LF爐外精煉(精)

1、LF爐外精煉隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工農(nóng)業(yè)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的提高,鋼廠普遍采用了爐外精煉工藝流程,它已成為現(xiàn)代煉鋼工藝中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。由于這種技術(shù)可以提高煉鋼設(shè)備的生產(chǎn)能力,改善鋼材質(zhì)量,降低能耗,減少耐材、能源和鐵合金消耗,因此,爐外精煉技術(shù)已成為當(dāng)今世界鋼鐵冶金發(fā)展的方向。對(duì)于爐外精煉技術(shù)存在的問題及發(fā)展方向有必要進(jìn)行探討。隨著煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步,爐外精煉在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)中已經(jīng)占有重要地位,傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程（高爐-煉鋼爐（電爐或轉(zhuǎn)爐-鑄錠，已逐步被新的流程（高爐-鐵水預(yù)處理-煉鋼爐-爐外精煉-VD-連鑄所代替。已成為國(guó)內(nèi)外大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的主要工藝流程，尤其在特殊鋼領(lǐng)域，精煉和連鑄技術(shù)發(fā)展

2、得日趨成熟。精煉工序在整個(gè)流程中起到至關(guān)重要的作用，一方面通過這道工序可以提高鋼的純凈度、去除有害夾雜、進(jìn)行微合金化和夾雜物變性處理;另一方面，精煉又是一個(gè)緩沖環(huán)節(jié)，有利于連鑄生產(chǎn)均衡地進(jìn)行。爐外精煉技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用目前得到公認(rèn)并被廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法有:LF法、RH法、VOD法。而石鋼采用的是LF爐外精煉。LF是1971年由日本大同鋼公司發(fā)明的，用電弧加熱，包底吹氬攪拌。一、LF爐的主體設(shè)備包括：1、變壓器及二次回路;2、電極、電極提升柱及電極臂;3、爐蓋及抽氣罩;4、吹氬攪拌系統(tǒng);5、鋼包及鋼包運(yùn)輸車;6、渣料、合金加入及稱量系統(tǒng)。二、爐外精煉技術(shù)的特點(diǎn)與功能爐外精煉是指在鋼包中進(jìn)行冶

3、煉的過程,是將真空處理、吹氬攪拌、加熱控溫、喂線噴粉、微合金化等技術(shù)以不同形式組合起來,出鋼前盡量除去氧化渣,在鋼包內(nèi)重新造還原渣,保持包內(nèi)還原性氣氛。爐外精煉的目的是降低鋼中的P、S、0、H、N、等元素在鋼中的含量，以免產(chǎn)生偏析、白點(diǎn)、大顆粒夾雜物，降低鋼的抗拉強(qiáng)度、韌性、疲勞強(qiáng)度、抗裂性等性能。這些工作只有在精煉爐上進(jìn)行,。LF爐有如下獨(dú)特的精煉功能:1、埋弧加熱。LF爐有3根石墨電極，加熱時(shí)電極插入渣層中進(jìn)行埋弧加熱，因而輻射熱小，減少對(duì)包襯的損壞，可減少電弧的熱輻射損失，提高熱效率，終點(diǎn)溫度的精確度S±5°C。浸入渣中的石墨電極與渣中氧化物反應(yīng):C+(Fe0=Fe+

4、C0C+(Mn0=Mn+C0上述反應(yīng)不僅提高了熔渣的還原性，而且還提高合金吸收率，生成C0使LF爐內(nèi)氣氛更具還原性。2、氬氣攪拌。通過鋼包底吹氬氣攪拌加速鋼-渣之間的物質(zhì)傳遞，利于脫氧、脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，并促進(jìn)夾雜物的上浮去除，特別是對(duì)A1203類型的夾雜物上浮去除更為有利。同時(shí)加速鋼水溫度和成分的均勻，達(dá)到精確地調(diào)整鋼水的成分。3、爐內(nèi)還原氣氛。鋼包與爐蓋密封起到隔絕空氣的作用，加之石墨電極氧化產(chǎn)生CO氣體,爐內(nèi)形成了還原氣氛，鋼水在還原條件下進(jìn)一步脫氧、脫硫及去除非金屬夾雜物，并避免增氮。4、白渣精煉。LF爐精煉的白渣是w(FeO<1%的還原渣。通過高堿度的還原渣,借助氬氣攪拌，實(shí)現(xiàn)有

5、效的擴(kuò)散脫氧、脫硫和去除非金屬夾雜物。(采用白渣精煉工藝。一般采用Al203-CaO-SiO2系爐渣，包渣堿度R>3,以避免爐渣再氧化。吹氬攪拌時(shí)避免鋼液裸露。,渣中w(FeO+MnO<4%。5、可以在電爐(轉(zhuǎn)爐和連鑄之間起到緩沖作用，精煉爐具有靈活性，使作業(yè)時(shí)間、溫度控制較為協(xié)調(diào)，與連鑄形成更加通暢的生產(chǎn)流程。6、精煉功能強(qiáng)，脫氧、脫硫、凈化鋼水效果好，鋼的質(zhì)量顯著提高;適宜生產(chǎn)超低硫、超低氧鋼種。7、設(shè)備投資少，精煉成本低，適合生產(chǎn)超低硫鋼、超低氧鋼。LF爐的精煉功能互相滲透，互相促進(jìn)。爐內(nèi)的還原氣氛，在加熱條件下的吹氬攪拌，提高了白渣的精煉能力，創(chuàng)造了一個(gè)理想的精煉環(huán)境，從而

6、使鋼的質(zhì)量顯著提高。三、LF爐外精煉的一些主要工藝要點(diǎn)的控制如下：1、LF爐白渣精煉工藝的要點(diǎn)是：(1擋渣出鋼，控制噸鋼水下渣量不大于5kg/t;(2鋼包渣改質(zhì)，控制鋼包渣堿度R>2.5，渣中w(FeO+MnOv4%:(3白渣精煉，處理周期有限，白渣形成越早，精煉時(shí)間越長(zhǎng)，精煉效果就越好：一般采用CaO-A1203-Si02系渣，保持熔渣良好的流動(dòng)性和較高的渣溫，鋼包渣的最終控制成分列于表8-1。高堿度、低熔點(diǎn)、低氧化鐵的精煉渣能有效脫硫，吸收夾雜物，降低鋼中TO。(4控制LF爐內(nèi)為還原性氣氛；(5良好的底吹氬攪拌，保證爐內(nèi)具有較高的傳質(zhì)速度。2、LF爐精煉對(duì)鋼包凈空的要求:LF爐精煉采

7、用適當(dāng)?shù)匿?渣混合和有效的氬體攪拌，通過大功率進(jìn)行埋弧加熱,依賴惰性氣體強(qiáng)攪拌以加大鋼-渣的界面反應(yīng),此時(shí)往往會(huì)有翻濺產(chǎn)生。所以，鋼包頂部應(yīng)有一定的自由空間，要求鋼包鋼水液面至包緣有不少于500mm距離,同時(shí)設(shè)置水冷的防濺包蓋。3、合成渣的作用爐前出鋼后,有一部分終渣不可避免的進(jìn)入鋼包,經(jīng)脫氧、合金化后,鋼包渣呈低堿度、高氧化性,這就造成合金回收率降低,鋼水氧含量高,鋼中夾雜物難以去除等問題,要解決這些問題就必須對(duì)鋼包渣進(jìn)行改質(zhì)。為精煉操作創(chuàng)造條件。在出鋼過程中或出鋼前加入鋼包的合成渣要求起到以下作用:(1脫氧,降低爐渣氧化性,提高合金收得率;(2調(diào)整渣系組成,形成低熔點(diǎn)渣系,有效吸收鋼水中夾雜物,利于鋼包清理;(3提高鋼包渣堿度,脫除鋼水中有害雜質(zhì)硫。通過加入合成渣對(duì)鋼包渣進(jìn)行改質(zhì)處理,使渣的組成和性能接近埋弧基渣的要求，在LF精煉過程中，可盡快達(dá)到其精煉效果。在實(shí)際生產(chǎn)的過程中,有的時(shí)候在精煉3-4分鐘時(shí)渣色變白,精煉結(jié)束后。就會(huì)變成黑或綠色的和玻璃差不多，這就需要保持白渣的持續(xù)時(shí)間，精煉結(jié)束后，爐渣變黑或綠我認(rèn)為是，鋼液的沉淀預(yù)脫氧不好，或者是冶煉后期氬氣攪拌太劇烈，導(dǎo)致鋼液的二次氧化。爐渣呈現(xiàn)玻璃狀：說明爐渣的堿度不夠，應(yīng)補(bǔ)加