tot ,[0]。二+省又Tot.[ 02=(a一bt)e洲(7)Tot[ 0]5.、+‘(1)方程( 7)中常数a、b和P是渣子成分和RH开I, bt.[0」、n:=f(二0」kl:、,W,。,T*dd)(2)始时的T,0的函数。因此,中间包中T.0可表达成式中〔0〕Kl]I,—脱氧前的自由氧,01‘;方程(5)Tot wA— 脱氧剂量,kg;ro」:。=f(时间,CaozAI:0,FeO+Fe: 0,+MnO,Tot.[0],。)(8)T^ *—时间,min。 将预报的T.0值与实际测量的T.0相比较 oT‘・〔0〕0・。n一f(Qo:,w、】,Q*・)(3)(见图9)可以看出,测量值与预报值之间最大的偏式中Qo:—氧气量,nr,;差值为士3又10一‘W、— 脱氧剂量,kg;表1电路元件与钢水洁净度比较 Q、—吹氧目标,m3/h。Tot.[ 0」。,。=f(Q*。sD)(4)项目方程概念式中QA—氮气流量,m3h/;电荷Q叮=Jr dtTo卜01Ds— 吹气管插入深度,mm。电路1了=匆闷1 V=rX双 CAO/A1203To卜〔 0〕5::=f(.FC。,R。、)(5)电阻R反应物LV二L火dr了山 渣子暇势 式中C、—氧化铁量,%;电容CV二ljC火{泪之酸溶铝 Rc^— CaO/AI:0。比。 图8给出了用方程计算的T.0值与实际测定4结论值之间的关系。计算值与测定值之间的偏差小于 钢水的T.0值通常用来作为衡量钢水清洁度上3X106。的标准。本文研究了在RH操作条件下对中间包钢 此外,计算的TO值62%决定于脱氧方法,水T.0值进行预报,根据这些预报结果,可以得出27%决定于顶渣成分,8%决定于吹氧量,8%决定以下结论:于钢水的循环程度。 (l)RH处理终点钢水T.0值随脱氧和合金加3.2中间包T.0预测人方法、钢水氧气吹人量、循环钢水的吹氢流量以及 在电路中电压和电流之间的关系受电阻控制,顶渣化学成分等变化。与此相同,T.0受控于处理条件和顶渣组成等阻力2( )从RH至中间包过程中T.0的改变与RH因素。因此,用归纳于表1的新概念把RLC电路理处理终点时顶渣化学成分和RH至中间包之间经历论应用到RH处理至中间包过程的T‘0预报中来。的时间有关。假定钢中的非金属夹杂物是电荷,单位时间内TO(3)建立了钢水T. 0预报方程和钢水表观脱的变化值是电路,随着阻力变大,电流强度就减小,氧速率常数方程。从方程计算结果可知脱氧方法对这部分是炼钢过程中CaO/1A20。比,此值影响渣子钢水T.0的影响最大428钢铁第35卷4)( RH处理终点和中间包中钢水T.0可以用基干RLC电路的二次微分方程来表达。根据RH终参考点时顶渣化学成分的不同,适当延长RH至中间包过程的时间对保证钢水清洁度是有利的文献woo一KwangChung.T亡chnicalReport,1刊〕SCO,1995・段K,一Cha吃Kang.Tech几calReport,POSCO,1998・T.Murai,‘al・TestotoHa又ane,54(1998),Nol,13-它』d江}一0一石卜2们2印空日D3OD3二拍3闷C360A4‘sag巴「阳)iFg1CI团gesofT以[olattehtr已山11e刀tend胡d认1山 dl差uu。山ltof劝lblg绍ent4巴一巧 1 .‘ .仑30 .. . 改. 3一0巧 卜 1尸。1拍工巧L吻臼丫9.n卜50 51一1以,IDI一150151t2DDAmOU献ofox匆eng.5囚m、F〕环3Cll黑ofTot[0〕atthet了℃公tJll创It印ld[heu泌淤ofoxys牟1〕邓 S35一30 dd)一0(E 乃 -右卜加1575左5万,325斤翻臼丫9 .nalbe阮旧k口lling扣口闻凡921二1从川gesofTOL{01at此加幼山〕erle司们th 此caltelllof加己eoxygenattehki助唱叨产 ̄一.--一一-..----.-肠 1 : r . .J! (任30... 1 es亏.一一0邓‘一芍』加卜压49印一日9 no.1490功1勺.nuas口e勺rH阳tl阅(勺mJ)盛CI飞allg氏oIT泣to}a飞饥et丫份tll、en飞印d川山l lel悦‘华,ofoxy团巴19眨比王d泊1粉钮艰增刊chon只HwaPark等:超低碳钢生产中的全氧含量预报.42,.Fl三SClljn竺eolFeO‘on[entlnslag\vltllo\、geng往sus;1鲜c衬)。。冲1;50〔洲]27夕7竺5口夕0025CAmountjfoxygenGas[N晌2726一一26一__一25巧艺_ 二二二止2526一25-2。少一j23:不2623二兰:232C(岁)卜J门uJ。}』0。』‘、一耳0门00pll。5泣三0田比二6二矍三愁)瑾一_乒-飞干28一_川25263月127二一 ̄一232024叮526、25 ̄ 、、\一Zd ̄一2〕一 三_一超乡2J25一一24一2〕一一22一一24_一夕弓 着礴纬鑫,1任一_1日J 一叶一分 ̄,一.井盆匕盔二4叮丁男夕019一___一1920/ 19一一-一19仑034勺CaC价} 一0一(一、厂19自C:11ngooITo110}Jlll、e甘eaun匕nl从11lltheF亡On仁口门1己竺11扒dCJO‘划二0飞r二litolll]1!]1]t盆Jl引a此司一MI钢铁第35卷月口一一3D卜〔任dd)一0 乃 一}0卜 加巧了5es so 35 ' W105G, Culebm @a5 lfM }te (Nm"fhf)Fig. 7 Changesof ]O[toT at the treatmentend witht hecirculation gas lfow rate如35/川洲/,35/(E州一三30//dd)谷 3O/杯声/dd 户 ̄225rnpP1  ̄O /.之兰 /25/习。匕工PP。,』。sqo20.一.工n 了a-.2亡U/f分,5‘/15/夕/咭01015 20 25 3035'c巧20 25 30 35asPredicted (tot.[O], ppm)Measu red Tot. 101 (ppm)ig.9 Relationship ebtween measured and calculatedFtg8 Relationship hetw} measured and calwlaioITot. [O1 at the end of RR treatment