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美国埃尔伍德优质钢铁公司优质底注钢锭的质量保证(下)

全球工业联盟 2020-10-17 14:54:36


    废钢装料利用双电磁式天车将废钢装入蛤壳式废钢料斗中。为了最大限度地降低装炉时废钢对电炉炉衬的强力冲击,并防止废钢在冶炼过程中塌陷,使电极能迅速地在废钢最上层穿孔,以防三角和电炉上侧壁损坏,对废钢料斗内的废钢进行了分层设计。EQS公司采用分层设计,可在电炉中熔炼大断面废钢,使得公司92%的冶炼炉次仅使用单斗废钢装料量。公司还利用二级系统对废钢装料进行跟踪,使用无线射频技术确定废钢的位置,确保装入的废钢和分层准确无误。为了确保每次装炉时装人的废钢准确无误,采用无线射频识别系统((RFID)对废钢料斗进行标记和识别。

    电炉冶炼EQS公司电炉的操作运行与任何一个生产普通钢和结构钢的高产能连铸车间的电炉相似。因为配有先进的炉外精炼工艺,电炉的作用仅限于它的本职工作:将固体废钢熔化成钢水。除了脱碳和Sn,Cu,As,Sb等残余元素(通过废钢配料控制)外,电炉冶炼中控制的主要元素是磷。EQS公司通常将磷含量控制在<0.010%的水平;如果在电炉采取一些辅助处理,并且在1号钢包炉扒渣,以消除偏心炉底出钢夹渣氧化造成的回磷,磷含量还可达到<0.005 %。

    电炉内装有两个氧气燃料烧嘴和一台烧嘴/喷枪/焦炭喷吹组合装置,以促进均匀熔化和向熔池内提供化学能。冶炼数据图表中包含有输人电炉的电能和化学能,由二级系统控制。根据所要求的含磷量和加入的废钢斗数选择所使用的冶炼数据图表。用连续格式记录加人电炉中的所有废钢、消耗品、化学能和电能输人值。

    电炉出钢一旦废钢完全熔化,熔池温度达到16500C,就将钢水导人钢包中。对一个生产400多个钢种的炼钢厂来说,防止各炉钢水之间一些元素的相互污染是一大挑战。二级系统通过无线射频识别((RFID)技术对钢包进行详细的跟踪,以确保当前炉次中不需要的元素不会出现在上一炉次和上一钢包中,并确认已在出钢前对所有钢包进行了维护。

    采用了偏心炉底出钢(EBT),就可很好地利用出钢过程中钢流的强力搅拌作用,在出钢过程中将合金加人钢包。由于铝与氧的亲和力很强,EQS公司将铝作为主要的脱氧剂。为了在加人块状合金前将溶解氧水平降低到10ppm以下,在出钢前期就将铝和硅铁加入到钢包内。块状合金的添加量由二级系统计算,并在出钢前由电炉操作员确认。通过添加合金,使钢水的主要合金元素含量达到所要求的最终范围下限。加入脱氧剂后,在出钢过程中用大型电炉合金料仓装置将块状合金自动加人钢包中。添加完块状合金后,向钢包中添加新石灰。

    钢包炉精炼在真空处理之前,钢包炉的生产规程分为只步:钢包炉到位、钢包炉初次加热和钢包炉二次加热。在钢包炉到位阶段,确认钢水的重量,提供通过液压扒渣机或钢包倾动(如需要)去除多余钢渣的规程,提醒操作员注意该钢种的特殊要求,为下一步处理做好准备。通过每个钢包上的射频识别((RFID)标签自动确认钢水是否已到达钢包炉。钢包到达后开始加热,这时操作员即可获知钢包的状态(热条件和潜在夹入元素污染)。

    一旦进人钢包炉初次加热阶段,就按照生产规程对钢水进行电磁搅拌和再加热,以便在取样前达到化学成分和热量均匀性要求。规程中明确地规定了抵达钢包炉后和添加合金后的搅拌时间,确保所有的化学取样均能代表钢水的真实情况,以避免根据不准确的分析结果再补添合金或进行处理。

    在钢包炉二次加热过程中,有了可靠的化学成分分析结果,就可以利用二级系统计算二次合金添加量。二次添加合金使大多数成分达到最终范围要求;然而由于种种原因,碳、硫、氮和硼等元素此时仍未达到目标成分。此外,为了避免控制范围非常小的元素超过最大值,这些元素的含量也可能要保持在低于目标值的水平。

    真空处理站EQS公司真空处理站的压力可达到3毫巴以下。通过喷吹氛气和电磁搅拌使钢水最大表面面积暴露在真空气氛中。生产规程为操作员规定了所要求的真空处理时间和压力,以及真空处理完成后可能要添加的合金量和造渣材料等要求严格的指南。

    真空处理的主要目的是脱去钢水中的溶解气体—氢气。真空处理后要分析钢水中的氢含量,以确保达到适当的脱氢效果。在送到铸锭炉之前,不同钢种应达到其各自的最大氢含量的要求。一般来说,钢水中的氢含量要比用户要求的氢含量低0.5-1.0即pm。取氢样是铸锭过程中关键的一步,

生产规程中规定了一套行之有效的氢取样和测量方法。真空处理后是这样取样的:用一把铸铁勺从钢水包中取出少量钢水,再把直径6mm的真空玻璃管浸人到钢水中,如图7所示。玻璃管内一旦注满钢水,就立即将其放入高压水水淬槽中进行快速冷却并打碎玻璃管。由于氢在高温脱氧钢中有很高的扩散性,因此,试样的快速冷却非常关键。为了使每个试样的结果稳定可靠,用计时器控制水淬的时间。水淬后,在使用热萃取法进行分析之前,应将试样一直存储在干冰中。一般来说,在真空处理后,氢含量应低于1.0 ppm。为了防止在后面精炼阶段增氢,生产规程中规定了真空处理后所允许的最大合金添加量、造渣材料添加量及氢气搅拌。

                    结论

    埃尔伍德优质钢铁公司在整个公司内采用各种先进的系统,在连续生产的情况下确保了产品质量。

    随着产量的不断提高,EQS公司通过加强安全生产,进行员工培训和实现自动化控制,不断提高员工和设备的效率和能力,以满足用户对低成本优质锻钢的需求。

    EQS公司采用两个带有电磁搅拌的钢包炉,可成功地在任何一种锭模中生产各种钢种。  EQS公司采用先进的工艺控制和质量保证系统,用户质量异议仅为< 0.20%。



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