结晶器钢液的控制

结晶器内钢液的流动对结晶器的质量有很大影响。结晶器内不合理的钢液流动会导致铸坯产生许多缺陷,如铸坯内部的气泡和夹杂物、保护渣的卷入、表面缺陷及拉漏等问题。因此,研究结晶器内钢液流动的控制技术,对提高铸坯质量具有重要作用。 合理的结晶器流场,可使熔融的保护渣在结晶器壁与凝固的坯壳之间形成均匀的渣膜,起润滑作用,减小拉坯阻力,防止漏钢事故的发生, 同时还可以改善铸坯传热条件,提高铸坯表面质量。不合理的结晶器流场会将保护渣卷入到熔池内部,有可能被凝固的坯壳前沿捕捉,形成皮下夹渣,影响铸坯质量。另外,从水口出口出来的高温钢水与结晶器坯壳相碰撞,回流冲刷坯壳使其产生不均匀生长,薄弱之处易出现裂纹及表面缺陷,故要控制注流合理的冲击深度和冲击压力。同时,通过改变钢液的流动状态打断树枝晶,促进等轴晶粒形成,改善铸坯内部的组织结构。合理的钢液流动还可使夹杂物充分上浮。 目前,采用电磁搅拌来优化结晶器流场成为提高铸坯质量的重要手段,在连铸生产中得到了广泛应用。结晶器电磁搅拌主要是在钢液凝固初期,通过电磁搅拌的作用,改善钢/渣界面的流动和传热条件,使初始凝固坯壳趋于均匀。电磁搅拌技术还可提高铸坯等轴晶率,是改善铸坯内部组织结构最有效的手段之一。结晶器电磁搅拌应用较多的是方坯连铸。电磁搅拌产生的流动冲刷凝固前沿,打断树枝晶,促进等轴晶粒形成。此外,在浸入式水口中段的一定高度上设置旋转磁场,可控制钢液进入结晶器的流态形成旋流运动。通过旋转磁场来控制水口出流和结晶器内的流动,在同等出流流量条件下冲击深度比直通式水口降低约 50%。同时,随着拉速增加,旋流式水口所产生的液面水平流速更快,这在生产上利于钢水表面融渣。 随着连铸拉速的提高,浸入式水口钢液出流的流速不断增大,从水口流出的高温液流对凝固壳的冲击加剧,容易导致坯壳重熔甚至产生拉漏现象,加剧了凝固壳对夹杂物的捕获。在结晶器上设置电磁制动,利用向上的电磁力阻止从浸入式水口流出的钢液并改变其方向,借此减小钢液的穿透深度,促使夹杂物上浮分离,同时,抑制弯月面的波动,防止卷渣。电磁制动主要用于高拉速的薄板坯连铸。新型结晶器电磁制动装置,由上下两对条形磁极组成,上部磁极安装在结晶器液面处以控制液面的波动,下部磁极安装在水口区域以控制下回流的冲击深度,可对结晶器内流场进行全面控制。 目前,软接触电磁连铸技术受到广泛的重视。这种技术利用垂直于铸坯表面的电磁压力,将靠近结晶器内壁附近的钢液推离,使保护渣通道宽度增加,渣液渗流畅通,改善铸坯润滑条件,减小拉坯阻力。这种技术可使铸坯表面质量明显改善,同时也使金属内部组织致密,质量明显提高。
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发布时间:2015-04-15

顶底吹转炉精炼技术的发展

进入80年代日本大部分的转炉变为了复吹转炉(顶底吹转炉)。有关转炉脱碳特性、脱磷特性、吹炼末期的钢水和炉渣过氧化行为等目前复吹转炉吹炼的基础研究取得了很大的发展。到了90年代,精炼技术的开发进入成熟期,同时利用顶底吹转炉技术开发了铬矿石的熔融还原生产不锈钢的新技术和铁矿石的熔融还原或废钢熔化的新设备。 为冶炼低磷、低硫钢,开发了铁水预处理工艺。铁水预处理具有减少石灰消耗、降低炉渣发生量、减少Mn等铁合金使用量和提高生产能力的优点,因此许多钢铁企业都实施了铁水预处理工艺。 以往转炉精炼的主要功能是脱磷,实施铁水预处理工艺后,转炉精炼的主要功能变为脱碳和升温,转炉的渣量由以往的80~100kg/t降低到10~40kg/t。这种吹炼被称为渣量最小化或无渣吹炼。 在无渣吹炼下,脱磷铁水中没有[Si],脱碳从吹炼初期就进入了最盛期,即使在吹炼后期的低碳区域,残留的碳也变少了。 在无渣吹炼时,由于作为MnO而分配的渣中Mn损失减少,因此可大幅度提高Mn的收得率。在转炉无渣吹炼中还实施了添加Mn矿石,对Mn进行熔融还原的操作。另外,除了添加Mn矿石外,还实施了添加Cr矿石,对Cr矿石进行熔融还原的操作。 另一方面,在无渣吹炼时,由于渣的发生量减少会导致钢水喷溅和粉尘的产生,降低钢水的收得率,这是一个需要解决的课题。另外,在无渣吹炼时,由于渣中的(T.Fe)容易升高,因此进行了在吹炼末期降低供氧速度,或提高底吹搅拌力来降低(T.Fe)的试验。 缩短精炼时间是提高精炼效率的重要课题。铁水预处理技术的发展带来的无渣吹炼所存在的课题是覆盖熔池的渣减少了,导致钢水喷溅的增加和废气中的粉尘铁损增加。Hirai等人对300t和150t转炉的粉尘发生机理进行了调查,发现在吹炼前期气泡破裂系粉尘比例高所致,在吹炼后期火点时蒸发产生的烟气系粉尘比例高所致。在这里,所谓的气泡破裂系粉尘是指由于喷溅或铁水中产生的CO气泡脱离钢液面时产生的粒铁,一部分飞溅的粒铁再次在炉内反应后会变得微细化成为废气中的粉尘。 尤其是,喷溅的增加是实现高速吹炼必须解决的课题。住友金属和歌山厂(现为新日铁住金钢铁和歌山厂)在建新炼钢车间时,通过改变转炉形状,增大自由操作台,同时为避免顶吹氧气流的重叠,采用了喷吹角度交替和喷嘴直径不同的吹氧枪和5Nm3/min/t的高速吹氧,实现了吹炼时间为9分钟的超高速吹炼。
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发布时间:2015-04-14

非金属夹杂物对HFW焊管质量的影响及控制

钢中非金属夹杂物的种类很多,按其来源分为两大类:内生夹杂物和外来夹杂物。前者是在钢的冶炼或凝固过程中,由物理或化学反应所生成;后者是在钢的冶炼或浇注过程中,由于耐火材料的混入造成的。这些非金属夹杂物都会使金属基体的连续性受到破坏,其在钢中的形态、含量和分布不同程度地影响了钢的性能,也成为HFW焊管的主要缺陷之一,主要影响是: 1、超声波探伤 缺陷的直径大于1/2超声波波长时,在超声波探伤中会有反射波产生,在示波屏上会形成缺陷反射波,缺陷回波在探伤仪显示器上超过报警极限100%,即出现不合格产品。 2、沟状裂纹 HFW焊接是利用高频电流将钢管边缘瞬间加热到熔化或半熔化状态,会出现HFW焊缝的金属流线。焊缝附近的夹杂物也会随着金属流线而发生变化,在焊缝附近形成钩状裂纹,会严重影响HFW焊接质量。 3、冲击韧性 钢中夹杂物的增加会使其韧性降低。在夹杂物较少的区域,随着夹杂物含量的增加,韧性降低值大;在夹杂物较多的区域,随着夹杂物含量增加,韧性降低值小。 对于HFW焊管,控制非金属夹杂物的措施是: 1、加强转炉出钢口和挡渣机的日常维护,确保挡渣效果,使转炉出钢下渣量控制在一定范围内,避免钢水增磷严重,转炉出钢脱氧合金化过程中按要求进行钢包渣洗。 2、控制净吹氩时间,确保钢中夹杂充分上浮。 3、控制结晶器液面波动。 4、控制两炉钢之间开浇时间,确保保护浇注效果,保证中包钢水高液位、稳定操作。 5、条件允许时,钢卷轧制时应去掉头坯和尾坯。
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发布时间:2015-04-13

内表层为沟槽形的换热管

该发明旨在提高内表层为沟槽形换热管的换热能力。根据该发明,为了达到以上效果,内表层为沟槽形换热管的金属管内表层上装有翅片,并以圆周方向连续排列。金属管内表层按圆周方向分成R1-R4 四个区域。倾角Α是偶数区域的散热片2与坐标轴所成角度,度数在10-25度,倾角β是奇数区域的翅片2与坐标轴所成角度,度数在-10-25度。翅片齿距为0.3-0.4mm,翅片从金属管内圆周表层的高度为0.15-0.30mm,每个翅片端面之间呈10-25度角。 该发明与内表层为沟槽形的换热管有关,原来用于空调或冷却设备中的热量交换器及相似装置中。最近,内表层布满螺旋翅片的换热器被广泛投放市场。 最近最受欢迎的换热器制造方法如下:通过使用浮动塞棒在金属管的内表层形成滚轮式翅片,再通过锻造或挤压工序完成无缝管内部的加工。在外部直径通常为10mm左右的换热管内,翅片高度大约为0.15-0.20mm,翅片齿距(相邻翅片外部距离)约为0.45-0.55mm。翅片之间沟槽底端宽度约为0.20-0.30mm。 在该类内表层为螺旋沟槽形的换热管中,聚集在换热器内部底端的换热液体在管内流动的蒸汽流作用下沿着螺旋翅片上升。因此,管内整个圆周表层几乎能够全部变湿,以便当传热管作为蒸汽管蒸发换热液体时,增沸腾的区域增加,提高沸腾效果。此外,当换热管用作冷凝管液化换热气体时,使翅片尖端从液体表层漏出来,增加金属表层和换热气体之间的接触,进而提高冷凝效果。 然而,由于螺旋翅片的存在,显然换热效率有待提高。因此,该发明的发明者通过变换换热管内的沟槽形状,生产出各式各样的内表层为沟槽形的换热管,然后进行试验对比其性能。结果,他们发现,如果将换热管内壁上翅片的角度倾向都往相反的方向变为圆周方向或者轴线方向,换热器表现较好。 该发明的首要目的就是使换热器表现良好。为了达到该目的,该发明提供了一种内表层为沟槽形的换热管;装有圆周方向连续排列的翅片。金属管内表层按圆周方向分成两个区域。述第一组沟槽与所属偶数区域中滚轴轴线的倾角在10-25度之间,上述第一组沟槽与所属奇数区域中滚轴轴线的倾角在-10度到-25度之间。 在该发明提供的内表层为沟槽形的换热管中,内壁上的翅片至少呈一对V型物,在换热介质流向的上游方向打开,以便沿翅片端部流动的换热介质在V连接部位相混合,并在连接部位流动。在上述过程中,换热液体受到影响,水流变得杂乱无序,从而防止了换热介质流中温度梯度的发生。使传热介质和金属表层的热量交换得到促进,从而增加换热效力。 该发明的第二个目的是获取高换热效率时,减少换热媒介在流过内表层为沟槽形的换热管时的压力损失。该目的通过该发明的第二个内表层为沟槽形的换热管达到,在锯齿形翅片交合处形成缝隙。 该发明所提供的第三个内表层为沟槽形的换热管包括一个含有多个翅片的金属管,这些翅片位于圆周内表层上,与金属管的轴线方向成倾角;每个间距所成倾角与轴线同方向,而翅片和轴线所成请教的方向正好与其相反。 该发明的第四个目的就是即使内表层为沟槽形的换热管持续工作,也要避免内表层为沟槽形的换热管的表层变薄。为了达到该目的,该发明的第四个内表层为沟槽形的换热管含有多个在金属管圆周内壁上延圆周方向连续排列的翅片;将金属管圆周内壁按圆周方向至少分割成两个区域;偶数区域的翅片与轴线所成度数必须为正值,奇数区域的翅片与轴线所成度数必须为负值;将与金属管轴线同方向的相邻翅片结合在一起时会形成肋条。 该发明的第五个目的是降低生产内表层为沟槽形的换热管的难度,即使是在不间断工作的情况下,也要避免内表层为沟槽形的换热管表层变薄现象的发生。 生产内表层为沟槽形换热管的滚轴,所述滚轴包括:至少两个相邻的层状滚轮元件,每一个滚轮原件有多个与圆周外表面上圆周方向呈倾角的沟槽;沟槽倾角倾向与相邻滚轴圆周外表面上所形成圆周方向相反;每个上述滚轮元件都有一对与轴线同方向的斜面对立边,数对上述斜面部分在滚轮元件的边缘处形成第二组沟槽。 所述滚轮,每个斜面部分都有一个0.05-0.1mm的曲率半径。 所述滚轮, 当第一组沟槽中的某个沟槽与上述边呈锐角时,斜面部分出现第一曲率半径,当第一组沟槽中的某个沟槽与上述边呈钝角时,斜面部分出现第二曲率半径,第一曲率半径比第二曲率半径大。 所述滚轮,上述滚轮的圆周外表层在圆周方向至少被分成两个区域;上述第一组沟槽与所属偶数区域中滚轴轴线的倾角在10-25度之间;上述第一组沟槽与所属奇数区域中滚轴轴线的倾角在-10度到-25度之间。 所述滚轮,翅片齿距为0.3-0.4mm,翅片从金属管内圆周表层的高度为0.15-0.30mm,每个翅片端面之间呈10-25度角。 所述滚轮,所述区域的编号为2,4,6等偶数 所述滚轮,相同区域内的沟槽是平行的。
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发布时间:2015-04-10

废盐酸再生工艺及特点

冷轧酸洗工艺中,大多采用盐酸作为酸洗介质,随着酸洗过程的进行,浓度会降低,酸液就失去了高效酸洗的能力,成为废酸连续排出,排出的废酸不仅量大,Fe2+、Fe3+和Cl-离子浓度高,温度也高达80℃,如不经处理排放,不仅会造成严重的环境污染,也会降低企业的经济效益,而再生工艺能很好“变废为宝”,节能环保。废盐酸再生处理常见的有Ruthner-喷雾焙烧法和Lurgi-流化床焙烧法两种工艺。具体如下: 1、喷雾焙烧法 喷雾焙烧工艺分为脱硅(Wapur)和酸再生(ARP)两部分,Wapur是ARP的前道工序,用于去除废酸液中的SiO2等杂质,从而提高ARP工序生产的Fe2O3纯度;ARP用于盐酸再生与Fe2O3粉的回收。 喷雾焙烧法的特点是: 1)喷雾焙烧法的废酸处理量稳定,再生酸质量好,Fe2+含量低。 2)喷雾焙烧法炉内发生故障少,维修量少,机组年有效生产时间较长(约7000h/a),作业率高。 3)喷雾焙烧法机组点火方便,根据需要可随时开机、停机;酸操作和水操作的转换方便。 4)喷雾焙烧法的氧化铁粉副产品,其单体是空心球状颗粒,颗粒度≤1.0μm,松装密度≥0.35g/cm3,可做软磁材料,价格较高。 5)喷雾焙烧法酸喷枪的喷出口径小,为了减少堵塞、保持良好的雾化,对废酸的过滤要求严格,需设多个过滤器。 2、流化床焙烧法 浓缩后的废酸通过泵送到焙烧炉下部的流化床上,FeCl2在800-850℃的高温下被分解为HCl和Fe2O3,新生产的Fe2O3颗粒排入冷却振动筛,靠自身重力到螺旋输送机,然后送入氧化铁小球贮存仓,有一小部分被收集到一个启动箱内,作为流化床的启动种子,而HCl被吸收成新的盐酸投入使用。 流化床焙烧法特点是: 1)流化床颗粒粒度在生产中有周期性变化,当颗粒普遍长大时,生产运行不稳定,产量减低。 2)流化床焙烧法炉内易损件较多,故障也较多,因炉温高,炉内检修前的冷炉时间长,机组年有效作业时间少(6000h/a)。 3)流化床点火操作不方便,因其火焰探测器距点火烧嘴较远,在生产中途停机的情况下,当炉温下降到煤气自燃点以下时,无法马上直接点火。 4)流化床焙烧法的氧化铁在高温床层里粘结形成颗粒状,最大粒径为3mm,自然堆积,其密度为2.5-3.5kg/L。这种氧化铁产物,目前只能用于制作硬磁材料,价值较低。 5)流化床焙烧法优于酸枪的口径较大,向炉内导入预浓缩废酸不易发生酸枪堵塞,不用多道过滤。 目前,喷雾焙烧法应用最为广泛,国内机组普遍采用此工艺进行废盐酸的再生处理。
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发布时间:2015-04-09

SML法烧结烟气脱硫技术

1 SML法烧结烟气综合治理效果   莱钢265m2烧结机采用了“烧结烟气有机胺脱硫及副产硫酸工艺技术”(简称SML法,意指友好的环保工艺),利用溶剂(吸附液)低温吸收SO2加热解吸SO2的特点,回收纯SO2气体生产硫酸。SML法紧密结合烧结工艺和烟气特点,采用 Cansolv公司的有机胺为吸附液循环使用,对SO2进行吸收和解析回收生产硫酸。 各项指标如下:  脱硫效率≥95%,SO2排放浓度<100mg/Nm3,最低<50mg/Nm3;  除尘效率≥80%,粉尘排放浓度<50mg/Nm3,最低<20mg/Nm3; 脱销效率≥60%,NOx<100 mg/Nm3;  副产98%合格硫酸,全部用于焦化厂焦炉煤气净化除氨。对HCl/HF/SO3等污染物的减排效果显著。由于吸附液(有机胺)是有机溶剂,具有溶解脱除或分解破坏二恶英的可能性。  SML法是一种比较理想的综合治理烧结烟气的好方法,副产品是我国紧缺的硫酸,可全部用于钢铁企业焦化厂焦炉煤气净化除氨,脱硫副产品在企业内部得到有效利用,变废为宝,促进循环经济发展。 2 SML法工艺特点  工艺由洗涤、吸收、解析、吸附液净化系统和制酸工序等组成。 烟气经喷淋洗涤塔洗涤降温、除尘及洗掉大部分强酸根离子后,进入吸收塔。在吸收塔内,贫液与洗涤后烟气逆流接触吸收SO2,同时进一步深脱微细粉尘和强酸根离子。吸收SO2后的富液进入换热器;然后进入解析塔上部进行解析。富液在解析塔内被加热汽提解析出SO2;再生出来的热贫液经换热后返回吸收塔循环使用。工艺过程中,吸附液通过除氯装置、过滤装置除掉吸附液中氯离子和超微粉尘;部分吸附液进入除盐装置去除“热稳定性胺盐”(硫酸根离子)。   从再生塔解析出来的SO2经冷却、分离后,进入生产硫酸的工序。  通过调整吸附液浓度、循环量、吸收和解析温度等工艺参数,可以满足烧结烟气气量大、SO2含量低、波动范围宽等特点。根据烧结烟气含水量大的特点,充分利用烧结烟气(温度约80℃~180℃)降温(40℃~50℃)后析出的自由水,洗涤烟气,节水效果明显。烧结机环冷风在冷却烧结矿后温度较高,经余热锅炉产蒸汽后,环冷风温度降至180℃~220℃左右,一般会直接排掉。该成果通过再沸器专利装置利用环冷风的废余热加热富液解析回收SO2,替代蒸汽,实现了废热的综合利用,降低了运行成本。经再沸器换热后的环冷风(温度降至约120℃左右),与脱硫后烟气(温度约50℃)混合后排放,外排烟气的温度得到提高,显著减少了外排烟气“冒酸雨”的现象,使环冷风热能得到了有效的梯级利用,较好解决了湿法脱硫工艺长期未能解决的外排烟气“冒酸雨”的国际难题。  2010年3月在莱钢通过了科技成果鉴定。形成的主要鉴定意见为:   1)主要创新点:充分利用了烧结机自身的低能阶二次能源,通过研制开发再沸器技术与装置,与脱硫工艺相结合,替代蒸汽,节能效果明显;得到的以硫酸形式的产品利于及时利用,有一定经济效益;开发确定了含硫烟气的吸收及解析的优化工艺参数;开发了特殊装置用于脱除吸附液中的Cl-,解决了设备腐蚀问题等专有工艺技术和装置。申报了多项专利。  2)该项目属国内外首创,整体技术水平达到国际先进水平。符合节能减排、循环经济、低碳社会发展要求。为钢铁企业烧结脱硫提供了新的选择,具有广阔的推广和应用前景。
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发布时间:2015-04-08

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