利用直流电弧炉和钢包炉进行薄板坯连铸(3)

    在LF炉中利用感应搅拌代替气体搅拌，除具有上述的冶金优势外，还可以节约大量的操作成本。可以初步评估GF,NF,RAI, STF,F,I,的成本节约。

  （一）条件

  计算依据下列数据和假设：

  生产线：

  1×EAF 136t出钢量

  lx LF  136t

  每条生产线的产量：

  310d/a (7440h/a)

  1075000 t/a（从LF到连铸机）

  F,AF

  炉容量：136l

出钢一出钢时间：55min

EBT

夹带炉渣:2OOkg

预计出钢分析：

C≤0. 045，Si - Mn0. 15，SO．025，出钢温度为1615℃

LF

变压器:23. SMV．A

炉衬高氧化铝／碱性渣线

气体搅拌：

底部有两个多孔塞（对于155l炉容量而言，是最小量的孔塞）

应急搅拌备用枪喂AJ、Ca和C的喂丝设备

感应搅拌：

带非磁性观察孔的钢包

带感应搅拌器的钢包车

一个组合式孔塞（或Ar枪），在脱硫时进行气体搅拌。为简便起见，只选择一个钢种作为分析依据。就成本而言，含碳量高达0.065%钢没有大的区别。

  AISI 1006

  C≤0.065%

  Si≤0. 07%

  Mn≤0. 35%

  S≤0 .010%

  AlO. 025%-0.045%

  Ns 80×10-6

  所有的钢种都需钙处理。

  离开LF的温度：1570 - 1580C

    （二）节约成本

    1．搅拌条件及成本

    (1)．气体搅拌

    条件=两个多孔塞，容量450（吹洗min/孔塞）

    气体搅拌时间：

    出钢4min

    正常LF操作24min

    合金化．1 min

    LF中脱硫9min

    为形成适当的起弧条件以及避免从电极吸碳，气体搅拌的点弧加热需要比感应搅拌更长的电弧。为防止钢包壁受长电弧的有害辐射，必须增加渣层厚度。

    单独气体搅拌的成本613000美元/a

    额外渣的成本623000美元/a

    气体搅拌总成本：1236000美元/a

    (2)感应搅拌

条件：

①一个组合式孔塞，容量1200（吹洗min/孔塞）

②感应搅拌时间

出钢t)min

正常LF操作22min

渣准备和脱硫：12min

③为脱硫而进行的气体搅拌时间：

脱硫9 min

感应搅拌的年成本：

感应搅拌的成本：86000美元/a

孔塞和气体的成本：14800O美元/a

总成本23400O美元/a

    2．温度

    即使钢包中渣壳堵塞气体孔塞，感应搅拌也会起作用。这意味着，与气体搅拌相比，感应搅拌可以在较低的钢温度下操作。较低的温度意味着钢中较低的氧含量和较少的耗铝量

    在出钢和钢包加料后，在1595℃，对钢中进行了分析，C幻．05，Si：0.047，O：125×10-6。在1610℃，氧增加到145×10-6，增加了20xl0 -6。。在铝的收得率为50%时，为去除额外的氧，必须添加A145g/t，相当于铝的消耗量为48t/a，成本为60000美元/a。

    假设气体搅拌的操作温度高于感应搅拌的，以避免由于等待或预热不良导致冷钢包，造成钢包内滞塞，进而堵塞孔塞。

    3．气体搅拌的成功率——备用枪

    通常，利用一个孔塞操作时，会有10%炉搅拌失败。利用两个孔塞，会将成功率提高到95%。

    对于一台136t钢包，备用枪的成本为1000美元／支。每支枪大约使用3.5h，寿命为5炉。假设有5%的炉次必须使用备用枪，那么年成本将是79000美元/a。

    4．再循环钢的成本

    感应搅拌相当可靠，可以假设，气体搅拌包括使用备用枪，其操作成功率也比感应搅拌低0.5%（注意，不使用备用枪，钢的损失量会更高）。这意味着有0.5%的产量循环回F,AF或转回其他地方。再循环钢额外处理的成本因工厂不同有很大区别，但是，通常的数值为40美元／l，相当于年成本215000美元／t。

    5．反应元素的损失

    许多带感应搅拌的装置的操作经验和试验表明，易氧化元素如AJ和Ca的氧化率比气体搅拌低。

    (1)铝在LF处理过程中，采用气体搅拌时，Al氧化比感应搅拌多2-5×10-6/min。在这种情况下，感应搅拌的铝氧化率比气体搅拌低3×10-6/min。利用感应搅拌，处理时间25 min（在脱硫时，进行34min - 9min的气体搅拌），Al的收得率50%，节约150g/t。Al的消耗减少l 6/a.按照1.25美元/kg的价格，相当于减少202000美元/a。

    (2)钙在进行薄板连铸时，钢的钙处理是必须的和必然的，要特别注意钙的成本。

    根据薄板连铸的经验，喷射纯钙丝，感应搅拌的Ca的收得率是22% - 25%，气体搅拌的收得率是12% - 15%。其它的工厂对感应搅拌的钙的收得率高于气体搅拌也有报道。

    在离开LF炉之前，钢的钙含量必须保持在20×10-6感应搅拌的钙收得率为23%，气体搅拌的钙收得率为13%，利用感应搅拌，钙的消耗量将低于71.9t/a。按照Ca8. 50美元/kg的价格，节约611000美元/a。

    6．提高钢的纯净度

    感应搅拌的方向是上或下，搅拌功率容易改变。这意味着在LF处理过程中可以在钢水表面保持一个完整的渣层，而且在把合金直接加入钢液中时打开一个无渣的钢液面，不会使合金粘入渣中。

    完整的渣层可以防止钢液受环境气氛的影响，尽可能降低过量的AJ和Ca氧化以及吸N和H。

    湍流能量在钢液中的均匀分布可以快速去除夹杂物，从而获得低的总氧含量。在薄板连铸时，采用高铸速而且夹杂物侵入结晶器的时间受到限制时，这一点尤为重要。

    钢液搅拌的所有这些特点有利于提高钢的纯净度，有利于精确地控制化学成分和温度。

    在这个例子中，假设钢液搅拌的报废率比气体搅拌低0.5%。假定值是80美元／l，年节约可达430000美元／。六、试车一投产一操作

    感应搅拌的试车非常简单，设备可以立即投入满负荷操作。

    可以在有手动或自动模式的控制台上简便地控制搅拌的功率和方向。LF操作工的培训也很简单。

    100多台装置的生产实践证明采用感应搅拌的投产时间与类似的气体搅拌相比，是相当短的。投产时间短意味着有良好的投资回报。

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