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测氧仪在转炉炼钢厂的实践应用密封设备

2022-07-28 02:24:52 密封设备    

测氧仪在转炉炼钢厂的实践应用

测氧仪在转炉炼钢厂的实践应用 2011年12月09日 来源: 摘要:通过测氧仪在转炉炼钢厂转炉冶炼过程的试用,摸索出终点钢水中C、ao、T的对应关系,并在H08A等钢种的冶炼生产中进行推广,取得了指导脱氧合金化操作的良好效果。

关键词:转炉冶炼 测氧仪 氧含量

1. 前言

脱氧合金化是炼钢过程中关键过程控制点。脱氧不足,铸坯易产生气泡,严重时会产生大量的皮下气泡,影响铸坯质量。在浇注过程中,加剧了对塞棒、水口的侵蚀。脱氧过度,不仅浪费资源,还会污染钢水导致连铸产生结瘤等事故,直接影响连铸坯的质量和生产顺行。因此,准确掌握钢水中氧含量是科学指导脱氧合金化操作的前提,而测氧仪可以精确测定钢水中的氧含量,为转炉脱氧合金化及连铸浇注操作、提高铸坯质量有着重要指导意义。

2. 测氧仪原理

氧活度的测定原理是基于一种氧化锆电化学电池应用(氧化物固体电解质的离子导电)。当固体电解质两边的氧活度不同时,按能斯特定律,电池产生电动势(EMF)如下:

EMF=(RT/nF)×Ln(Po2/Po1)

式中:E ——电动势(mv)

T ——绝对温度(K)

R ——理想气体常数(8.314j.mol-1K-1)

F ——法拉第常数(96500C.mol-1)

Po2 ——被测钢液的氧分压

Po1 ——参比极的氧分压

3. 测氧仪的操作工艺要点

转炉炼钢厂使用的是Multi-Celox测氧仪,它是一个工业化的、可编程微机化仪器,在测量时要获得精确结果必须注意以下几点:测氧探头必须保持干燥,在使用前及使用时避免摔跌及撞击;探枪和补偿导线须保持干燥及良好连接,各极之间保证绝缘良好;测氧探头必须可*地连接在探枪上并在钢液较为稳定时快速平稳地进入液态金属中30—50cm,避免炉衬及炉渣的影响;考虑到炼钢厂现场电磁干扰的复杂性,从探枪到二次仪表的连接电缆必须严格屏蔽,二次仪表应接地良好。

4. 测氧仪在转炉炼钢厂的测试及分析

4.1 测试成功率分析

在Q235钢的测试中,共测38支,测成35支,剔除人为因素,测试成功率为94.7%;

在H08A钢的测试中,共测35支,测成32支,剔除人为因素,测试成功率为94.1%;;

由于此系统有自动存储功能,且可连接普通打印机将测试数据及相关的测试曲线进行打印。测量所得到的温度曲线及氧电势曲线在较好地反映了钢水温度、氧含量的同时也可反映出探头的质量;同时,根据曲线及仪表的提示可分析测试失败的原因。现场测试中反映出设备的稳定性及测试结果的准确性良好。

4.2 测试结果分

根据以上测试数据可以看出:C含量的测试基本准确,较好的与目测、光谱分析结果相符,温度的测试值与炉前现有测温系统测得数据的偏差也很小。

因为在转炉冶炼终点操作中,炉内钢液中C、ao、T存在一定的统计关系,为此根据上述C、ao、T测试数据,进行回归分析,拟合公式如下:

lgc%=2.236+(-1303)/T+(-1)*lgao ①

应用此公式对测试数据进行复合,该拟合公式较为准确;

鉴于此,可根据公式,由已知C、T推算出钢液中氧活度值,并以此作为调整合金加入量的依据。

5.测氧仪在转炉炼钢厂的使用效果

转炉炼钢厂炉子容积小,出钢量低(平均出钢量在23吨左右),使用测氧仪成本较高,因此在普通钢种进行小规模的试用成功后,又在H08A钢上进行了试用,也取得了较好的效果,通过进一步的摸索后转入了H08A钢的大规模使用。现重点讨论测氧仪在转炉炼钢厂冶炼H08A钢所取得的实际效果。

5.1 钢水的氧性得到了有效的控制

在1999年度H08A钢的冶炼可以分为三个阶段来看,年初(1—2月)开始批量生产时,由于冶炼工艺上存在的问题,脱氧度不能满足生产需要,造成钢水氧性强,15%的铸坯具有非常明显的气泡;在第二阶段(3—8月),改善了工艺制度,H08A钢的质量及生产控制虽然有了一定的提高,铸坯具有明显气泡的比例由15%下降到10%;在第三阶段(9—12月),通过使用测氧仪在H08A钢生产进行了工艺探索,钢水的脱氧程度有了科学准确的数据,通过对终点钢水氧含量与脱氧剂加入量的不断对比、调整,摸索出了一套准确的脱氧工艺制度,钢水的氧性得到了有效的控制,在此阶段铸坯具有明显气泡的比例降到了现在0.5%,取得了很好的效果。

5.2 提高了钢水的可浇性

从1999年全年的连铸浇铸情况来看

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