《LF炉精炼研究总结(最新总结-包括供电制度、吹氩制度、温度控制等)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LF炉精炼研究总结(最新总结-包括供电制度、吹氩制度、温度控制等)（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.1 LF工艺操作LF是一种拥有电弧加热装置的炉外精炼方法，于 1971年由日 本特殊钢公司提出，它也被叫做钢包加热炉。LF主体是一个带有底 吹瀛的钢包，来自转炉或电炉的钢液（无渣）注入到该钢包内，然后钢 包被吊车吊运到钢包车上，运往 LF处理工位。在水冷炉盖下方提供 三相电极，盖上水冷炉盖，加入高碱度的复合渣，然后通电，那么常 压下即可达到埋弧加热的效果。由于LF处理方法提供电弧加热、复合渣精炼，吹瀛搅拌和合金 微调等功能，因此LF精炼可达到以下冶金目的：1）通过还原气氛中高碱度复合渣的精炼，LF有很高的脱硫和脱 氧能力，钢液中硫含量和溶解氧可降低到 20Ppm以下，此外夹杂物 也可有效的
2、去除。2）钢液电弧加热调整钢液温度，加速复合渣熔化；3）底吹瀛方式达到钢液成分和温度的混匀；4）依靠自动加料系统对钢液进行成分微调。2.1.1 加热过程2.1.1.1 转炉出钢1）钢包条件钢包应当干净，不附带任何残余炉渣；止匕外，换包周期不能多于 4小时，否则钢包必须烘烤加热到 1000-1200C。钢包内残余钢液或炉渣会引起钢包温降，失去的热量需LF处理补偿，这些因素在 LF电脑模型中都需要考虑进去。2）挡渣转炉出钢需要进行挡渣，众所周知转炉顶吹终点，钢液中存在一 定含量的溶解氧，它与渣中氧保持平衡。渣中FeO和P2O5含量很高。 当还原剂加入钢包钢液中溶解氧含量降低，钢渣间的氧平衡被打破，
3、 渣中FeO含量减小。因为炉渣的氧化性降低，发生回磷现象。因此 为了阻止钢液回磷和保证稳定的 LF加热过程，转炉出钢要求挡渣。3）合金和造渣剂的添加为保证钢液成分，出钢过程中需加入合金和还原剂。2.1.1.2 LF力口热过程钢包精炼工艺包括几个过程，彼此间相互关联。对于不同钢种， 加热操作不尽相同，且处理过程参数均有相关的标准计算模型。步骤A :搅拌当钢包抵达LF处理位，接通自动快换接头向钢包提供鼠气，根 据钢种选择不同的吹鼠模式。a）吹鼠量：150300Nl/min步骤B:混匀依据钢种提供不同的混匀方法a）吹鼠量：300600Nl/minb）还原剂：硅铁，铝丸不同混匀模式中，还原剂用量是一定
4、的(0.3kg/TS).这个步骤分为两个加热阶段，第一阶段持续1分钟，加热速度越 慢越好，温度上升大约3C/min,这是起弧阶段。在第二阶段中，熔 池加热5分钟，升温速度为最大的5OC/min.该步骤中加热的目的是熔化出钢过程中添加的造渣剂，混匀及稳定钢液温度。此时搅拌熔池的吹鼠量达到 300-600Nl/min.熔池温度分布基本 均匀，钢液温度得到合适的调整，出钢时添加的造渣剂已熔化，添加 的合金溶解并均匀的分布于熔池内。因此钢液化学成分也变均匀。步骤C:取样及温度和氧活度的测定混匀之后，暂时停止加热，降低吹鼠搅拌程度，进行取样和氧含 量测定。因为熔池的温度和成分是均匀的，上述涉及的测量比较
5、准确。 测量值用于电脑模型对之后合金用量和加热时间的计算。步骤D:主要加热阶段通过进一步的电弧加热， 钢液表面熔渣处于过热状态，部分电 弧埋于炉渣中。造渣剂和还原剂加入 LF炉，造渣剂的加入消除了炉 渣的过热并降低了热量损失，吹鼠流量调到 600-900Nl/min.添加造渣剂的目的是为了获得高碱度，强还原性和低熔点的炉渣。 因此复合渣有很高的夹杂物吸附能力和脱硫能力。只有在主要加热阶段才能开始添加造渣剂和还原剂，因此必须提 前准备它们，并进行重量的称量。根据步骤C中取样分析结果，电脑计算了需要添加的合金用量,加入速度为300kg/min.步骤E：取样，温度测量和定氧为保证下面步骤的准确性，执
6、行取样，测温和定氧必须要符合相 应的钢种需要。至少合金化两分钟后(此时熔池中合金已充分溶解和 混匀)才能取样，以保证得到可靠和准确的钢样。进行取样和定氧时， 停止加热，吹敏量相应减小。步骤F:钢液温度或成分微调根据上一个步骤中测温取样分析结果， 通过添加合金从而达到钢 液温度或化学成分的微调。搅拌气体流量控制在150-300 Nl/min.步骤G:包芯线喂送根据不同钢种对成分的要求，有时需要向熔池喂一些包芯线，喂 丝长度由电脑计算确定。生产中可向 LF炉提供铝线，FeCa, SiCa和 碳包芯线。当喂送包芯线，熔池不会升温。其中搅拌气体流量为50Nl/min.步骤H:均匀当完成温度和成分调整，
7、熔池应该是均匀的。也就是说，软吹 (30Nl/min)用于熔池混匀。搅拌时间5-10分钟，同时为将夹杂物改性 成球形和提高钢液的浇注性，需向钢液喂入一定量的SiCa和Fe-Ca包芯线.喂入量根据钢种和喂丝模式决定。步骤I:取样，测温及定氧LF炉加热结束前，最后根据所炼钢种及相关操作模式还需要进 行取样，测温和定氧处理步骤J:等待时间的热保护LF加热之后，由于钢包不能及时运往铸机或下一个精炼站等原 因需要对其进行热保护。保温执行时最小升温速度为3C/min,搅拌气体流量为 50Nl/min。2.1.1.3 添加保温剂作为精炼工艺的最后步骤，钢包吊往铸机之前需添加保温剂。2.1.2 LF炉渣的目的
8、和功能LF精炼期间，特殊成分的复合渣加入钢液中，经过电弧加热熔 化对钢液起到进一步精炼和热保护的作用。LF炉渣的冶金效果如下 所示：1）高碱度和高还原性炉渣可以进一步去除钢液中的硫含量。由 于底吹鼠用于LF精炼，它增加了钢渣接触面积和机会，从而得到满 意的脱硫效果。2）炉衬保护和热效率提高：造渣剂溶解于液态渣中，如果部分变成泡沫渣，能够形成埋弧生产，减少电弧对钢包耐材的热辐射，从 而额保护钢液热量，减少热损失。3）钢液中夹杂物的吸收：LF炉应用底部吹瀛搅拌，提高钢液中夹杂物的碰撞和上浮，然后与钢液表面的复合渣接触，被其捕捉。 因此生产超洁净钢成为可能。4）隔离空气阻止钢液吸收外部气体：电弧加热
9、期间，附近空气分子被电离，氮气很容易电离并溶解于钢液中，造成氮含量的提高渣层覆盖钢液可以有效的阻止气体的吸收。2.1.3 LF炉渣特性为达到上述功能，LF炉渣应具有以下特性：1）低熔点；2）夹杂物吸收能力强；3）合适的碱度；4）还原性。LF精炼时低熔点的造渣剂熔化容易，不需要消耗太多的热量。 炉渣可以阻止电弧热损失，提高热效率，同时液态渣有很强的夹杂物 吸收能力。LF炉精炼时，温度越高，炉渣碱度越高，还原性越强，炉渣脱 硫能力越强，但是高温和还原性不利于钢液脱磷。 这就意味转炉渣中 的硫被还原进入钢液，会造成钢液中磷含量的提高。为了得到合适的炉渣，必须考虑一下两点：第一，了解钢的冶金 特性和工
10、艺需求；第二，转炉出钢需要进行挡渣。后者显得尤为重要。针对不同钢种的LF炉精炼处理工艺路线处理钢 种代表钢号处理路线处理钢水量（万t/a ）吹僦LFRH碳素结 构钢Q195 Q235转炉吹僦站连 铸优质碳 素结构钢 （硬线）08、08AL、20 A B 20g 10# 20# 45#转炉一吹僦一LF-连铸超低碳 钢LC、ELG ULGIF转炉一吹僦-RH-连铸低合金 高强度钢Q29s Q345转炉LF 连铸集装箱用钢SPA-H SM490A转炉LF 连铸耐候钢09CuPCrNi、09CuPTiRE-A、09CuP转炉LF 连铸管线钢X42 X70转炉LF-RH连铸压力容 器、锅炉用钢20R 、
11、 20g、16MnR、16Mng转炉LF-RH连铸桥梁用 钢16Mnq14MnNbq转炉LF 连铸焊丝焊 条H08A转炉LF 连铸弹簧钢60Si2Mn转炉LF-RH连铸低合金 钢20MnSi转炉LF 连铸冷墩钢ML10转炉LF 连铸模具钢小计2.2、 精炼渣LF炉渣按照自身的制作形态可以划分为混合型、烧结型、预熔 型，其中混合型是由多种合成渣被均匀的混合制成的粒状的混合物， 目前常用的就是混合型炉渣。精炼造渣主要包括合理控制渣量。炉渣氧化性和炉渣碱度3个方面。目前LF炉初期采用边化渣边提温，最终达到出站温度的操作工艺，由于对精炼初期和过程无严格温度控制要求， 造成实际钢水前期 温度偏低，过程温
12、度较不稳定，影响了精炼脱硫效率。LF精炼过程中还原剂剋应用高品位粉状 SiC造还原渣，在精炼 过程中替铝粒洒到炉渣表面。氧化钙一氧化硅一氧化铝一氧化镁精炼渣的相关脱硫试验已经 表明，精炼渣的碱度对精炼渣的钢硫分配比会有非常大的影响，当碱度值小于3时，钢硫分配比就会增大；而当碱度值大于3且处于增长 状态时，钢硫分配比会呈现出减小的趋势。 随着精炼渣中的氧化钙的 含量增多，脱硫效果将会降低；而当氧化钙的含量超出60%且氧化钙含量呈现逐渐增多的状态时，精炼渣的脱硫效果会逐渐的降低，主 要的原因是随着氧化钙含量的增多，精炼渣中就会有相应的固相质点 被析出，从而使精炼渣出现非均匀相，精炼渣的粘度就会随之
13、上升， 而流动性将会降低，进而影响到精炼渣脱硫所应当具备的流动性的动 力学条件，最终使精炼渣的脱硫效果明显降低，因此在精炼渣的具体 使用中要确定好精炼渣的碱度。LF炉也具有较好的脱氧及脱硫效果，其脱氧方式主要为扩散脱 氧1,脱氧产物直接进入渣中，在其提供的还原渣精炼和大流量瀛气 强搅拌冶炼环境所形成的良好动力学条件下， 可加速扩散脱氧中渣钢 问氧的传输速度和转炉冶炼沉淀脱氧中脱氧产物的上浮速度和去除 率，钢水中的氧含量可降低至5Ppm以下。脱硫反应时一个吸热反应，提高温度有利于脱硫反应的进行，同时加热使渣产生较高的温度，较 好的提供了脱硫反应的热力学条件。炉渣中A12O3,对精炼造渣的影响。渣
14、中的A12O3是两性氧化物， 在碱性还原渣中 A12O3呈酸性。当渣中 A12O3W30%时，随着渣中 A12O3含量的提高，炉渣的熔点降低，流动性提高，有利于化渣。但 随着渣中A12O3,含量的提高，对于吸附钢中 A12O3基夹杂物不利。 因此合理控制渣中的A12O3,有利于获得良好的冶金性能和物理性能。炉渣中CaF2对精炼造渣的影响。渣中的CaF2是良好的化渣助熔 剂，可以短时间内改变炉渣的流动性。但用量过多会导致炉渣变稀、 破坏包衬，且不利于夹杂物的去除，因此 CaF2应控制在一个合适的 范围。熔渣氧化性对精炼造渣的影响。炉渣的氧势对脱氧过程影响极大， 氧势越低，脱氧速度越快。而降低炉渣
15、中（MgO+FeO）含量和提高碱度， 是降低炉渣氧势的可靠措施。在这种脱氧制度下，渣中 MgO、FeO 这些不稳定氧化物向钢液中扩散供氧反应成为可能。在白渣化差的情况下，钢中氧含量回升已被现场定氧证实。只有提高炉渣碱度，尽早 使炉渣白渣化，这一供氧反应才能抑制。因此，为尽快营造出LF炉的还原性气氛，降低渣中（MgO+FeO）含量，通过提高转炉出钢挡渣 率，避免大量氧化渣进入钢包，是 LF炉迅速造白渣的前提。合理的渣量选择：稳定埋弧的渣厚应n100mm（因弧长为 70mm90mm）,而转炉下渣渣层厚度为20 mm50ram,因此要求新加 渣料量厚度至少在50 mm80mm。钢包内熔渣面积 5.3m2,熔渣密度5.6g/m2,新加渣料量应为为690kg1100kg,充分考虑泡沫
