90tvd爐在方大特鋼的應(yīng)用實(shí)踐

1、冶金之家網(wǎng)站90tVD爐在方大特鋼的應(yīng)用實(shí)踐爐在方大特鋼的應(yīng)用實(shí)踐曾海華，吳湧濤(方大特鋼科技有限公司)摘要：要：介紹了方大特鋼在多次優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案后建設(shè)的VD裝備的設(shè)備特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)，通過磨合、調(diào)試，設(shè)備狀態(tài)良好，采取優(yōu)化的操作和工藝，應(yīng)用生產(chǎn)流程順暢，冶金效果良好，滿足了高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞：詞：VD爐；工藝；裝備；特點(diǎn)；冶金效果0前言前言隨著新工藝、新技術(shù)的不斷進(jìn)步，真空處理技術(shù)日益成熟，其中VD真空精煉爐(以下簡(jiǎn)稱“

2、VD”)工藝逐步得以廣泛應(yīng)用，VD的作用是降低鋼中氣體含量(H、N)、提高鋼水純凈度[1]，可有效提高鋼材產(chǎn)品的附加值和提升鋼材產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。方大特鋼煉鋼廠經(jīng)多次優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，于2012年在轉(zhuǎn)爐現(xiàn)有廠房鋼水接收跨新建一座90tVD爐，5月份試投產(chǎn)，通過應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝及設(shè)備的熱試、調(diào)試、磨合，滿足了冶金設(shè)計(jì)要求ω(H)(1.0～2.0)106、ω(N)(40～60)106的鋼水，為公司進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和實(shí)行“十二五”

3、整體規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。1VD裝備及技術(shù)特點(diǎn)裝備及技術(shù)特點(diǎn)1.1設(shè)備參數(shù)VD密封為罐式結(jié)構(gòu)，VD主要由真空罐、真空罐蓋、抽氣系統(tǒng)(抽氣方式蒸汽噴射泵)和鋼包組成，其基本參數(shù)見表1。其中抽氣系統(tǒng)包括真空泵(形式為五級(jí)蒸汽噴射泵)和水系統(tǒng)，真空泵主要參數(shù)見表2，水系統(tǒng)主要參數(shù)表3。1.2技術(shù)特點(diǎn)VD是鋼水在真空條件下脫去其中的氫和氮的設(shè)備，利用真空泵(蒸汽噴射泵)將具有一定壓力的工作水蒸氣通過拉瓦爾噴嘴，工作水蒸氣減壓增速(蒸氣的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

4、)，以超音速噴入吸入室，使吸入室產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，爐氣通過真空罐、管道進(jìn)入吸入室，蒸氣與爐氣混合仍為高溫氣體，高溫氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器后減速增壓并進(jìn)入冷凝器內(nèi)，在冷凝水的噴淋冷卻作用下，高溫氣體與冷卻水進(jìn)行熱交換，水蒸氣被冷卻水冷凝成為冷凝水并隨冷卻水一起由冷凝器底部的下口流至水池內(nèi)，而被抽爐氣從冷凝器上方的出口排至下一級(jí)噴射泵或大氣中。VD功能設(shè)備是抽氣系統(tǒng)，依靠真空罐與蓋系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、吹氬系統(tǒng)、鋼包系統(tǒng)等配合(或支持)實(shí)現(xiàn)功能。抽

5、氣系統(tǒng)由真空切斷閥、蒸氣噴射泵、冷凝器、水分離器、蒸氣分配器、冷凝水分配器、水池等7部分組成。2新設(shè)備新技術(shù)的應(yīng)用新設(shè)備新技術(shù)的應(yīng)用2.1真空罐的優(yōu)化設(shè)計(jì)真空罐是存放鋼包的裝置，為鋼板焊接結(jié)構(gòu)件，主要由筒體、密封法蘭、鋼包座架、冶金之家網(wǎng)站12X2=[X](1)[X]=KXPX12(2)式中:X———?dú)?、氮元素；KX———?dú)?、氮平衡常?shù)；PX12———鋼液中氫、氮平衡分壓。由于氫、氮在鋼中的溶解度是吸熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)溶解度增加。2)脫

6、氣動(dòng)力學(xué)的分析。一般認(rèn)為，真空條件下，脫氫、氮速度主要是受液相傳質(zhì)速度控制。故由此得出氫、氮含量隨時(shí)間的變化如下:ln[%X]t[%X]=Kmxt(3)式中:[%X]t———鋼液內(nèi)部氣體含量，%；[%X]———鋼液內(nèi)原始?xì)怏w含量，%；Kmx———表示傳質(zhì)系數(shù)(Kmx∝VAr)；t———≤67Pa下脫氣時(shí)間，min；傳質(zhì)系數(shù)為:Kmx∝VAr(4)式中:VAr———均吹氬強(qiáng)度，kPa。結(jié)合公式(3)(4)可知，在均吹氬強(qiáng)度VAr大、脫氣時(shí)

7、間長(zhǎng)的前提下，表觀傳質(zhì)系數(shù)Kmx越大，鋼液內(nèi)部氣體(氫、氮)含量越小，鋼液脫氣效率越高。3工藝流程及工藝控制工藝流程及工藝控制方大特鋼VD目前主要用于生產(chǎn)中、高碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，生產(chǎn)工藝流程為:BOF→LF→VD→CC。經(jīng)前期磨合、調(diào)試摸索期，優(yōu)化和制定了更為合理的操作、工藝控制。工藝控制要點(diǎn):鋼水LF精煉后的成分、溫度控制準(zhǔn)確，VD高真空抽氣時(shí)間滿足，VD后軟吹氬時(shí)間、氬流量控制，生產(chǎn)節(jié)奏把控。操作上主要控制:一是溢渣。溢渣原因較多，主要是

8、VD隨著真空度的提高，達(dá)到100Pa～200Pa時(shí)，[C]和[O]平衡的氣體分壓已降低，所需生成氣泡核的耐材凹坑或縫隙尺寸半徑也較小，此時(shí)在鋼包底部及全部包壁上都能產(chǎn)生氣泡，并且氣泡不斷長(zhǎng)大與耐材分離，此時(shí)液面上就有氣體大量涌出，導(dǎo)致鋼渣劇烈翻騰[3]?？刂拼胧┦荓F爐后達(dá)到白渣，VD操作真空度降低過程密切注意電視攝像或罐蓋觀察孔人工觀察，當(dāng)出現(xiàn)溢渣現(xiàn)象時(shí)，逐步減小氬氣流量，仍然嚴(yán)重時(shí)人工單次或多次“破空”操作；二是真空度的保證。根據(jù)鋼

9、種的不同，保證在小于66.7Pa真空下控制不低于要求的高真空時(shí)間；三是溫度的控制。由于沒有外熱源補(bǔ)充，VD是降溫過程，摸索出VD過程溫降是一個(gè)常數(shù)，就可根據(jù)上下工序溫度要求，反推工序的溫度控制。4冶金效果冶金效果VD爐于2012年5月份試生產(chǎn)，截止2012年底，共生產(chǎn)了120爐鋼，前50爐是為設(shè)備熱試、調(diào)試、設(shè)備磨合、操作摸索期，后70爐基本是通過優(yōu)化的操作和工藝正常生產(chǎn)的爐次。通過對(duì)70爐工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行冶金效果分析看出，在有效實(shí)施VD工