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1、LF 炉造渣工艺LF 炉造渣工艺摘要本文依据本钢炼钢厂炉外精炼LF 生产的实际状况，从渣系的选择，渣料的参加量， 参加方式以及影响脱硫效果的因素等各方面，总结了本钢炼钢厂脱硫制度。关键词 LF 炉脱硫炉渣TechnologyofslagforLF AbstractThewritingbasisofLFproductofpractice.Fromslagsystemchange、materialamount、howtoaddandinfluenceelementofdesulphurization.KeywordsLFDesulphurizationSlag1 前言随着用户对钢材质量的要求越来越
2、高,炉外精炼作为提升钢材质量的手段得到了快速的进展。在炉外精炼过程中,通过合理地造渣可以到达脱硫、脱氧甚至脱氮的目的;可以吸取钢中 的夹杂物;可以掌握夹杂物的形态;可以形成泡沫渣漂浮电弧提高热效率,削减耐火材料侵蚀。因此,在炉外精炼工艺中要特别重视造渣。在我厂现有设备的根底上制定合理的造渣工艺, 掌握好埋弧、脱硫、脱氧等主要精炼环节,充分发挥精炼效果尤为重要。2LF 炉的设备特点和力量本钢炼钢厂的 LF&IR 炉设备，引进于意大利达涅利公司，是一座双工位处理站，于201*年 11 月进展热试、投产，现年处理钢水量在 160 万吨以上。LF 炉变压器的功率为28MVA，最高升温速率可达 5 /m
3、in，LF 炉盖的微正压设计，可有效削减处理过程的吸氮现象、二次氧化现象及电极的侧面氧化。LF 整个处理过程可掌握增氮量0.0010%以下；经 LF 炉造渣深脱硫处理后钢中全氧在 0.0030%以下；LF 炉的电极消耗0.01kg/kWh。承受 LF 炉造复原渣处理或 LF 炉改渣+喷粉处理，可将钢中S脱至 0.0010%以下。3 造渣脱硫原理分析 1 热力学原理造渣脱硫过程中，常承受石灰做为脱硫剂，其脱硫反响按离子理论可写做(O2-)+S=(S2-)+O(3-1) G=71965-38T,J/molKS=aS2-aO/aO2- aS=(%S) 或%S=1/KS(%S) S2-S2-/ao2-
4、%SfSaO/aO2-fS(3-2)由式(3-2)可以看出，强化脱硫的热力学条件是高碱度的渣即增大 ao2-；低氧位或强复原性即降低 aO；降低%S即换渣；以及高温操作因 H719650，提高温度使 KS 值变大。2 炉渣脱硫反响的限制性环节炉渣脱硫可分为以下几个环节 钢液中S向钢渣界面集中； 渣中(O2-)向钢渣界面集中； 集中到钢渣界面的S与(O2-)在发生反响； 反响产物(S2-)向炉渣集中； 反应产物O向钢液中集中。在以上五个环节中，步骤 、 速度很快，不是反响的限制环节； 当钢中S含量较低时，步骤 将成为反响的限制性因素；当炉渣碱度低时，步骤 将成为反响的限制性因素；当炉渣粘度高、流
5、淌性差时，步骤 将成为反响的限制性因素。所以在生产实践的掌握中，应掌握炉渣具有较高的碱度、较好的流淌性、足够的吹氩搅拌来满足动力学条件。4 精炼造渣工艺制定1 转炉渣对精炼效果的影响 11 渣中碳粒对钢中碳含量的影响在转炉出钢合金化的过程中,由于参加增碳剂(沥青焦),有局部碳粒混入钢渣中,且白灰、合金的参加温降较大,使熔渣变稠甚至硬化结壳。其结果导致精炼前期化渣困难时间较长和就 位成份碳含量不准确。为了解决这一问题,实行了转炉按钢种下限碳含量掌握,削减转炉下渣 和送电 58后取样的措施,确保在碳含量的准确掌握。12 转炉下渣对精炼效果的影响转炉出钢过程中下渣时,炉渣受钢流的混冲乳化起到了充分氧
6、化钢液(消耗脱氧剂和铁合 金)的作用。到精炼的运输过程中对钢包中钢液起到长时间的氧化作用,使钢成份、脱氧元素 不断变化1。这种原始渣氧化性强,炉渣氧势高且渣中2 含量较高、碱度低,给精炼脱氧造成极大危害,造渣时间延长,精炼与铸机匹配不畅。在精炼过程中觉察钢包内转 炉下渣超过 100时参加较大数量的渣料和脱氧剂及熔剂都难以使熔渣获得良好的流淌性及良好的白渣化程度,白渣化困难的主要缘由是渣中含量高,脱氧剂很难在粘稠的渣中扩散,脱氧时间长。取渣样分析的结果说明渣中(+)含量较高,这种熔渣吸取夹杂物的力量也较差。渣厚在 5010之间时,化渣仍旧较慢,熔渣流淌性一般,白渣化程度一般, 较难形成粉白渣,停
7、电后熔渣在 23后粘度快速增大,这种熔渣吸取夹杂物的力量也较差。渣厚小于 50时,化渣快速,送电 58后熔渣便能获得良好的流淌性,也具有良好的埋弧作用,熔渣2 含量也较少,熔渣过程粘度变化小,能较早形成白渣。分析结果说明渣中(+)含量较低。搞好出钢末期的挡渣,尽可能地减小转炉渣进入钢包是发 挥精炼作用的根本前提,这一点要引起高度地重视。2 合理的脱硫渣系炉渣的精炼力量打算于炉渣的化学性能和物理性能。为确保熔渣具有较好的流淌性、发泡埋弧作用、脱硫及吸取夹杂物的力量,钢液脱硫常用的渣系主要有 CaOCaF2、CaOCaF2AL2O3、CaOAL2O3SiO2 等渣系。 CaOCaF2 渣系中，从脱
8、硫考虑，CaF2 含量在 40%左右为最正确组成，但该渣系对耐材寿命影响较大。 CaOCaF2AL2O3 渣系硫容量比 CaOCaF2 低，据报道，该渣系的组成在CaO50%，CaF220%，AL2O325%范围，特别是 CaO3060%，CaF24555%，AL2O310%范围为最正确组成。 CaOAL2O3SiO2 渣系是人们争论最多，应用最广泛的一个根本渣系本钢炼钢厂硅冷静钢精炼前钢渣的主要成分如下(表 1)渣样成分范围CaO%193728 MgO% SiO2%720%14 TFeO415%5 AL2O32030%25 81210从表四可以看出，本钢炼钢厂精炼前渣系属于CaOAL2O3S
9、iO2 渣系，因此在脱硫渣系的选择上应以此渣系为根底进展争论。依据生产实践和争论资料介绍,我们选择表 2 所示渣系为我厂应选择的精炼目标渣系。表 2LF 精炼目标渣系4555 21020 231520510钙前钙后333230.964463264900.010.0103020.240.271131530.240.1899094966538462 从表 1 可以看出，转炉出钢后碱度较低而氧化性很高，假设在出钢过程中参加改性渣，则可使碱度明显提高、氧化性明显降低，经过 LF 炉连续造渣处理后，炉渣变成格外有利于的高碱度的复原渣。2 炉渣氧化性与脱硫率的关系由式(3-1)可知，在脱硫反响过程中会在反
10、响界在产生O，假设炉渣中含有较多的FeO+MnO将会直接阻挡脱硫反响的进展 。因此在实际生产中必需严格掌握炉渣的氧化性 ，尽可能降低炉渣中的FeO+MnO含量，并持续保持。图 1从图 1 可看出，随着炉渣中的FeO+MnO含量的降低，脱硫率呈明显上升趋势。当炉渣中的FeO+MnO含量大于是 9%时，脱硫率小于 25%；当炉渣中的FeO+MnO含量小于是 9%时，脱硫率大于 56%；当炉渣中的FeO+MnO含量为 5%时，脱硫率为 67%。因此在实际生产中假设取得深脱硫效果或较高的脱硫率，应将当炉渣中的FeO+MnO含量掌握在 5% 以下的水平。3 炉渣碱度的掌握炉渣中的(O2-)为脱硫反响的反
11、响物，因此需要向炉渣中供给足够的(O2-)，同时还要削减炉渣中的SiO2，以削减二氧化硅络离子对(O2-)的争夺。炉渣中的(O2-)主要由向CaO、MgO供给，转炉出钢后通常炉渣中的MgO含量为 813%，随着造渣材料的参加，炉渣中MgO的含量渐渐降低，但应留意适当保持其含量，否则会影响钢包的使用寿命。而炉渣中的CaO含量也不能太高，过高的CaO含量会导致炉渣熔点上升、流淌性变差，使脱硫的动力学条件变差，对脱硫效果的影响很大。适宜的炉渣成分掌握为CaO5055%、MgO79%、SiO210%。随着的参加炉渣碱度上升,炉渣硫容量增大,脱硫力量增加。当碱度到达肯定值时, 随着炉渣碱度增大,渣中含量
12、上升,熔渣粘度增大,渣钢界面硫集中成为限制环节,使炉 渣脱硫的动力学条件变差,再连续提高炉渣碱度,脱硫率反而下降。42 对脱硫、脱氧的影响熔渣中2 含量普遍较高,主要是转炉下渣较多。含、较高的钢原始渣中 低、2 高,熔渣根本成中性,渣中2 高达 20%以上,精炼后强缓的参加量依据埋弧效果及脱氧效果进展增减；炉渣流淌性不好时参加萤石改善流淌性；炉渣较稀时补加石灰，提高炉渣碱度。3LF 脱氧制度在造渣材料参加前要先对钢水进展铝的脱氧和预合金化，将Als掌握在内控上限左右。炉渣根本熔化后，分批参加铝屑、电石造复原渣，直到顶渣转为白色即 FeO+MnO1%， 并连续分批少量参加铝屑、电石，来持续保持白
13、渣。4LF 供电制度在起弧阶段承受低电压以利于埋弧；起弧稳定提高电压以加快渣料熔化并使钢水温度上升； 在供电造渣后期承受低电压，以避开电弧暴露和保持复原性气氛。5LF 吹氩搅拌制度在造渣材料参加过程中要进展强吹氩搅拌，以加快渣料的熔化和避开渣料结团；在供电造渣过程中承受弱吹氩搅拌，但要在保证电极不过分波动的前提下适当增加底吹氩气量；在供电完毕及测温、取样之前承受强吹氩搅拌，以促进钢、渣的充分接触加快脱硫速度。7 完毕语通过生产实践，我们摸清了造渣材料使用性能，优化出炉渣改质的方法，探究并把握炉渣氧化性、炉渣碱度、炉渣流淌性与脱硫效果的关系，最终确定了造渣深脱硫工艺制度。201* 年 16 月期
14、间，按此工艺我们成功批量生产X52、X60 钢 147 炉，成品硫内控合格率为100%，脱硫率在 6080占 75，到达了 LF 精炼脱硫的目的。薄板生产方面，通过造白渣，提高了钢水纯洁度，提高了钙铝比，保证了薄板铸机的正常浇铸，削减了粘结、水口堵塞等生产事故的发生。渣系的选择是合理的,但转炉下渣的问题影响了的渣处理效果,要下功夫解决挡渣出钢的问题。参考文献1 梁连科等著冶金热力学，东北工学院，19882 梁英教主编物理化学，东北工学院，198113 梁连科等著冶金热力学，东北工学院，19扩展阅读 LF 炉工艺技术规程名目1、工艺流程2、主要工艺设备参数 3、主要原料技术条件 4、正常工作的必
15、要条件 5、精炼工艺制度1、吹氩制度 2、供电制度 3、造渣制度 4、温度制度 5、成分调整 6、环保要求7、事故预防及处理 1、工艺流程2、主要工艺设备设备参数 1 变压器额定功率二次电压二次电流电弧长度升温数率功率因数 2 电极直径长度行程极心圆直径 3 炉盖直径电极空直径 4 钢包车运行速度设备总重外形尺寸长、宽、高5 钢包内衬上口直径内衬下口直径包沿距包底高耐火材料总重钢构造总重钢水 210 吨净空透气砖6 料仓及下料速度合成埋弧渣 3t/min、萤石、铝矾土 5t/min 铁合金 5t/min7 称量斗量程3、主要原料技术条件 1 氩气纯度压力水分2 合成渣 1 化学成分成分二元(%
16、)三元(%)CaO657562-68MgO858Al2O35610SiO255CaF21020815S0.050.05 水分 0.50.2 其他要求粒度 510mm，其中 5mm 的数量不超过 10；枯燥防潮，在仓内储存 3 天。3 埋弧渣 1 化学成分成分无碳(%)三元(%)CaO35MgO5Al2O310610SiO2205S0.05 水分 10.5 脱氧剂 51062-68582 其他要求粒度 515mm，其中 5mm 的数量不超过 10；枯燥防潮，在仓内储存 3 天。4 萤石1 化学成分成分含量(%)CaF285SiO214S0.15P0.06 水分22 其他要求粒度 515mm，其中
17、 5mm 的数量不超过 10，杂质 5，枯燥防潮。5 合成渣 1 化学成分成分含量(%)Al2O375SiO210 水分0.52 其他要求粒度 515mm，其中 5mm 的数量不超过 10，枯燥无杂质。6 增碳剂 1 化学成分成分石油焦(%)低氮(%)固定碳9589S0.60.1N/0.15 灰分18 水分0.50.5 挥发分/52 其他要求粒度大颗粒 38mm，小颗粒 14mm，干净枯燥防潮。7 电石符合国家一级标准，粒度 0.35mm。8 铁合金成分等指标符合 SG/JS008201*标准，粒度 1030mm，按品种、成分分类存放。9铝粒Al95%，粒度 310mm。10 丝线铝线符合 S
18、G/JS008201*标准硅钙线 Ca28、Si5565 10mm 芯粉重 1305g/m，铁皮重 120g/m。 13mm 芯粉重 1305g/m，铁皮重120g/m。S 线芯粉重 1205g/m，铁皮重 120g/m。C 线 10mm，芯粉重 805g/m，铁皮重 120g/m。11 电极按 YB/T4090201*标准和技术协议进展验收。4、LF 炉正常工作的必要条件 1 对转炉的要求 1 需要经过 LF 炉处理的钢种出钢后钢包净空 400600mm。2 转炉承受有效的渣钢分别措施，钢包渣层掌握在 100mm 以下。3 出钢过程参加合成渣500600Kg/炉，进展预造渣。4 进 LF 炉
19、钢水化学成分按国标中下限掌握，进站温度按钢种液相线温度加 5070 掌握，具体执行各钢种冶炼技术操作要点。2 对钢包的要求1 底吹砖通气良好，其他部位可正常工作 2 钢包干净，无包沿。3 正常周转包，冶炼重点品种时，包和小修后第一次不用，具体见品种操作要点。3LF 炉水冷系统 4LF 炉液压系统 5LF 炉启动系统 5 精炼工艺制度 1 吹氩制度1 氩气流量确定原则。氩气的翻腾效果满足 LF 炉各阶段如下工艺需求预吹期保证渣面结壳快速熔化，加料期保证渣料不结砣，升温时吹氩氩保证电弧稳定，钢水温度根本均匀，等待时保证钢水不暴露，软吹氩时渣面微微涌动，不露钢水。2 各阶段吹氩参考流量 123456
20、 时期预吹加渣料调成分升温等待软吹流量Nl/min400-60050070050070030050020030050200 时间 min358 可依据钢水实际翻腾状况，依照氩气流量确定原则进展适当调整。钢包到站氩气小或底吹不通时可使用氩气增压系统进展处理。2 供电制度 1 配电表2 抽头及曲线选择原则3 除初期起弧化渣外，处理全过程均须承受埋弧操作，严禁承受高电压裸弧强制提温，削减包衬侵蚀及钢水增碳。测温取样时必需抬起电极。3 造渣制度LF 炉造渣原则是快、白、稳 1“快”LF 须尽快形成流淌性良好的白渣。给电加热渣壳熔化后开头加渣料，先依据氧化渣粘度及渣层厚度加助溶剂，再参加埋弧渣 4006
21、00Kg/炉，接着参加预熔渣 500800Kg/炉，最终参加合成渣 8001200Kg/炉。依据脱硫任务和初渣形成后的流淌性适量补加合成渣或助溶剂。2“白”LF 炉造出的炉渣必需有良好的复原性，(FeO)1%，炉渣冷却后呈白灰白色。钢水进站后，依钢种和渣层厚度铝粒 1030Kg。渣料参加后快速参加脱氧剂硅铁粉 100200Kg/炉，电石(碳化硅)3080Kg/炉，3min 后适量补加铝粒和硅铁粉。3“稳”LF 炉白渣形成后必需保持住，同一炉前后期及不同炉次之间的白渣尽可能削减波动。白渣形成后每隔 35 分钟参加硅铁粉及铝粒 1020Kg，依据埋弧状况补充电石碳化硅510Kg，保证炉渣的复原性。
22、4 温度制度严禁升温过高加冷却剂的操作，包前 3 次及小修凉包等特别状况终点温度可提高5 10 度，中包温度高时也可下浮 35 度，以保证中包温度合格为准。具体执行各钢种冶炼操作要点。5 成分掌握1 成分调整承受两步掌握法，依据到站成分初调，依据过程样进展精调，特别状况可一步调整。2 含碳量 0.60%以下依据吹氩三分钟成分初调，其他依据吹氩 5 分钟成分进展初调；精调必需依据白渣形成后的成分进展。3 承受石油焦及碳线结合增碳，软吹时可以喂碳线。4 调 Al 可使用钢心铝及铝线，按中上限掌握,必需在其他成分调整完成，白渣良好的状况下进展。调 Al 后严禁强吹氩，否则，可依据状况重调整。5 合金
23、参加量计算及参考吸取率合金参加量钢水量(目标值实际值)有效元素含量其吸取率合金吸取率参考值元素吸取率C、Si、Mn、V、Mo、Ni、Cr、Nb、90-98Al、Ti50-60B70-806 后续处理1 钢水成分温度符合出站要求，炉渣复原性良好，即可进展喂线作业。喂硅钙线或钙线必需在软吹之前进展，速度 57m/s，硅钙线必需打入钢水，喂线量执行钢种冶炼操作要点。2 喂钙线或钙线完毕，吊包前加掩盖剂 3035 袋5Kg/袋，保证不露亮面。6 事故的预防 及处理1 严禁在包盖漏水的状况下进展精炼处理。2 钢包特别或发生漏钢时马上停顿精炼作业，将钢包车开出加热位，通知调度，防止事故扩大。37 安全及环保友情提示本文中关于LF 炉造渣工艺给出的范例仅供您参考拓展思维使用，LF 炉造渣工艺该篇文章建议您自主创作。