爐外精煉2011-6

1、6.1 6.1 ASEA-SKFASEA-SKF法法 6.2 6.2 VADVAD法法 6.3 LF6.3 LF法及法及LFVLFV法法 q6. 6. 鋼包爐精煉法鋼包爐精煉法 v 采用采用多種精煉手段多種精煉手段，因而，因而功能比較齊全功能比較齊全的爐外精煉方的爐外精煉方 法和設(shè)備，通常稱之為鋼包精煉爐。法和設(shè)備，通常稱之為鋼包精煉爐。 v 鋼包爐精煉法的一個(gè)鋼包爐精煉法的一個(gè)突出特點(diǎn)是具有加熱手段突出特點(diǎn)是具有加熱手段，可以，可以 在鋼包內(nèi)對鋼液進(jìn)行加熱。所以為完成精煉任務(wù)的吸在鋼包內(nèi)對鋼液進(jìn)行加熱。所以為完成精煉任務(wù)的吸 熱以及在精煉過程中的散熱損失，均可通過加熱而得熱以及在精煉過程中的

2、散熱損失，均可通過加熱而得 到補(bǔ)償，使鋼包爐在鋼液溫度和精煉時(shí)間長短方面不到補(bǔ)償，使鋼包爐在鋼液溫度和精煉時(shí)間長短方面不 再依賴于初煉爐的出鋼溫度。再依賴于初煉爐的出鋼溫度。 v 鋼包爐通常都具有鋼包爐通常都具有攪拌、加熱、造渣攪拌、加熱、造渣等三種以上等三種以上（如（如 真空）真空）的精煉手段。并且這些的精煉手段。并且這些手段都是可以獨(dú)立控制手段都是可以獨(dú)立控制 的。的。 q6. 6. 鋼包爐精煉法鋼包爐精煉法 鋼包爐精煉功能特點(diǎn)鋼包爐精煉功能特點(diǎn)： 具有良好的脫氣條件具有良好的脫氣條件。一般都具有。一般都具有真空或攪拌真空或攪拌條件，鋼包底條件，鋼包底 吹吹氬氣攪拌或電磁攪拌氬氣攪拌或電磁

3、攪拌。真空和鋼液內(nèi)上浮的氬氣泡為脫氣。真空和鋼液內(nèi)上浮的氬氣泡為脫氣 提供了良好的熱力學(xué)條件；氬氣泡上浮過程中對鋼液的攪拌提供了良好的熱力學(xué)條件；氬氣泡上浮過程中對鋼液的攪拌 （或電磁攪拌）作用和不斷地更新氣液相界面又為脫氣創(chuàng)（或電磁攪拌）作用和不斷地更新氣液相界面又為脫氣創(chuàng) 造了良好的動(dòng)力學(xué)條件。造了良好的動(dòng)力學(xué)條件。 能夠準(zhǔn)確地調(diào)整鋼液溫度能夠準(zhǔn)確地調(diào)整鋼液溫度。加熱鋼液時(shí)，通過調(diào)節(jié)輸入功率。加熱鋼液時(shí)，通過調(diào)節(jié)輸入功率 來控制鋼液的升溫速度。此外精煉過程中鋼包來控制鋼液的升溫速度。此外精煉過程中鋼包內(nèi)襯充分蓄熱內(nèi)襯充分蓄熱， 這樣在澆注過程中鋼液降溫緩慢，能保持在規(guī)定的溫度范圍這樣在澆注

4、過程中鋼液降溫緩慢，能保持在規(guī)定的溫度范圍 內(nèi)。內(nèi)。 鋼液的成分均勻穩(wěn)定鋼液的成分均勻穩(wěn)定。因?yàn)閿嚢柝灤┱麄€(gè)精煉過程，所以成。因?yàn)閿嚢柝灤┱麄€(gè)精煉過程，所以成 分均勻穩(wěn)定。分均勻穩(wěn)定。 可以可以加渣料造還原渣精煉加渣料造還原渣精煉，充分地脫氧，脫硫，精煉低硫，充分地脫氧，脫硫，精煉低硫 鋼種。鋼種。 優(yōu)越的合金化條件優(yōu)越的合金化條件。由于。由于具有加熱手段具有加熱手段，精煉過程中的，精煉過程中的合合 金加入量金加入量原則上原則上不受限制不受限制?？梢园唁撘撼煞挚刂圃谳^窄的規(guī)?？梢园唁撘撼煞挚刂圃谳^窄的規(guī) 格范圍內(nèi)。格范圍內(nèi)。 v 鋼包爐精煉法在不同程度上都可以鋼包爐精煉法在不同程度上都可以完成

5、脫氧，脫氣，脫碳，完成脫氧，脫氣，脫碳， 脫硫，提高純凈度，合金化等項(xiàng)任務(wù)脫硫，提高純凈度，合金化等項(xiàng)任務(wù)。 v 典型的鋼包爐精煉法有三種：典型的鋼包爐精煉法有三種： ASEA-SKF法，法，VAD法，法，LF及及LF(V)法。法。 q6.16.1鋼包加熱電磁攪拌精煉法（鋼包加熱電磁攪拌精煉法（ASEA-SKFASEA-SKF法）法） v 1965年建成，由瑞典通用電器公司（年建成，由瑞典通用電器公司（ASEA）與瑞典滾）與瑞典滾 珠軸承公司（珠軸承公司（SKF）合作開發(fā)。）合作開發(fā)。ASEA-SKF鋼包精煉爐鋼包精煉爐 具有具有電磁攪拌、真空脫氣、電弧加熱和渣洗精煉等功能電磁攪拌、真空脫氣、

6、電弧加熱和渣洗精煉等功能， 如圖如圖6-1所示?？梢赃M(jìn)行脫氣，脫氧，脫碳，加熱，去除所示?？梢赃M(jìn)行脫氣，脫氧，脫碳，加熱，去除 夾雜物，調(diào)整合金成分等操作。夾雜物，調(diào)整合金成分等操作。 a爐蓋旋轉(zhuǎn)式；b鋼包移動(dòng)式 1鋼包；2攪拌器；3電極蓋；4真空蓋 圖6-3 ASEA-SKF爐布置方式 電磁感應(yīng)攪拌器 圖6-4 攪拌器位置和鋼液流動(dòng)狀態(tài)示意圖 q6.16.1鋼包加熱電磁攪拌精煉法（鋼包加熱電磁攪拌精煉法（ASEA-SKFASEA-SKF法）法） q6.26.2真空電弧加熱脫氣法（真空電弧加熱脫氣法（VADVAD法）法） v VAD:Vacuum Arc Degassing（真空、電弧加熱、脫

7、氣）。（真空、電弧加熱、脫氣）。 v VAD精煉法具有精煉法具有真空脫氣、真空下電弧加熱、吹氬攪拌、造真空脫氣、真空下電弧加熱、吹氬攪拌、造 渣精煉渣精煉多種冶金功能。多種冶金功能。 v VAD與與ASEA-SKF法所不同的是：用氬氣攪拌，而不是用法所不同的是：用氬氣攪拌，而不是用 電磁攪拌，攪拌更激烈，為了保持真空脫氣的沸騰時(shí)間，鋼電磁攪拌，攪拌更激烈，為了保持真空脫氣的沸騰時(shí)間，鋼 包上部留有較大的自由空間；真空蓋上設(shè)有可在真空下添包上部留有較大的自由空間；真空蓋上設(shè)有可在真空下添 加合金及熔劑的雙鐘式漏斗，以便連續(xù)加料時(shí)不破壞真空度；加合金及熔劑的雙鐘式漏斗，以便連續(xù)加料時(shí)不破壞真空度；

8、 真空蓋上還增設(shè)了電弧加熱裝置，設(shè)備的關(guān)鍵部位是上下真空蓋上還增設(shè)了電弧加熱裝置，設(shè)備的關(guān)鍵部位是上下 移動(dòng)的石墨電極與真空蓋之間的密封技術(shù)，采用了望遠(yuǎn)鏡式移動(dòng)的石墨電極與真空蓋之間的密封技術(shù)，采用了望遠(yuǎn)鏡式 的雙套筒系統(tǒng)，套筒用抗磁材料制成，并用水冷卻。的雙套筒系統(tǒng)，套筒用抗磁材料制成，并用水冷卻。 1真空室；2底吹氬系統(tǒng)；3鋼包；4電弧加熱系統(tǒng)； 5合金加料系統(tǒng)；6抽真空裝置； 圖6-6 VAD法設(shè)備示意圖 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v LF(V)：Ladle Furnace (Vacuum)。 是鋼包爐的縮寫。是鋼包爐的縮寫。 無真空工位

9、的叫無真空工位的叫LF法，帶有真空工位的叫法，帶有真空工位的叫LFV法。法。 LFV法是在法是在ASEA-SKF法和法和VAD法等方法基礎(chǔ)上的改法等方法基礎(chǔ)上的改 進(jìn)設(shè)備，這三種方法統(tǒng)稱為鋼包精煉爐。此法是進(jìn)設(shè)備，這三種方法統(tǒng)稱為鋼包精煉爐。此法是把電把電 弧爐的還原精煉原樣移到鋼水包中操作弧爐的還原精煉原樣移到鋼水包中操作。將。將電弧埋入電弧埋入 鋼液面以上的熔渣層中加熱鋼液，吹氬攪拌，在還原鋼液面以上的熔渣層中加熱鋼液，吹氬攪拌，在還原 氣氛下造渣精煉氣氛下造渣精煉，亦稱為埋弧桶爐法。，亦稱為埋弧桶爐法。 v 目前，目前，LF爐是國內(nèi)普及程度最高的爐外精煉手段。爐是國內(nèi)普及程度最高的爐外精

10、煉手段。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） q6.3.1 LF6.3.1 LF精煉技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展精煉技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 v LF(LadleFurnace)精煉技術(shù)的研究始于精煉技術(shù)的研究始于1968年，當(dāng)時(shí)發(fā)年，當(dāng)時(shí)發(fā) 現(xiàn)用電弧爐預(yù)造還原渣、鋼渣混出、鋼包吹氬處理，還原現(xiàn)用電弧爐預(yù)造還原渣、鋼渣混出、鋼包吹氬處理，還原 精煉效果顯著，因此進(jìn)行了以省略電弧爐還原期為目的的精煉效果顯著，因此進(jìn)行了以省略電弧爐還原期為目的的 有電弧加熱功能的鋼包精煉技術(shù)的開發(fā)。有電弧加熱功能的鋼包精煉技術(shù)的開發(fā)。 v 1971年，日本大同特殊鋼廠第一臺(tái)鋼包精煉爐年，日本大

11、同特殊鋼廠第一臺(tái)鋼包精煉爐(LF)投入投入 使用使用)。 v 1973年，新日鐵八幡制鐵所在轉(zhuǎn)爐廠設(shè)置年，新日鐵八幡制鐵所在轉(zhuǎn)爐廠設(shè)置LF。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v 電爐無渣出鋼及轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼技術(shù)的發(fā)展，為電爐無渣出鋼及轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼技術(shù)的發(fā)展，為LF精精 煉技術(shù)的發(fā)展與完善起到了巨大的推動(dòng)作用。但是煉技術(shù)的發(fā)展與完善起到了巨大的推動(dòng)作用。但是 在實(shí)際生產(chǎn)中要實(shí)現(xiàn)電弧爐的無渣出鋼及轉(zhuǎn)爐的少在實(shí)際生產(chǎn)中要實(shí)現(xiàn)電弧爐的無渣出鋼及轉(zhuǎn)爐的少 渣出鋼相當(dāng)困難，因此出現(xiàn)了目前電爐流程及轉(zhuǎn)爐渣出鋼相當(dāng)困難，因此出現(xiàn)了目前電爐流程及轉(zhuǎn)爐 流程普遍采用的出鋼

12、后對下渣改性處理工藝，即：流程普遍采用的出鋼后對下渣改性處理工藝，即： v 電弧爐或轉(zhuǎn)爐出鋼電弧爐或轉(zhuǎn)爐出鋼+鋼內(nèi)渣改性鋼內(nèi)渣改性 (加鋁、加渣料、加鋁、加渣料、 加加Ca-Si或加改渣劑或加改渣劑) +LF精煉精煉 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v 電弧爐發(fā)展的第一階段是包括熔化、氧化、還原的傳統(tǒng)型電 弧爐。 v 第二階段是由于電弧爐爐型(出鋼槽式電弧爐)的原因，為避 免氧化渣污染鋼液及發(fā)揮鋼渣脫氧、脫硫的作用，在電弧爐 內(nèi)必須造好還原渣，鋼渣混出，由LF來完成進(jìn)一步還原精 煉的任務(wù)。 v 第三階段是由于無渣出鋼技術(shù)的開發(fā)，還原期全部由LF精 煉

13、來完成，也即形成了現(xiàn)代電弧爐煉鋼流程EAF+LF+CC的 形式。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v LF用于轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)特殊鋼，淘汰了過去用煉鋼方法來 區(qū)別鋼質(zhì)量的方式，確立了“初煉：電爐或轉(zhuǎn)爐)+LF精 煉+連鑄”的生產(chǎn)多品種、高質(zhì)量鋼的思想。 LF技術(shù)開 發(fā)成功后，向多功能方向發(fā)展， v 1981年在日本鋼管福山制鐵所開發(fā)了NK-AP法，即插入 式噴槍代替透氣磚進(jìn)行氣體攪拌法， v 1987年開發(fā)了有噴吹設(shè)備和真空設(shè)備的LF法。 v 由于LF設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，具有多種冶金功能和使用中的靈 活性，精煉效果顯著，具有較高的圣濟(jì)效益，成為鋼鐵 生產(chǎn)流程中

14、的重要設(shè)備。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v 我國于1979年設(shè)計(jì)了第臺(tái)40tLFV型鋼包爐，從此50t以 下的LF紛紛被各鋼廠使用，但大型LF還是依靠進(jìn)口，如 1993年天津無縫鋼管公司從Danmeg引進(jìn)的150tLF、1994年 大冶特殊稠股份有限公司第四煉鋼廠引進(jìn)Danieli的60tLF。 當(dāng)時(shí)冶金部組織了由大冶特殊鋼股份有限公司。冶金自動(dòng) 化研究院、北京科技大學(xué)、鋼鐵研究總院等單位組成的攻 關(guān)組，進(jìn)行國家“八五”重點(diǎn)科技(攻關(guān))項(xiàng)目“鋼包精煉 技術(shù)”(編號(hào)63)的研究工作，在包括鋼液溫度控制、成 分控制及潔凈度控制方面取得了很好的效果，

15、形成了具有 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LF精煉技術(shù)。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v 1996年寶鋼集團(tuán)上海浦鋼公司建成了一臺(tái)國產(chǎn)三相三臂式 100t LFVD，表明我國已具備了設(shè)計(jì)制造大型LF的能力， v 一年后寶鋼集團(tuán)上海五鋼公司投產(chǎn)了一臺(tái)三相電纜吊掛式 100tLFVD，它是沒有橫臂結(jié)構(gòu)的新型導(dǎo)電結(jié)構(gòu)方式的鋼 包爐。 v 1999年武鋼一煉鋼廠建成了一臺(tái)三相單臂式l00tLFVD， 這樣經(jīng)過多年努力我國鋼包爐設(shè)計(jì)技術(shù)和裝備水平基本與 進(jìn)口相當(dāng)，可以替代進(jìn)口鋼包爐。 v 據(jù)不完全充計(jì)，我國已擁有大小LFl20臺(tái)以上。表11所示 為國內(nèi)部分大型LF有關(guān)情況

16、，包括LF的爐容、變壓器、電 極直徑、升溫速度、處理周期等。 LF鋼包精煉爐按加熱方式可分為交流鋼包爐、直 流鋼包爐以及等離子槍加熱鋼包爐。 等離子槍加熱鋼包爐： 三相交流等離子鋼包爐，由于沒有電極造成的增碳， 有利于生產(chǎn)高潔凈度的極低碳鋼。新日鐵廣煙制鐵 所使用的是三相交流等離子的PLF法。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） LF爐的爐的功能:爐內(nèi)還原性氣氛，底吹氬氣攪拌，大氣壓下爐內(nèi)還原性氣氛，底吹氬氣攪拌，大氣壓下 采用石墨電極埋弧加熱，高堿度合成渣精煉，微調(diào)合采用石墨電極埋弧加熱，高堿度合成渣精煉，微調(diào)合 金成分金成分。但是沒有脫氣能力。因此但

17、是沒有脫氣能力。因此LF爐常與爐常與VD爐配合爐配合 使用，構(gòu)成使用，構(gòu)成 LF(V) 。 LFV法可以法可以完成的任務(wù)：脫氣，脫氧，脫硫，去夾雜，：脫氣，脫氧，脫硫，去夾雜， 加熱鋼水，微調(diào)成分等。加熱鋼水，微調(diào)成分等。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v LF爐由于其冶金功能齊全，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，投資少等爐由于其冶金功能齊全，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，投資少等 優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為我國純凈鋼的主要爐外精煉方法之一。在優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為我國純凈鋼的主要爐外精煉方法之一。在爐爐 外精煉中占主導(dǎo)地位外精煉中占主導(dǎo)地位，大大地提高了我國的爐外精煉比。，大大地提高了我

18、國的爐外精煉比。 LF 精煉可精煉可提高鋼液的純凈度及滿足連鑄對鋼液成分及溫度的要提高鋼液的純凈度及滿足連鑄對鋼液成分及溫度的要 求求，成為，成為煉鋼與連鑄間匹配的主要設(shè)備煉鋼與連鑄間匹配的主要設(shè)備。LF法既可以與轉(zhuǎn)爐法既可以與轉(zhuǎn)爐 或電弧匹配?；螂娀∑ヅ?。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） v 6.3.1 LF爐的設(shè)備組成 v LFLF爐是以電弧加熱和造渣精煉為主要技術(shù)特征的爐外精爐是以電弧加熱和造渣精煉為主要技術(shù)特征的爐外精 煉方法，煉方法，LFLF爐主要設(shè)備包括爐體（鋼包）、電弧加熱系爐主要設(shè)備包括爐體（鋼包）、電弧加熱系 統(tǒng)、合金與渣料加料系統(tǒng)

19、、底吹氬攪拌系統(tǒng)、喂線系統(tǒng)、統(tǒng)、合金與渣料加料系統(tǒng)、底吹氬攪拌系統(tǒng)、喂線系統(tǒng)、 爐蓋及冷卻水系統(tǒng)爐蓋及冷卻水系統(tǒng)( (有的沒有冷卻系統(tǒng)有的沒有冷卻系統(tǒng)) )、除塵系統(tǒng)、測溫、除塵系統(tǒng)、測溫 取樣系統(tǒng)、鋼包車控制系統(tǒng)等，如圖取樣系統(tǒng)、鋼包車控制系統(tǒng)等，如圖6-96-9所示。按照供電所示。按照供電 方式分為方式分為交流交流鋼包爐和鋼包爐和直流直流鋼包爐，目前國內(nèi)多數(shù)爐是使鋼包爐，目前國內(nèi)多數(shù)爐是使 用交流鋼包爐。用交流鋼包爐。 q6.3 6.3 鋼包爐精煉法（鋼包爐精煉法（LF(V)LF(V)法）法） 1電極； 2合金料倉；3透氣轉(zhuǎn)；4滑動(dòng)水口 圖6-9 LF設(shè)備示意圖 鋼包是LF工藝系統(tǒng)的主體設(shè)

20、備，這種鋼包的上口有水冷 法蘭盤，通過密封橡皮圈與爐蓋密封，以防止空氣的侵入。 當(dāng)鋼包用于真空處理時(shí)，還要求其外殼用鋼板按氣密焊接條 件焊成。鋼包底部有澆鋼用的滑動(dòng)水口及距爐壁r/2r/3(r鋼 包內(nèi)半徑)處設(shè)有吹氬用的透氣磚。精煉過程中氬氣流量根 據(jù)不同工位和鋼包容量等決定。氬氣流量高可達(dá)34L min.t，以達(dá)到攪拌鋼液的目的。包襯為鎂碳磚或者鎂鉻磚、 鎂鋁尖晶石、高鋁磚、鋯鉻磚，根據(jù)精煉鋼種的工藝要求， 采用綜合砌磚法。 qLF爐爐體 v LF爐鋼包內(nèi)熔池深度H與熔池直徑D之比HD是鋼包設(shè)計(jì) 時(shí)必須要考慮的因素。鋼包爐的HD數(shù)值影響鋼液攪拌效 果，鋼渣接觸面積，包壁渣線帶的熱負(fù)荷，包襯壽

21、命及熱 損失等。一般精煉爐的熔池深度H都比較大, HD為0.9 1.3。從鋼液面至鋼包口的距離稱為鋼包爐的自由空間，對 非真空處理用的鋼包，自由空間的高度小一些，對非真空 處理的鋼包，自由空間一般為500-600mm，真空處理的鋼 包一般 8001200mm有的甚至達(dá)1500mm或更高。日本不 同容量LF爐的H/D值列于表6-10。 LF爐容量，爐容量，t20306015050 實(shí)際裝入量，實(shí)際裝入量，t13/2318/3360100/15045/50 外徑，外徑，mm22002400260039002924 內(nèi)徑內(nèi)徑D，mm16761948207031642430 總高，總高，mm23002

22、500315043303040 內(nèi)高，內(nèi)高，mm19952195274040002770 熔池深熔池深H，mm12601402234027541348 H/D（在額定容量時(shí)）（在額定容量時(shí)）0.750.721.130.870.49 q電弧加熱系統(tǒng) v LFLF爐所使用的電弧加熱系統(tǒng)設(shè)備也與電弧爐基本相同，爐所使用的電弧加熱系統(tǒng)設(shè)備也與電弧爐基本相同， 由爐用由爐用變壓器，短網(wǎng)，電極升降機(jī)構(gòu)，導(dǎo)電橫臂，石墨電變壓器，短網(wǎng)，電極升降機(jī)構(gòu)，導(dǎo)電橫臂，石墨電 極極所組成。三根石墨電極與鋼液間產(chǎn)生的電弧作為熱源加所組成。三根石墨電極與鋼液間產(chǎn)生的電弧作為熱源加 熱鋼液，由于電極通過爐蓋孔插入泡沫渣中，故

23、稱熱鋼液，由于電極通過爐蓋孔插入泡沫渣中，故稱埋弧加埋弧加 熱熱。此種加熱法散熱少，。此種加熱法散熱少，減少電弧光減少電弧光對爐襯對爐襯熱輻射和侵蝕熱輻射和侵蝕， 并可并可穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流。采用埋弧加熱方法，與電爐相比，可采用。采用埋弧加熱方法，與電爐相比，可采用 更低的二次電壓。鋼液升溫速度可達(dá)更低的二次電壓。鋼液升溫速度可達(dá)4/min4/min。 v LFLF爐所用的變壓器，其副邊通常也分為數(shù)級(jí)電壓，但沒有必爐所用的變壓器，其副邊通常也分為數(shù)級(jí)電壓，但沒有必 要進(jìn)行有載調(diào)荷。因?yàn)闊o載時(shí)切換方式很多，設(shè)備簡單便宜，要進(jìn)行有載調(diào)荷。因?yàn)闊o載時(shí)切換方式很多，設(shè)備簡單便宜， 可靠性好?？煽啃院?。L

24、FLF爐精煉時(shí)鋼液面比較平穩(wěn)，電流波動(dòng)較小，沒爐精煉時(shí)鋼液面比較平穩(wěn)，電流波動(dòng)較小，沒 有電爐熔化爐料時(shí)，由于塌料所引起的短路沖擊電流，所以有電爐熔化爐料時(shí)，由于塌料所引起的短路沖擊電流，所以 許用許用電流密度可選得較大電流密度可選得較大。 v LFLF爐是采用爐是采用低電壓，大電流埋弧加熱低電壓，大電流埋弧加熱法精煉鋼液的。電極調(diào)法精煉鋼液的。電極調(diào) 節(jié)系統(tǒng)要采用反應(yīng)良好，靈敏度高的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。節(jié)系統(tǒng)要采用反應(yīng)良好，靈敏度高的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 v LFLF爐的電極爐的電極升降速度升降速度一般為一般為2 23m3mminmin。 v 為避免電弧對鋼包襯的熱輻射，三根電極采用緊湊式布置。為避免電

25、弧對鋼包襯的熱輻射，三根電極采用緊湊式布置。 爐爐 容容 t/月月 20 2000 30 2500 60 4500 150 4000 50 1500 變壓器，變壓器，kVA30005000650060007500 二次電壓，二次電壓，V220/95235/85225/75275/110250/102 二次電流，二次電流，A1060014400238601700017320 電極直徑，電極直徑，mm254254356356305 電極圓直徑，電極圓直徑，mm650600810940900 噸鋼功率，噸鋼功率，kVA/t15016710840150 與與LF配套的熔煉爐及配套的熔煉爐及 容量容量

26、20t電爐電爐30t電爐電爐70tLD100t電爐電爐50t電爐電爐 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)機(jī)械泵機(jī)械泵蒸汽泵蒸汽泵用用DH脫汽脫汽蒸汽泵蒸汽泵蒸汽泵蒸汽泵 電弧加熱功率的經(jīng)驗(yàn)公式為電弧加熱功率的經(jīng)驗(yàn)公式為 W理 理 (6-7) 式中：式中：W理 理精煉 精煉1t鋼液理論上所需補(bǔ)償?shù)哪芰浚撘豪碚撋纤柩a(bǔ)償?shù)哪芰?，kWht Cm It鋼液升溫鋼液升溫1所需的能量，所需的能量，kWht； t鋼液的升溫，鋼液的升溫，； S渣料的用量與鋼液總量的百分比；渣料的用量與鋼液總量的百分比； WS熔化占鋼液總質(zhì)量熔化占鋼液總質(zhì)量1的渣料所需要的能量，一般的渣料所需要的能量，一般WS5.8(1 )，kWht； A合

27、金料的加入量占鋼液總量的百分比；合金料的加入量占鋼液總量的百分比； WA熔化占鋼液總質(zhì)量熔化占鋼液總質(zhì)量1的合金料所需要的能量，的合金料所需要的能量， 一般一般WA7 (1)，kWh/t。 % mSA CtSWAW v 鋼包爐總的熱效率一般為鋼包爐總的熱效率一般為3035，故鋼包，故鋼包 爐實(shí)際需要的能量爐實(shí)際需要的能量 v W實(shí) 實(shí)=W理理 (6-8) v 通過上式計(jì)算可求出所需的功率，選擇此電弧功率通過上式計(jì)算可求出所需的功率，選擇此電弧功率 下的變壓器抽頭。下的變壓器抽頭。 q LF爐水冷爐蓋 v LF爐蓋用于爐蓋用于鋼包口密封鋼包口密封，以及保持爐內(nèi)強(qiáng)還原性氣氛，防，以及保持爐內(nèi)強(qiáng)還原

28、性氣氛，防 止鋼包散熱及提高加熱效率而設(shè)置的。止鋼包散熱及提高加熱效率而設(shè)置的。LF爐蓋為水冷結(jié)構(gòu)爐蓋為水冷結(jié)構(gòu)。 爐蓋內(nèi)層襯有耐火材料爐蓋內(nèi)層襯有耐火材料。為了防止鋼液噴濺而引起的爐蓋與。為了防止鋼液噴濺而引起的爐蓋與 鋼包的粘連，有的在鋼包的粘連，有的在爐蓋下還吊掛一個(gè)防濺擋板爐蓋下還吊掛一個(gè)防濺擋板。整個(gè)水冷。整個(gè)水冷 爐蓋在四個(gè)點(diǎn)上用可調(diào)節(jié)的鏈鉤懸掛在門形吊架上，吊架上爐蓋在四個(gè)點(diǎn)上用可調(diào)節(jié)的鏈鉤懸掛在門形吊架上，吊架上 有升降機(jī)構(gòu)，可根據(jù)需要，調(diào)整爐蓋的位置。有真空脫氣系有升降機(jī)構(gòu)，可根據(jù)需要，調(diào)整爐蓋的位置。有真空脫氣系 統(tǒng)的統(tǒng)的LF爐，除上述加熱蓋以外，爐，除上述加熱蓋以外， L

29、FV還有一個(gè)真空爐蓋，還有一個(gè)真空爐蓋， 與真空系統(tǒng)相連，用來進(jìn)行鋼液脫氣。在與真空系統(tǒng)相連，用來進(jìn)行鋼液脫氣。在LF爐的兩種爐蓋爐的兩種爐蓋 上都設(shè)有合金加料口，渣料加料裝置及測溫或取樣裝置。上都設(shè)有合金加料口，渣料加料裝置及測溫或取樣裝置。 q1.3.31.3.3水冷爐蓋系統(tǒng)水冷爐蓋系統(tǒng) v LF 爐蓋一般是管式水冷的，以保證爐內(nèi)的強(qiáng)還原氣氛爐蓋一般是管式水冷的，以保證爐內(nèi)的強(qiáng)還原氣氛 及防止鋼包散熱，提高加熱效率。水冷爐蓋和排煙塵及防止鋼包散熱，提高加熱效率。水冷爐蓋和排煙塵 罩相連接，爐蓋內(nèi)襯有耐火材料，為了防止鋼液噴濺罩相連接，爐蓋內(nèi)襯有耐火材料，為了防止鋼液噴濺 而引起爐蓋與桶體的

30、粘連，在爐蓋下吊掛防濺擋板。而引起爐蓋與桶體的粘連，在爐蓋下吊掛防濺擋板。 一般水冷爐蓋懸掛在門形吊架上，吊架上有升降機(jī)構(gòu)，一般水冷爐蓋懸掛在門形吊架上，吊架上有升降機(jī)構(gòu)， 可根據(jù)需要調(diào)整爐蓋的位置，可根據(jù)需要調(diào)整爐蓋的位置，LF爐蓋的示意圖如圖爐蓋的示意圖如圖 17所示。所示。LF爐蓋上開孔情況如下：爐蓋上開孔情況如下： 爐蓋結(jié)構(gòu)：爐蓋結(jié)構(gòu)： v (1)三個(gè)電極孔 v (2)除塵孔，與除塵系統(tǒng)連接； v (3)自動(dòng)加料孔； v (4)爐蓋側(cè)面或在頂面邊部開有觀察孔， 便于人工加料及 測溫取樣，同時(shí)還可通過它觀察爐內(nèi)冶煉情況； v (5)喂線孔，喂鋁線脫氧或喂硅鈣線進(jìn)行夾雜物變性處理； v 6

31、)如果有自動(dòng)測溫取樣裝置，在爐蓋上還開有自動(dòng)測溫 取樣孔。 v 水冷爐蓋各路回水分別設(shè)有監(jiān)測回水溫度的熱電阻，以 反映出各冷卻部位的工作狀況，便于調(diào)整和處理。 q加料裝置 v LF爐一般在加熱包蓋上設(shè)合金及渣料料斗，通過電爐一般在加熱包蓋上設(shè)合金及渣料料斗，通過電 子秤稱量過的爐料，經(jīng)溜槽、加料口進(jìn)入鋼包爐內(nèi)。子秤稱量過的爐料，經(jīng)溜槽、加料口進(jìn)入鋼包爐內(nèi)。 v 有真空系統(tǒng)的有真空系統(tǒng)的LF爐，一般在真空蓋上設(shè)合金及渣爐，一般在真空蓋上設(shè)合金及渣 料的加料裝置。其結(jié)構(gòu)與加熱包蓋上的基本上相同，料的加料裝置。其結(jié)構(gòu)與加熱包蓋上的基本上相同， 只是在各接頭處均需加上真空密封閥。只是在各接頭處均需加上

32、真空密封閥。 q1.3. 5扒渣裝置 v LFLF爐精煉功能之一是爐精煉功能之一是造還原性白渣精煉造還原性白渣精煉。為此，在。為此，在LFLF 爐精煉之前，將氧化性爐渣必須去掉。因此，爐精煉之前，將氧化性爐渣必須去掉。因此，LFLF爐必爐必 須具備除渣的功能。除渣的方式有兩種：須具備除渣的功能。除渣的方式有兩種： v 1) 1)當(dāng)當(dāng)LFLF爐采用多工位操作時(shí)，可在放鋼包的爐采用多工位操作時(shí)，可在放鋼包的鋼包車上鋼包車上 設(shè)置傾動(dòng)、扒渣裝置設(shè)置傾動(dòng)、扒渣裝置。當(dāng)鋼包車開到扒渣工位時(shí)，即。當(dāng)鋼包車開到扒渣工位時(shí)，即 可進(jìn)行扒渣操作?？蛇M(jìn)行扒渣操作。 v 2) 2)如果如果LFLF爐采用固定位置，爐

33、蓋移動(dòng)形式時(shí)，則需把爐采用固定位置，爐蓋移動(dòng)形式時(shí)，則需把 鋼包鋼包傾動(dòng)裝置設(shè)在傾動(dòng)裝置設(shè)在LFLF爐底座上爐底座上，在精煉前先扒渣，加，在精煉前先扒渣，加 新渣料，再加熱精煉。新渣料，再加熱精煉。 q噴粉裝置 v LF爐精煉時(shí)常采用噴粉設(shè)備對鋼液進(jìn)行脫硫，凈化及微爐精煉時(shí)常采用噴粉設(shè)備對鋼液進(jìn)行脫硫，凈化及微 合金化等操作。合金化等操作。 v 噴粉設(shè)備包括鋼包蓋、一支噴粉用的噴槍和噴粉罐，粉料噴粉設(shè)備包括鋼包蓋、一支噴粉用的噴槍和噴粉罐，粉料 料倉。噴粉時(shí)對粉料先自動(dòng)稱重及混合，然后通過螺旋給料倉。噴粉時(shí)對粉料先自動(dòng)稱重及混合，然后通過螺旋給 料器送至噴粉罐。料器送至噴粉罐。 v 噴粉時(shí)采用

34、高純氬氣作載流氣，流量為噴粉時(shí)采用高純氬氣作載流氣，流量為200400Lmin。 通常處理時(shí)間為通常處理時(shí)間為510min。 q 除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng) v 煙塵通過煙塵通過LFLF除塵管匯集到主除塵系統(tǒng)，由廠統(tǒng)一集中處理。除塵管匯集到主除塵系統(tǒng)，由廠統(tǒng)一集中處理。 LFLF一般都配有一般都配有自動(dòng)測溫取樣設(shè)施自動(dòng)測溫取樣設(shè)施，自動(dòng)測溫可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)測，自動(dòng)測溫可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)測 溫，所測溫度值更具有代表性，可溫，所測溫度值更具有代表性，可 避免人為因素對鋼液溫避免人為因素對鋼液溫 度測量產(chǎn)生的波動(dòng)。同時(shí)使用白動(dòng)測溫取樣系統(tǒng)，也減輕度測量產(chǎn)生的波動(dòng)。同時(shí)使用白動(dòng)測溫取樣系統(tǒng)，也減輕 了工人的勞動(dòng)負(fù)荷。但目前了

35、工人的勞動(dòng)負(fù)荷。但目前LFLF即使有自動(dòng)測溫設(shè)備，現(xiàn)場即使有自動(dòng)測溫設(shè)備，現(xiàn)場 操作時(shí)由于習(xí)慣及設(shè)備可能出現(xiàn)故障等原因，大部分生產(chǎn)操作時(shí)由于習(xí)慣及設(shè)備可能出現(xiàn)故障等原因，大部分生產(chǎn) 廠仍采用人工測溫，這樣有可能出現(xiàn)不同操作者測出的鋼廠仍采用人工測溫，這樣有可能出現(xiàn)不同操作者測出的鋼 液溫度值有所偏差的結(jié)果。液溫度值有所偏差的結(jié)果。 q測溫取樣系統(tǒng)測溫取樣系統(tǒng) q鋼包車系統(tǒng)鋼包車系統(tǒng) v 鋼包車是用來運(yùn)送鋼包的，鋼包車的運(yùn)動(dòng)是由電機(jī)經(jīng)減鋼包車是用來運(yùn)送鋼包的，鋼包車的運(yùn)動(dòng)是由電機(jī)經(jīng)減 速器、聯(lián)軸器帶動(dòng)車輪傳遞扭矩，其中兩個(gè)為主動(dòng)輪，速器、聯(lián)軸器帶動(dòng)車輪傳遞扭矩，其中兩個(gè)為主動(dòng)輪， 另外兩個(gè)為從動(dòng)

36、輪，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的速度調(diào)節(jié)，在很另外兩個(gè)為從動(dòng)輪，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的速度調(diào)節(jié)，在很 大范圍內(nèi)獲得大轉(zhuǎn)矩，高大范圍內(nèi)獲得大轉(zhuǎn)矩，高 速軸處設(shè)有制動(dòng)器，并設(shè)有行速軸處設(shè)有制動(dòng)器，并設(shè)有行 程開關(guān)?？偟碾娫淳€、控制線及氬氣管是通過程開關(guān)?？偟碾娫淳€、控制線及氬氣管是通過“軟線軟軟線軟 管管”及滑線裝置送到鋼包車上的。鋼包車控制系統(tǒng)主要及滑線裝置送到鋼包車上的。鋼包車控制系統(tǒng)主要 包括運(yùn)行、停止、限位控制及稱量。鋼包及鋼包車系統(tǒng)。包括運(yùn)行、停止、限位控制及稱量。鋼包及鋼包車系統(tǒng)。 q喂絲設(shè)備喂絲設(shè)備 q LF LF鋼包耐火材料鋼包耐火材料 v LF使用初期，由于渣線部位侵蝕嚴(yán)重，鋼包使用壽命使用初期，

37、由于渣線部位侵蝕嚴(yán)重，鋼包使用壽命 低，操作成本中耐火材料占了低，操作成本中耐火材料占了60%”。1974年，大同年，大同 特殊鋼廠渣線部位采用特殊鋼廠渣線部位采用MgO-C磚后，提高了鋼包壽命。磚后，提高了鋼包壽命。 v 目前鋼包壁耐火材料從定形制品向不定形發(fā)展，從材目前鋼包壁耐火材料從定形制品向不定形發(fā)展，從材 質(zhì)上看有鎂碳、鋁鎂碳、鋁質(zhì)上看有鎂碳、鋁鎂碳、鋁尖晶石澆尖晶石澆 注料，鎂鈣系材注料，鎂鈣系材 料也是發(fā)展方向。首鋼料也是發(fā)展方向。首鋼90t90t鋼包非渣線部位高約鋼包非渣線部位高約2m2m全部用全部用 高純鋁鎂澆注料，包高純鋁鎂澆注料，包 齡達(dá)齡達(dá)90-9890-98次，澆注料

38、在使用過程中次，澆注料在使用過程中 沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剝落和粘鋼現(xiàn)象。工作襯使用無碳剛玉尖沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剝落和粘鋼現(xiàn)象。工作襯使用無碳剛玉尖 晶石質(zhì)預(yù)制塊替代晶石質(zhì)預(yù)制塊替代Al2O3MgO-CAl2O3MgO-C磚，使鋼包壽命由原平磚，使鋼包壽命由原平 均均6565次提高到平均次提高到平均121121次。次。 q包底用耐火材料包底用耐火材料 v LF包底，特別是迎鋼面受鋼液沖擊部位的耐火材料，包底，特別是迎鋼面受鋼液沖擊部位的耐火材料， 由于反復(fù)熱循環(huán)產(chǎn)生裂紋、爐渣滲透，由于反復(fù)熱循環(huán)產(chǎn)生裂紋、爐渣滲透， 造成結(jié)構(gòu)的剝造成結(jié)構(gòu)的剝 落以及鋼液侵入沖擊磚與包底磚之間接縫處，造成包落以及鋼液侵入沖擊磚與

39、包底磚之間接縫處，造成包 底的損壞。底的損壞。 v 底部一般用鋯英石磚或高鋁磚砌筑或用含底部一般用鋯英石磚或高鋁磚砌筑或用含CaO16 的高鈣鎂質(zhì)干式搗打料。的高鈣鎂質(zhì)干式搗打料。 q 鋼包透氣磚的種類和性質(zhì)鋼包透氣磚的種類和性質(zhì) 透氣磚的種類主要有：透氣磚的種類主要有： v 彌散型透氣磚；彌散型透氣磚； v 定向氣孔透氣磚；定向氣孔透氣磚； v 狹縫型透氣磚；狹縫型透氣磚； v 迷宮型透氣磚等。迷宮型透氣磚等。 q6.3.2 LF法的功能及特點(diǎn) LF法的功能：法的功能： v 爐內(nèi)還原性氣氛；爐內(nèi)還原性氣氛； v 底吹氬氣攪拌；底吹氬氣攪拌； v 大氣壓下石墨電極埋弧加熱；大氣壓下石墨電極埋弧

40、加熱； v 高堿度合成渣精煉；高堿度合成渣精煉； v 微調(diào)合金成分。微調(diào)合金成分。 q爐內(nèi)還原性氣氛 v LF LF爐精煉時(shí)，靠鋼包上的爐精煉時(shí)，靠鋼包上的水冷法蘭盤，水冷爐蓋及水冷法蘭盤，水冷爐蓋及 密封橡膠圈密封橡膠圈的作用加氬氣攪拌可以的作用加氬氣攪拌可以起到隔離空氣的密起到隔離空氣的密 封作用封作用。再加上還原性渣以及加熱時(shí)石墨電極與渣中。再加上還原性渣以及加熱時(shí)石墨電極與渣中 的的FeOFeO、MnOMnO、Cr2O3Cr2O3等氧化物作用生成等氧化物作用生成COCO氣體，增氣體，增 加了爐氣的還原性。從而可使加了爐氣的還原性。從而可使LFLF爐內(nèi)氣氛中的氧含量爐內(nèi)氣氛中的氧含量 減

41、為減為0.50.5以下。如此阻止了爐氣中的氧向鋼液傳遞，以下。如此阻止了爐氣中的氧向鋼液傳遞， 保證了精煉時(shí)爐內(nèi)的還原氣氛。鋼液在還原條件下精保證了精煉時(shí)爐內(nèi)的還原氣氛。鋼液在還原條件下精 煉可以進(jìn)一步的脫氧、脫硫及去除非金屬夾雜物，有煉可以進(jìn)一步的脫氧、脫硫及去除非金屬夾雜物，有 利于鋼液質(zhì)量的提高。利于鋼液質(zhì)量的提高。 q底吹氬氣攪拌 v 良好的氬氣攪拌良好的氬氣攪拌是是LFLF爐精煉的又一特點(diǎn)。氬氣攪拌爐精煉的又一特點(diǎn)。氬氣攪拌有利有利 于鋼、渣之間的化學(xué)反應(yīng)于鋼、渣之間的化學(xué)反應(yīng)，它可以加速鋼、渣之間的物質(zhì)，它可以加速鋼、渣之間的物質(zhì) 傳遞有利于鋼液的脫氧，脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。吹氬攪拌還傳

42、遞有利于鋼液的脫氧，脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。吹氬攪拌還 可以去除非金屬夾雜物，特別是對可以去除非金屬夾雜物，特別是對AlAl2 2O O3 3類型的夾雜物上類型的夾雜物上 浮去除更為有利，如圖浮去除更為有利，如圖6-106-10所示，吹氬可加速所示，吹氬可加速AlAl2 2O O3 3粒子的粒子的 上浮速度。特別值得提出的是上浮速度。特別值得提出的是LFLF爐的吹氬攪拌是在排除爐的吹氬攪拌是在排除 了大氣的密封爐內(nèi)進(jìn)行的，因此還可以加大吹氬量。正如了大氣的密封爐內(nèi)進(jìn)行的，因此還可以加大吹氬量。正如 圖圖6-106-10所示，吹氬處理所示，吹氬處理15min15min后，可使鋼中大于后，可使鋼中大于21

43、m21m的的 AlAl2 2O O3 3夾雜全部去除，殘留鋼中的只是小顆粒的夾雜全部去除，殘留鋼中的只是小顆粒的AlAl2 2O O3 3夾雜。夾雜。 圖6-10 攪拌對鋼中Al2O3粒子上浮速度的影響 1吹氬；2不吹氬 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) v 吹氬攪拌的另一作用是可以加速鋼液中的吹氬攪拌的另一作用是可以加速鋼液中的溫度與成分均勻溫度與成分均勻， 能精確的調(diào)整復(fù)雜的化學(xué)組成，而這對優(yōu)質(zhì)鋼又是必不可能精確的調(diào)整復(fù)雜的化學(xué)組成，而這對優(yōu)質(zhì)鋼又是必不可 少的要求。此外吹氬攪拌可加速渣中氧化物的還原，對回少的要求。此外吹氬攪拌可加速渣中氧化物

44、的還原，對回 收鉻、鉬、鎢等有價(jià)值的合金元素有利。收鉻、鉬、鎢等有價(jià)值的合金元素有利。 v 底吹氬氣攪拌貫穿于整個(gè)精煉過程，即在初煉爐出鋼時(shí)就底吹氬氣攪拌貫穿于整個(gè)精煉過程，即在初煉爐出鋼時(shí)就 開始吹氬，以防止透氣磚堵塞，直至精煉過程結(jié)束停止吹開始吹氬，以防止透氣磚堵塞，直至精煉過程結(jié)束停止吹 氬。氬。 v 按照先強(qiáng)后弱的攪拌方式吹氬攪拌鋼液。按照先強(qiáng)后弱的攪拌方式吹氬攪拌鋼液。 v 通過底吹氬攪拌通過底吹氬攪拌均勻鋼液成分和溫度，促進(jìn)脫氧產(chǎn)物的上均勻鋼液成分和溫度，促進(jìn)脫氧產(chǎn)物的上 浮，脫除鋼中的部分氣體，純凈鋼液浮，脫除鋼中的部分氣體，純凈鋼液。 q100tLF100tLF吹氬制度吹氬制度

45、 v 底吹氬在爐處理過程中發(fā)揮的作用十分重要。底底吹氬在爐處理過程中發(fā)揮的作用十分重要。底 吹氬對化渣、調(diào)節(jié)成分、脫硫、脫氧及夾雜物的上浮均有吹氬對化渣、調(diào)節(jié)成分、脫硫、脫氧及夾雜物的上浮均有 較大影響。攪拌強(qiáng)度與鋼包帶渣量和鋼水溫度也有較大關(guān)較大影響。攪拌強(qiáng)度與鋼包帶渣量和鋼水溫度也有較大關(guān) 系。實(shí)踐表明，系。實(shí)踐表明，LF精煉爐到吊包工位后，接吹氬管進(jìn)行精煉爐到吊包工位后，接吹氬管進(jìn)行 旁吹破殼，破殼后流量稍微變小，以鋼水不裸露為準(zhǔn)。到旁吹破殼，破殼后流量稍微變小，以鋼水不裸露為準(zhǔn)。到 加熱工位后，根據(jù)透氣磚透氣情況，采取中等強(qiáng)度的氬流加熱工位后，根據(jù)透氣磚透氣情況，采取中等強(qiáng)度的氬流 量

46、進(jìn)行攪拌。鋼包出加熱工位喂量進(jìn)行攪拌。鋼包出加熱工位喂CaSi絲后，進(jìn)行軟攪絲后，進(jìn)行軟攪 拌。氬氣流量變化范圍約為拌。氬氣流量變化范圍約為30050NL/min 20NL/min10NL/min。 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) 操作項(xiàng)目 預(yù)吹氬加熱化渣脫硫合金化喂絲靜吹氬 氬氣流量 m3.h-1 15-3010-2040-6020-4010-1510-15 氬氣流量 Nl/t.min 1.25-2.50.83-1.673.33-5.01.67-3.330.83-1.250.83-1.25 熔池深度330

47、0mm，上下內(nèi)徑分別為：3500、3100mm. 鞍鋼第二煉鋼廠鞍鋼第二煉鋼廠180-200tLF180-200tLF吹氬制度吹氬制度 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) v LF爐采用石墨電極埋弧加熱，加熱時(shí)將石墨電極插入爐采用石墨電極埋弧加熱，加熱時(shí)將石墨電極插入 泡沫渣層中，電弧在渣層中產(chǎn)生。采用埋弧加熱法，泡沫渣層中，電弧在渣層中產(chǎn)生。采用埋弧加熱法， 泡沫渣對電弧的屏蔽作用減少了電弧光對包襯的熱輻泡沫渣對電弧的屏蔽作用減少了電弧光對包襯的熱輻 射射，對包襯有保護(hù)作用對包襯有保護(hù)作用。與此同時(shí)。與此同時(shí)鋼液和爐渣有效地鋼液和爐渣有效地 吸收電

48、弧熱，提高了熱效率吸收電弧熱，提高了熱效率。 q石墨電極埋弧加熱 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) LF爐利用爐利用還原氣氛下造高堿度合成渣還原氣氛下造高堿度合成渣進(jìn)行精煉，通進(jìn)行精煉，通 過合成渣的精煉作用可以降低鋼中氧、硫及夾雜物含過合成渣的精煉作用可以降低鋼中氧、硫及夾雜物含 量。量。它可以把它可以把O降至降至0.002%、S降至降至0.005%甚至甚至 0.003%。合成渣在。合成渣在LF爐內(nèi)具有很強(qiáng)的還原性，這是爐內(nèi)具有很強(qiáng)的還原性，這是 LF爐內(nèi)良好的還原氣氛和氬氣攪拌，互相作用的結(jié)果。爐內(nèi)良好的還原氣氛和氬氣攪拌，互相作用的結(jié)果。 一般渣量為鋼液量的一般渣量為鋼液量的28。

49、LF爐冶煉時(shí)爐冶煉時(shí)可以不用加可以不用加 脫氧劑脫氧劑，而是，而是靠合成渣對氧化物吸附而達(dá)到脫氧的目靠合成渣對氧化物吸附而達(dá)到脫氧的目 的的。 q高堿度合成渣精煉高堿度合成渣精煉 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) 但需要說明：通常精煉渣分為高堿度渣和低堿度但需要說明：通常精煉渣分為高堿度渣和低堿度 渣，一般堿度渣，一般堿度(CaO/SiO2)大于大于2為高堿度渣，高堿度為高堿度渣，高堿度 渣適用于一般鋁鎮(zhèn)靜鋼二次精煉，在鋼水脫硫等方渣適用于一般鋁鎮(zhèn)靜鋼二次精煉，在鋼水脫硫等方 面具有較好的效果。對于具有特殊要求的鋼種，如面具有較好的效果。對于具有特殊要求的鋼種，如 簾線鋼、鋼絲繩鋼、軸承

50、鋼等，需采用低堿度渣。簾線鋼、鋼絲繩鋼、軸承鋼等，需采用低堿度渣。 在這些鋼中為了避免在脫氧過程中生成過多氧化鋁在這些鋼中為了避免在脫氧過程中生成過多氧化鋁 夾雜，大多采用夾雜，大多采用Si-Mn脫氧，采用中性精煉渣，精脫氧，采用中性精煉渣，精 煉后形成較低熔點(diǎn)的圓形或橢圓形復(fù)合夾雜物，在煉后形成較低熔點(diǎn)的圓形或橢圓形復(fù)合夾雜物，在 加工時(shí)可以變形，危害較小。加工時(shí)可以變形，危害較小。 v 鋼液成分的調(diào)整是在電弧加熱、底吹氬攪拌和還原氣鋼液成分的調(diào)整是在電弧加熱、底吹氬攪拌和還原氣 氛下加入合金料，合金收得率高，合金元素熔化后能氛下加入合金料，合金收得率高，合金元素熔化后能 很快地在鋼液內(nèi)均勻

51、很快地在鋼液內(nèi)均勻。通過邊加合金料邊分析，微調(diào)。通過邊加合金料邊分析，微調(diào) 合金成分，把合金成分調(diào)整到很窄地范圍內(nèi)。合金成分，把合金成分調(diào)整到很窄地范圍內(nèi)。 q微調(diào)合金成分微調(diào)合金成分 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) v LF爐的爐的幾個(gè)精煉功能互相影響、互相依存與互相促進(jìn)幾個(gè)精煉功能互相影響、互相依存與互相促進(jìn)。爐內(nèi)。爐內(nèi) 的還原氣氛，在加熱條件下的鋼渣攪拌，提高了合成渣的精煉的還原氣氛，在加熱條件下的鋼渣攪拌，提高了合成渣的精煉 能力，創(chuàng)造了一個(gè)理想的煉鋼環(huán)境，從而能提高鋼液質(zhì)量。能力，創(chuàng)造了一個(gè)理想的煉鋼環(huán)境，從而能提高鋼液質(zhì)量。 v 由于由于LF法用吹氬攪拌而不用電磁攪拌；在大

52、氣壓下加熱，而法用吹氬攪拌而不用電磁攪拌；在大氣壓下加熱，而 不采用真空加熱不采用真空加熱，因此它比，因此它比ASEA-SKF法和法和VAD法都簡單，法都簡單， 其冶金效果與前兩種方法基本相同。其冶金效果與前兩種方法基本相同。 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) 通過通過LF精煉主要達(dá)到以下效果：精煉主要達(dá)到以下效果： v (1)鋼液溫度滿足連鑄工藝要求；鋼液溫度滿足連鑄工藝要求； v (2)處理時(shí)間滿足多爐連澆要求；處理時(shí)間滿足多爐連澆要求； v (3)成分微調(diào)能保證產(chǎn)品具有合格的成分及實(shí)現(xiàn)最低成分微調(diào)能保證產(chǎn)品具有合格的成分及實(shí)現(xiàn)最低 成本控制；成本控制； v (4)鋼液純凈度能滿足產(chǎn)

53、品質(zhì)量要求，特別具有強(qiáng)脫鋼液純凈度能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，特別具有強(qiáng)脫 硫功能。硫功能。 qLFLF法的功能及特點(diǎn)法的功能及特點(diǎn) q6.3.3.1 LF6.3.3.1 LF精煉的主要操作及工藝過程精煉的主要操作及工藝過程 LF精煉的主要操作包括： v (1)根據(jù)鋼中酸溶鋁的要求及鋼液中的溶解氧含量，確 定加鋁量的喂鋁線操作； v (2)考慮埋弧加熱、脫硫、吸附夾雜物的造渣制度； v (3)考慮防止吸氣、卷渣以及加快夾雜物去除的吹氬攪 拌處理； v (4)考慮溫度目標(biāo)控制的電弧加熱； v (5)考慮最低成本的鋼液成分微調(diào)； q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) 各工藝過程簡述如下： v (1)鋼包吹氬。鋼

54、包吹氬從出鋼開始，一直到鋼包吊 往LF等待工位。此階段吹氬攪拌的冶金目的包括： 1)促進(jìn)出鋼加入的合金與造渣劑的熔化溶； 2)均勻熔池溫度； 3)去除出鋼過程的脫氧產(chǎn)物； 4)加強(qiáng)渣、鋼混合，降低鋼液中的硫含量。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) (2)鋼包到LF等待工位。 v 鋼包到LF等待工位后，接通吹氬管，這時(shí)吹氬要保證合適 的吹氬量，以避免鋼液面裸露，同時(shí)保證不要把鋼渣濺出 鋼包。如果出鋼量過大或下渣較多，應(yīng)倒出一部分鋼液或 下渣。如果渣面吹不開，就要瞬間增大壓力吹氬或用事故 氬槍吹氬，吹開多孔磚。如果還吹不開，就要進(jìn)行倒包處 理。對于生產(chǎn)鋁脫氧的高質(zhì)量鋼，最好在等待工位喂鋁， 盡早把鋼

55、液中的溶解氧全部變成氧化物夾雜，為夾雜物的 去除提供較長的時(shí)間，降低鋼液中的全氧量。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) (3)造渣。 v 鋼包到加熱位置，當(dāng)要從料倉加料時(shí)，應(yīng)增加氬氣流量， 吹開渣面，把造渣料加到裸露的鋼液面上。在加熱的同時(shí) 處理渣，加入石灰和Al2O3，甚至加入CaC2、SiC或鋁粒進(jìn) 行渣脫氧，加熱35min后，通過渣門觀察渣的情況，應(yīng) 保證渣的流動(dòng)性好。渣太稠，則多加鋁礬土或螢石；渣太 稀，則加入石灰。取渣樣判斷脫氧情況（凝固時(shí)呈灰白色， 表示渣脫氧良好；渣發(fā)黑，加鋁?；蚱渌撗鮿├^續(xù)降低 渣中的氧）。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) (4)鋼包取樣。加熱及處理渣后(渣基本

56、變白)，測溫取第一 樣。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) 造精煉渣的目的包括以下幾方面： v 1)脫硫； v 2)吸收鋼液中的夾雜物； v 3)防止熔池的二次氧化； v 4)防止熔池的熱量損失； v 5)防止由于電弧輻射造成的耐火材料損失。 (5)加入合金、均勻化及調(diào)整溫度。根據(jù)出鋼加入的合金量 及鋼包第一樣分析結(jié)果，確定加入的合金量以達(dá)到成品鋼 要求的成分。加入的合金應(yīng)按預(yù)定的合金收得率改變鋼液 成分，如果鋼液成分未能按加入的合金數(shù)量而改變，說明 鋼液脫氧不完全，需要用鋁線等脫氧劑脫氧以確保合金元 素的最佳收得率。加入合金后，繼續(xù)加熱并攪拌5min以確 保加入的合金溶解，如果沒有得到預(yù)期的鋼

57、液成分，必須 加入新合金，以滿足鋼種的成分要求。鋁隨著精煉過程的 進(jìn)行而減 少，如果鋁迅速降低，表明鋁氧化速率很高，這 時(shí)應(yīng)補(bǔ)喂鋁，降低鋼中的溶解氧，保證鋼液中鋁的 穩(wěn)定性。 脫硫是鋼包爐工藝的重要功能，脫硫的最佳條件是保證高 的堿度及熔池溫度高于 1580。對于生產(chǎn)含硫的鋼種，由 于精煉過程深脫氧及造渣，硫含量降到了較低的水平，所 以必須在鋼包處理末期通過喂硫線控制鋼中硫含量。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) (6)夾雜物變性處理。最后一次加料后，吹氬攪拌36min。 吹氬攪拌時(shí)間太短不能均勻 成分與溫度；太長會(huì)產(chǎn)生熔 池的二次氧化。鋼液成分合格后，喂入硅鈣線或鐵鈣線進(jìn) 行夾雜物變性操作。鋼

58、的潔凈度取決于脫氧產(chǎn)物及其他夾 雜物如何被渣吸收，而可澆注性則取決于未被渣吸收的夾 雜物的鈣處理。要獲得高潔凈度及良好的澆注性能，最佳 條件是鋼液在符合成分、流動(dòng)性好并不打破渣層下，喂入 合適的硅鈣線或鐵鈣線吹氬攪拌。最后加入一次合金后應(yīng) 吹氬攪拌 5min，再喂線。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) (7)停氬，鋼包吊往連鑄。喂入硅鈣線或鐵鈣線后弱吹氬攪 拌時(shí)間應(yīng)大于5min，測溫，取樣 分析最終鋼液成分。 之后鋼包車開出加熱工位，加入鋼包發(fā)熱劑或覆蓋劑 (如果進(jìn)行VD處理，不加鋼包發(fā)熱劑或覆蓋劑)，取掉吹 氬管停止吹氬，并吊往連鑄臺(tái)澆注或進(jìn)行VD處理。 目前很多轉(zhuǎn)爐廠LF只起成分及溫度調(diào)整的

59、作用，往 往達(dá)不到對鋼液潔凈度的控制，特別是中小轉(zhuǎn)爐廠，一 方面由于下渣量控制困難及沒有進(jìn)行有效變渣處理工藝； 另一方面轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)間 節(jié)奏快，精煉時(shí)間短。這兩點(diǎn) 使得中小轉(zhuǎn)爐配LF精煉生產(chǎn)高潔凈鋼較為困難。 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) q表表6-12 6-12 不同冶煉方法的合金回收率不同冶煉方法的合金回收率 熔煉方法熔煉方法熔煉爐數(shù)熔煉爐數(shù) 回收率，回收率， CrMnV 電爐電爐1491.385.594.4 電爐電爐LF896.494.098.5 q6.3.3 LF精煉工藝技術(shù) v 造高堿度渣精煉是造高堿度渣精煉是LFLF爐的重要操作。爐的重要操作。將石灰、螢石等按將石灰、螢石等按 不同

60、比例不同比例( (如如5 5：1 1或或4 4：1) 1)分批加入鋼包內(nèi)，加入量為鋼液分批加入鋼包內(nèi)，加入量為鋼液 量的量的1 12 2，造高堿度合成精煉渣脫硫；，造高堿度合成精煉渣脫硫；然后用硅鐵粉、然后用硅鐵粉、 硅鈣粉和鋁粉或炭粉，按一定比例混合直接加入鋼液面或硅鈣粉和鋁粉或炭粉，按一定比例混合直接加入鋼液面或 采取噴吹方法加入鋼液中，形成流動(dòng)性良好的爐渣成分為采取噴吹方法加入鋼液中，形成流動(dòng)性良好的爐渣成分為 CaOCaO：60605 5、SiOSiO2 2：l0 l05 5、AlAl2 2O O3 3：30305 5的的 還原渣系或者還原渣系或者CaOCaO： 6060、AlAl2