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1、 LF 精 炼 技 术1 LF精炼目的 钢水温度满足连铸工艺要求； 处理时间满足多炉连浇要求； 成份微调能保证产品具有合格的成份及 实现最低成本控制； 钢水纯净度能满足产品质量要求; 均衡物流的手段； 取消电炉还原期。 电炉或转炉出钢 去渣 脱氧（加还原渣、加脱 氧剂） 加热（加合金、取样） 浇注这种方法脱氢效果好但不能彻底的脱硫与去除非金属夹杂物 。 电炉或转炉出钢 去渣加热LF（加渣料、强搅 、加碎石墨） 真空碳脱氧（加合金） 加热（ 加合金、取样）真空真空下浇注冶炼时不能采用任何脱氧剂。2 LF精炼工艺 电炉或转炉出钢 去渣加热LF（加渣料、强 搅、加Al脱氧） 去渣 真空（吹氩、加铝）
2、 LF精炼（加铝、加Ca-Si)通过多次加渣料、除渣而达到脱硫的目的。 电炉或转炉出钢LF精炼（加铝、加渣料加Ca- Si)这种工艺强调变渣处理。出 钢钢包车吹氩钢包到等待位置处 理 渣吹氩搅拌 出钢过多 出钢带渣正常颜色 流动性 初炼炉渣正常ABCDEF钢包取样加入合金，均匀化及调节温度喂入Ca-Si丝钢包取样停 氩吊往连铸台吹氩搅拌 出钢过多 出钢带渣正常GHIJKLM加合金与喂CaSi线间时间不足；喂 CaSi线后吹氩时间不足；加入CaSi 不正确；成分不合；温度不合适N B钢包车吹氩直到钢包吊往钢包炉等待位置。此阶 段吹氩搅拌达以下重要的冶金目的：1）合金与造渣剂的熔化溶解；2）均匀熔
3、池温度；3）去除脱氧产物；4） 脱硫 。 C钢包到钢包炉等待位置后，钢包炉处吹氩接通， 吹氩时保证不裸露钢液面，但当要从料仓加料时，增加 氩气流量，吹开渣面，料加到裸露的钢液面上。对于生产高质量钢，需要铝脱氧时，最好在等 待位置喂铝，尽早脱氧，是最佳去除脱氧产物的条件。 D吹氩工艺要求：吹氩钢液面裸露，在裸露面处加入合金。 存在问题：渣面吹不开。解决对策：钢包就要被吊到紧急处理站进行瞬间 大压力吹氩，吹开多孔 ，如果还不行的话就要进行倒包处理。自由空间与下渣工艺要求：应该保证合适的吹氩量，不要把钢渣溅出钢包。下渣量不要超过钢包炉弃渣处理。存在问题：出钢量大，下渣多。解决对策：过多的钢液及渣倒入
4、渣包中。 E钢包到电极位置，开始处理渣。加入石灰和Al2O3,加热3min后 ，通过渣门观察渣。这一阶段的渣子应该是流动性好，取渣样凝 固时呈灰白色，这很重要可确保最佳的冶金渣操作。渣子基本的 功能是：1）吸收脱氧产物及脱硫产物；2）防止熔池的二次氧化；3）防止熔池的热量损失；4） 防止由于电弧辐射造成的耐材损失。 F渣处理工艺要求：加入石灰、Al2O3及铝粒后，渣应为液态并且在固态时呈灰白色 。 存在问题：不能把渣处理到合适的状态。 解决对策：回炉处理。渣色工艺要求：固态时呈灰白色。存在问题：正常处理后渣发黑。解决对策：加铝粒脱氧直到渣呈灰白色。 渣粘度工艺要求：渣呈液态。存在问题：1）渣中
5、含有不熔石灰；2）渣太稀解决对策：1）多加Alumet；2）多加石灰。 G加热及处理渣后，测温，取第一样。 H合金收得率工艺要求：加入的合金按预定的合金收得率改变钢液成分。 存在问题：钢液成分与加入的合金数量不一致。 解决对策：用铝粒脱氧以确保氧化元素（如Mn)的最佳收得率，熔池加热 搅拌5min以确保出钢加入的合金溶解；如果没有出现预期的结果，必须 加入新的合金。保证钢质量工艺要求：保证钢质量的所有元素应在规定的最大限内，铝随着精炼过 程的进行而减少。存在问题：不能控制成分，保证预期的钢质量。解决对策：如果可能改钢种，否则如果Cu0.5%、Sn0.035%，进行回 炉处理。 I根据出钢加入的
6、合金量及钢包炉第一样分析结果，确定加入的合金量以 达到成品钢要求的成分。成分调整从基本合金控制C、Si、Mn开始，控制微合金元素Nb、Ti、B 及V结束。要求一定质量的钢基本合金还包括Cr和Ni。需要铝处理的质量钢，工艺过程要喂铝以保证钢中的铝含量在最低限。电极加热控制钢液温度，并在精炼过程中测温，加入合金要降低钢液温 度。一般经验6档电压的升温速度为2 /min。脱硫是钢包炉工艺的重要功能，脱硫的最佳条件是可进行渣处理及熔池 温度高于1580 。可生产含硫质量的钢，在钢包处理末期通过喂硫线控制钢中硫含量。 J当钢成分合格，进行喂线夹杂物变性，提高钢液的可浇注性 。之后吹氩5min。 K喂Ca
7、Si(或硫线）后，测温，取样分析控制最终成分。 L最后一次加料后，吹氩搅拌36min。太短不能均匀成分与温 度。太长会产生熔池的二次氧化。 M合金加入至喂CaSi线的时间工艺要求：最后的合金加入至喂线应吹氩搅拌5min。 存在问题：如果吹氩搅拌不足5min，钢质量降级。 喂CaSi丝工艺要求：喂丝量不少于20kg。存在问题：如果喂丝量不足，钢质量降级。 喂CaSi丝后的吹氩时间工艺要求：喂CaSi丝后吹氩时间不少于3min，方可吊往连铸。存在问题：如果吹氩时间不足，钢质量降级。浇注温度工艺要求：正常条件下，保护浇注温度为5 ，浇注工可根据条件改变 。 浇注过程中的成分偏差工艺要求：成分最大偏差
8、满足以下要求：C 0.03%；Mn 0.12%，Si 0.1%CEQ 0.03%。存在问题：如果钢成分不在成分偏差的最大范围，钢质量降级。N精炼结束后，钢包吊往连铸。 工艺过程中应注意1 铝的氧化如果铝迅速降低，表明氧化速率很高，要喂铝降低钢中的溶解氧到一定 程度，这时钢液中的铝就稳定了。即使延长计划处理时间也要做这项工作， 可以测定钢中的自由氧，但不是必须的步骤。2 钢包钢液温度的稳定由于不熔材料或冷耐火材料导致熔池温度不稳定，即使延长计划处理时 间也要继续加热及吹氩。3 特殊工艺钢的纯净度取决于脱氧产物及其它夹杂如何被渣吸收的，而可浇注性则 取决于未被渣吸收夹杂的Ca处理变性。要获得高纯净
9、度及良好的浇注性能， 最佳条件是钢液在符合成分、流动性好并不打破渣层下，喂入合适的Ca-Si 线吹氩搅拌。4 操作参数的记载加入的材料、通电时间、吹氩搅拌时间、成分分析、测量值都贮存 在过程计算机并以钢包炉报表的形式打印。5 操作者资格操作者应在实践中培训直到很自信地操作计算机控制所有功能。操作者应在钢包炉平台上培训，熟悉钢包处理以及钢包处理的工艺 规程。操作者应该能生产规定的所有钢种。6 控制设备测温枪、定氧仪、合金称量设备及喂线机被控制并按计划校准。3 LF工艺过程操作要点 根据钢液中酸溶铝的要求及钢液中溶解氧控制加铝 量的喂铝线操作； 考虑埋弧加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣操作； 考虑防止
10、吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的最佳搅 拌模型控制的吹氩搅拌处理； 考虑温度目标控制的电弧加热制度； 考虑达到目标成分及最低成本的钢液成份微调。提高钢材质量，节能降耗钢液温度钢液成份钢液纯洁度钢包蓄热散热渣表面散热 钢液成份微调精炼过程吹氩搅拌喂 线 工 艺出钢及精炼的脱硫出钢及精炼氧的降低成渣热及渣钢反应热LF系统工艺优化出钢及精炼防止吸氮5 钢液温度控制钢包的蓄热； 渣散热； 吹氩； 合金补加； 喂线； 成渣及渣钢反应； 脱硫加渣料。影响钢液温度的因素5.1 钢包衬的蓄热及包壳散热5.1.1 60t钢包各部分尺寸5.1.2 60t钢包包衬内温度分布5.1.3 预热温度对钢液温度的影响5.2
11、渣表面散热50mm 渣层内温度与时间、渣厚的变化关系不同渣厚条件下，渣表面热损失随时间的变化 （图中由上至下曲线分别是渣厚30mm， 40mm，50mm，100mm，150mm，200mm ）5.3 底吹氩对钢液温度的影响5.3.1 氩气升温带走的热量 钢包包衬的蓄热吹氩搅拌加快了钢液向包壁的传热钢液损失 于耐材中的热量与钢液和耐材的温度差成正比 ；5.3.2 吹氩搅拌引起钢液温降分析有吹氩搅拌与无吹氩搅拌钢包内温度分布钢液裸露面的散热 通过钢液裸露面的热损失和钢液通过热传导损失于 包壁的热损失相当 。说明：1：钢水裸露面位置2：钢包中心3：钢包半径1/24：包壁与渣面结合处合金加入到钢液中，
12、升温、相变、溶解及与钢 液中的元素反应可看成是合金中的每一个元素单质的变 化 ，所以先求出每一个单质的物理热和化学热，然后按 合金成份折合成合金的物理热和化学热。5.4 合金补加对钢液温度的影响5.3.3 合金加入对钢液温度的影响5.5 喂Al线对钢液温度的影响5.6 成渣热及渣钢反应热对钢液温度的影响不同阶段渣中组分的变化 不同阶段钢中各元素含量的变化出钢至LF过程，加80kgSiAlFe脱氧，加脱S剂10包、萤石50kg脱S，高Cr1190kg 、SiMn130kg、FeSi100kg调整钢液成份，渣中的SiO2、Al2O3、MgO、TiO2、Cr2O3 升高（如图1），钢中的Si、Mn、
13、Al、Cr也升高（如图2）。说明Si、Al、Cr一部分 与氧反应，生成的氧化物进入渣中，一部分进入钢液中。 加入的SiAlFe与渣中的 FeO,MnO反应，使渣中的MnO、FeO降低，钢中的Mn增加。其反应为：Al+3/2(FeO)=3/2Fe+1/2(Al2O3) （1） H=105.2kcal/mol AlAl+3/2(MnO)=3/2Mn+1/2(Al2O3) （2） H=106.8kcal/mol AlSi+2(FeO)=2Fe+(SiO2) （3） H=89.7kcal/mol AlSi+2(MnO)=2Mn+(SiO2) （4） H=22.1kcal/mol Al本炉次渣中Al2O
14、3增加8.02%，相当于增加了900*.0802=72.2kgAl2O3,也即有72.2*1000*2/102=1415.7mol的Al与渣中的氧或钢中的氧反应，假定Al首先与渣中的 FeO、MnO反应，剩余的MnO与Si反应。5.6.1 出钢过程渣中FeO的减少量为7.51%,相当于.00751*900*1000*2/3/72=625.9mol的Al与其 反应，产生的热量可使钢液升温105.2*4180*625.9/(65500*840)=5.1。渣中MnO的减少量为.023*900*1000/71=291.5mol,此反应产生的热使60吨 钢液升温291.5*2/3*106.8*4180/
15、(840*65500)=2.6。渣中MgO升高，是由于钢包衬中的MgO进入渣中。这些氧化物进入炉渣的 过程中有可能进行以下反应：SiO2+2Al2O3=Al2O3.2SiO2 （5） 成渣热：1196.5KJ/kg渣4MgO+Al2O3=MgO.Al2O3 （6） 成渣热：497.4KJ/kg渣4MgO+SiO2=MgO.SiO2 （7） 成渣热：471.2KJ/kg渣4生成Al2O3.2SiO2的成渣热最大，假定升高的SiO2全部与Al2O3生成 Al2O3.2SiO2，能使钢液温降900*.082*1196.5/（65500*840）=1.7。出钢至LF过程渣钢反应热和成渣热使钢液升温值不
16、超 过9.4，此过程时间为12分钟，相对出钢温降极小。5.6.2 LF喂铝前后LF喂Al后45分钟内，假定铝喂入钢液后迅速溶于钢液，在脱除钢液溶解氧 的同时铝与渣中SiO2、MnO、Cr2O3反应，使渣中SiO2、MnO、Cr2O3减少，钢中 Si、Mn、Cr由上图见似乎没有变化，实际上是增加的，只不过增加量少，TCa增 加，是由于为脱S需要，加入CaO和CaF2的原因。 渣钢反应为（1）、（2）及以下两反应：Al+3/4SiO2=3/4Si+1/2Al2O3 （8） H=37.9kcal/mol3Al+1/2Cr2O3=Cr+1/2Al2O3 （9） H=65kcal/mol3 根据上述同样的方法，可计算出以上反应，分别使钢液升温0.13、0.4
