保证钢水质量、降低成本,突出LF炉在短流程中的作用

LF炉在短流程中

保证钢水质量、降低成本，突出LF炉

在短流程中的作用

1 前言：

炉外精炼是实现炼钢生产优质、高产、低耗的有效措施，特别是对特殊钢的生产更有现实意义。为实现钢铁生产的优质、高产、多品种、低消耗和高效益等目标，炉外精炼作为一种积极有效的措施受到世界各国的普遍重视和广泛应用。

LF炉精炼主要是靠钢包内的白渣，在低氧的气氛中（氧含量在5%），由钢包内吹氩气进行搅拌并由石墨电极对经过初炼炉的钢水加热而精炼。由于氩气搅拌加速了渣——钢之间的化学反应，用电弧加热进行温度补偿，可以保证较长的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫含量降低（大约为10PPM），夹杂物按ASTM评级为0~0.1级。八钢电炉采用EAF-LF-CC的短流程炼钢方式，在投产初期至今，通过不断优化操作，考虑LF炉的冶金反映条件以及充分利用其功能，在实际的冶炼过程中，对选择合适程度的粉渣，如何更加有效的提高精炼的效果以及降低原材料的消耗改善钢液质量等方面取得了很好的效果。

2 确保埋弧加热、选择合适程度的渣系，降低冶炼成本

2.1 LF炉功能的发挥，首先需要其快速升温的实现。钢包精炼炉是采用三根石墨电极进行加热的。加热时电极插入渣层中采用埋弧加热法，这种方法的辐射热小，对炉衬有保护作用，与此同时加热的热效率也比较高，热利用率好。

精炼用精炼渣钢水埋弧主要由CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系决定。 2.1.1 炉渣的粘度

表1—1 CaO -Al2O3-SiO2-CaF2渣系的粘度

渣系组成，%（mol） 粘度, Pa.s

22增加，降低了炉渣的碱度，粘度相对也会降低；温度升高，粘度会降低，但不十分明显。而钢液的间接脱氧速度随着熔渣粘度的降低而升高，这也是在还原初期要造流动性好的泡沫渣的主要原因，但熔渣过稀也不利，会造成对包衬的直接侵蚀、冲刷严重，并且对钢液的加热也不利，这是因为没有良好的埋弧效果，弧光反射严重，即浪费了热量又灼伤了炉衬。 2.1.2 炉渣的表面张力

1600。C CaO - SiO2-CaF2渣系的表面张力如图2。图中曲线表明增加CaF2和降低碱度都会使表面张力降低。

1

LF炉在短流程中

550

-1

¦.mN.mýÁæÒ±íÃ

500450400350300

2.57.5

12.5CaF2.%(mol)

2.2 设计合理的精炼渣系，提高精炼效果

精炼时电弧加热的埋弧泡沫渣是在基础渣上加入一定量的发泡剂，使之形成泡沫渣，再适量配入一些造渣料，即可进行精炼操作。我们在设计复合精炼渣时选用CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系。根据不同的钢种，调节碱度和CaF2的含量。MgO、Al2O3含量基本不变，分别为10%~11.5%，6.5~7.5%之间。

2.2.1精炼渣泡沫化不但取于熔渣的性质而且取决于气量的大小。

投产初期，我们的做法是依靠电石（CaC2）产生CO来造泡沫渣,每批电石加入量为10—20kg，在初期有少量泡沫渣产生，持续时间为1—2min,而到中、后期，渣中氧已脱得差不多后，再加入电石基本上不产生泡沫渣了，总得来说，即使熔渣性质好，由于气量少，产生泡沫渣效果也不好。本文建议采用石灰石CaCO3,加入碳粉或碳化硅和少量的氧化铁（FeO）等组成的发泡剂。

其发泡原理为：CaCO3 + C = CaO + 2CO(g)

在一定范围内，FeO对熔渣张力、粘度的影响很小，不会引起渣发泡性能明显改善。发泡剂 FeO与C极易发生还原反应，形成CO气泡促进了熔渣与发泡剂的混合，推动了CaCO3与C的反应，从而提高了渣发泡的程度。但发泡剂中FeO含量不宜超过15%，否则会引起精炼渣中FeO含量增加。如图3发泡剂中FeO含量对η*的影响。

2.5

Ç*Á¦Ý¼²Å¢

21.51

3

5

7

9

11

13

含量对*的影响ͼ图表三±íÈý ²¢发泡剂中ÅݼÁÖÐFeOFe2O3º¬Á¿η¶Ô¦Ç*µÄ Ó°Ïì

2.2.2 渣系设计

改进后的精炼渣取代了以往碳化硅与火砖沙混合造渣,减少了电石的使用率，降低了成本，使对钢水的污染大大减少并且取得了较好的冶金效果。 原精炼渣成分分析如下:

表2 原精炼渣成分分析 %

FeO SiO2 MnO P2O5 S CaO MgO Al2O3 TiO2 TFe 0.6~1.88 16.2~22.7 0.11~0.25 0.020~0.031 0.78~1.73 44.0~55.3 6.7~10.589 5.57~9.68 0.146~0.46 0.35~7.88 0.8 18.6

0.16 0.031 0.733 48.7 7.7 8.7 0.32 5.46

2

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注：分析炉数为24炉，连续取样，冶炼钢种为HRB335

由于碳化硅用量过大，造成终点碳不宜控制，渣况不稳定。渣中的硫容量低，分析渣中硫平均为0.733%，反映出脱硫能力差，脱硫速度慢；（MnO +CaO +MgO）/（SiO2+ Al2O3）为2.07，渣中（SiO2）偏高，说明含硅材料用量太大，渣碱度远不能满足脱氧、脱硫、夹杂物变性的要求；炉渣各组元成分波动大，无规律可循，根据CaO- -Al2O3-SiO2三元关系相图分析，都处在高熔点区，化渣不良，化渣慢，影响了出钢过程和精炼初期的渣钢发应。

由于我厂生产的钢种以普碳钢为主，根据上述分析和实践经验，一般钢种的碱度：B=(ηCaO +ηMgO -ηAl2O3)/(ηSiO2)在3.5~4.0之间，渣中（FeO）活度αΣFeO=(ηΣFeO/Ση)在0.010~0.013之间比较合理。一般钢种精炼渣系设计主要组元成分如下表

表4

组元 CaO MgO Al2O3 SiO2 CaF2 ΣFeO 普碳钢 成分，% 49 9.5 7 16 15 摩尔数,mol 0.9 0.20 0.07 0.27 0.20 0.013 精炼渣系的材料组成：活性石灰（55~65%），萤石（3.5~5.5%），生白云石（3.5~5.6%），

烧碱（3.0~4.0%），铝粒（3.4~4.5%），碳化硅（5.5~6.8%），硅钙合金（2.0~3.2%），另外，如果冶炼品种钢，我们可以通过调节石灰和萤石的配比量来改变碱度，或者使用火砖块；在渣系中加入硅钙合金，加强脱氧、脱硫，以及降低钢水中Al2O3夹杂使其转变为低熔点的铝酸钙，加入低熔点的烧碱等以利于快速成渣，加入生白云石或石灰石以及电石和硅钙合金以组成发泡。

钢水质量：我厂在冶炼20MnSi-1钢时，使用原精炼渣时钢水可浇性并不是可好。主要是高熔点（2050。C）的串簇状的Al2O3容易沉积在中间包水口壁上造成水口堵塞，影响浇注正常进行，上连铸前喂入Si-Ca线脱氧，加强脱氧效果、改善夹杂物形态和钢水的可浇性。

合成渣的制备工艺：原料挑选、筛分—破碎（粒度5~20mm）—均匀—烘烤（800。C）—称量装袋。

现精炼炉渣成分分析如下

表5

FeO SiO2 MnO P2O5 S CaO MgO Al2O3 TiO2 TFe

0.56~1.1 13.1~19.7 0.10~0.18 0.019~0.028 1.61~1.86 45.4~51.2 6.8~10.24 6.2~10.7 0.11~0.14 0.20~1.10 0.73 16.7 0.147 0.025 1.73 48.2 7.9 9.45 0.13 0.51

说明精炼渣易熔化 …… 此处隐藏：3143字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……