铁水是炼钢的主要原材料,一般占装入量的70%~100%。铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。因此,对人炉铁水化学成分和温度必须有一定的要
求。
A.铁水的化学成分
氧气顶吹转炉炼钢要求铁水中各元素的含量适当并稳定,这样才能保证转炉冶炼操作稳定并获得良好的技术经济指标。
(1)硅(Si)。硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。硅含量高,会增加转炉热源,能提高废钢比。有关资料表明,铁水中!Si每增加0.1%,废钢比可提高约1.3%。铁水硅含量高,渣量增加,有利于去除磷、硫。但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加,易引起喷溅,金属的收得率降低。S含量高使渣中SiO!含量过高,也会加剧对炉衬的冲蚀,并影响石灰渣化速度,延长吹炼时间。
通常铁水!Si=0.30%~0.60%为宜。大中型转炉用铁水硅含量可以偏下限,而对于热量不富余的小型转炉用铁水硅含量可偏上限。转炉吹炼高硅铁水可采用双渣操作。
(2)锰(Mn)。铁水锰含量高对冶炼有利,在吹炼初期形成MnO,能加速石灰的溶解,促进初期渣及早形成,改善熔渣流动性,利于脱硫和提高炉衬寿命。铁水锰含量高,终点钢中余锰高,可以减少锰铁加入量,利于提高钢水纯净度等。转炉用铁水对比值的要求为0.8~1.0,目前使用较多的为低锰铁水,!Mn=0.20%~0.80%。
(3)磷(P)。磷是高发热元素,对大多数钢种是要去除的有害元素。因此,要求铁水磷含量越低越好,一般要求铁水_!0.20%;铁水中磷含量越低,转炉工艺操作越简化,并有利于提高各项技术经济指标。
铁水磷含量高时,可采用双渣或双渣留渣操作,现代炼钢采用炉外铁水脱磷处理,或转炉内预脱磷工艺,以满足低磷纯净钢的生产需要。
(4)硫(S)。除了含硫易切削钢以外,绝大多数钢种硫也是要去除的有害元素。氧气转炉单渣操作的脱硫效率只有30.~40%。我国炼钢技术规范要求人炉铁水!S<=0.05%。冶炼优质低硫钢的铁水硫含量则要求更低,纯净钢甚至要求铁水ws!0.005%。因此,必须进行铁水预处理降低人炉铁水硫含量。
(5)碳(C)。铁水中We=3.5%~4.5%,碳是转炉炼钢的主要发热元素。
B.铁水的温度
铁水温度的高低是带人转炉物理热多少的标志,铁水物理热约占转炉热收入的50%。铁水温度高有利于稳定操作和转炉的自动控制。铁水的温度过低,影响元素氧化过程和熔池的温升速度,不利于成渣和去除杂质,容易发生喷溅。因此,我国炼钢规范规定入炉铁水温度应大于1250°C,并且要相对稳定。
通常,高炉的出铁温度在1350~1450°C,由于铁水在运输和待装过程中散失热量,所以最好采用混铁车或混铁炉的方式供应铁水,在运输过程应加覆盖剂保温,以减少铁水降温。