转炉和电炉有什么区别?


因为绝大部分扁平材要求极好的表面质量和很高的钢纯净度,联合生产企业拥有充足的资金和高度完善的加工能力,继续在这一领域占据着优势。然而,在最近的10—15年间,得益于电炉设计、生产与原料供应、中厚板坯连铸技术和直接轧制的发展,某些电炉钢企业,尤其是美国的电炉钢企业,已经跻身于扁平材市场,生产标准的带钢。但是,绝大多数小钢厂的生产仍集中在长材领域。

残留物控制

基于废钢的电炉炼钢有它的优势,也存在劣势。它极度依鞍于废钢的价格和供应能力,且有些地方的电价昂贵。虽然电炉的产量能比联合流程更好的追随市场需求,但废钢价格走向却随着经济活动而变。因为基于电炉的小钢厂要占据更大的钢产量比重,它们要想保持竞争力,则必须确保废钢市场具有充足的供应能力。这就要求更高的废钢回收率,然而,从地区角度看,发达地区和发展中地区的废钢回收率存在巨大的差异。另一个可用方案是,额外的原料来自纯净的铁源,如生铁,还可根据当地具体情况、价格等因素选择直接还原铁或者铁水,这些都是低残留物的金属炉料。

联合钢铁厂以铁矿石为基础原料,钢中残留金属量比电炉流程低,且远低于目标规范。对于相当数量的长材,残留金属量的公差范围较宽,在不损害产品性质的时候是可以接受的,甚至残留金属量还相当高。另一方面,最终用户对扁平材的要求非常严格,如深冲性能、高耐冲击性能和表面光洁度等,因此,残留金属量必须低,以实现所要求的产品性能。

氮量控制

钢水中氮含量的控制主要与工艺参数有关。在电炉上控制氮含量是非常困难的,这是用电炉流程生产优质钢最大的限制条件。氮含量控制与低碳铝镇静钢有特殊的关系,钢中氮含量高会引起应变时效;使钢的延展性下降。这些钢一般用于深冲加工制品,要求氮含量小于50ppm。在更严格的应用中,如超低碳Ⅳ钢,氮含量要求小于30ppm,经常要接近20ppm。虽然这些专用的高附加值产品在联合钢厂的产品结构中只占很小的比重,但他们表达了最严格的生产极限。通常,转炉出钢时的氮含量不到电炉的1/3,转炉为15—40ppm,电炉为60~100ppm。传统的电炉操作是在敞开渣门的情况下完成大部分的精炼工作,这就导致大量的空气进入电炉,促进了炉内的高氮气氛。通常,普通电炉是不密封的,在炉壳和炉顶区域有很多开口,空气可自由穿越这些开口。因此,普通的以冶炼废钢为主的电炉炼钢工艺的显著特点是炉内气氛中的氮会被暴露的钢水吸收。在电弧等离子区尤为如此,高温将氮气分解成原子或离子状态的氮,进一步促进了氮的吸收。在电炉工艺中,通过有效的消除气源与钢液的接触可降低吸氮量。在生产操作中,可以通过在电孤四周形成大量的保护性泡沫渣、增强熔池上方一氧化碳气氛和降低喷吹气体的氮含量等手段来实现这个目的。“密封”电炉,即关闭渣门有助于削减空气的渗入量。

其它质量因素

近20年来,大部分重要的炼钢工艺进步集中在二次炼钢、连铸和控轧等技术的普遍应用上,结果是拓展了钢种范围,产品形状和表面质量得到不断改进以满足市场和产品应用的要求。汽车车身用焙烘硬化钢要求有完美的表面质量,因此为确保得到最高质量的产品,大板坯连铸机有严格的降级规范。这种质量等级的产品通常只有70%-80%是连铸生产。目前的薄板坯连铸机还不能达到这种质量要求,其原因在于它的高拉速使得钢水弯月面不稳定,影响渣的上浮。因此,它只具有浇铸普通质量带钢的能力。中厚板坯连铸机的拉坯速度较低,铸坯质量较好。但是,他们还不能表现出稳定的浇铸质量,在连铸机设计、连铸技术上还有待改进,未来可能会实现这种潜力。


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