LF精炼炉脱硫工艺制度的研究与优化

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1、LF精炼炉脱硫工艺制度的研究与优化随着科学技术的不断发展，对炼钢生产率、钢的成本、钢的纯净度以及使用性能等方而，都捉出了越来越高的要求。这使传统的炼钢设备和炼钢工艺难以满足需求。炉外精炼也称二次精炼或钢包冶金，将在常规炼钢炉中完成的精炼任务,部分或全部地移到钢包或其它容器屮进行，达到提高钢质量的口的。LF炉作为炉外精炼设备的一种，具冇优异的综合性能，钢液经过LF炉处理可以提高纯净度。本文在分析研究脱硫的热力学和动力学基础上，结合LF炉的生产实际，对其工艺参数及操作制度进行了研究和优化。通过控制转炉下渣量、LF炉快速造渣及加快脱硫反应速

2、率等措施，可以实现LF炉生产工序及整个炼钢车间生产工序的高产、优质、低成本。关键词：LF炉；脱硫；造渣1.1炉外精炼技术的发展⑴随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高，钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程，它已成为现代炼钢工艺屮不可缺少的重要环节。由于这种技术可以提高炼钢设备的生产能力，改善钢材质量，降低能耗，减少耐材、能源和铁合金消耗，因此，炉外精炼技术己成为当今世界钢铁冶金发展的方向，对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向冇必要进行探讨。钢中的硫、磷、氧、氧、氮含量大大地影响了钢的性能，如抗拉强度、成型性、可焊性、抗腐蚀性和疲

3、劳性能等。当钢屮硫、磷Z和低于0.004%,R氢、氧、氮含量较低时，钢的性能会产生较大的变化，尤其是抗腐蚀性、低温脆性、可焊性和成型性会有儿倍甚至儿十倍的提高，这比添加合金元素更有效。为此，作为冶炼高级优质钢的必要手段一—炉外精炼，必须冇效地脱除杂质元索來提高钢的质量、改善钢的性能。我国钢铁工业在品种、质量、消耗、成本及劳动生产率等方面与发达国家相比述很落后，主要表现在钢的化学成分波动范围大，硫、磷等有害元素和气体、非金属夹杂物含量相对较高，即钢的纯净度差，从而使钢材的性能不稳定。随着屮国加入世界贸易组织，屮国钢材己进入全球化序列。现

4、在我们已清醒感觉到危机感和竞争意识，因此，提高钢水在线精炼率，采用适合我国国情的精炼设备并吸取发达国家成功的经验，选择那些对降低成本、提高质量有突出作用的关键技术，用以发展和捉高我国炉外精炼技术已成为当务Z急。1.2实施LF炉精炼工艺的必要条件⑵为了获得LF钢包精炼炉对钢液进行加热及还原精炼的最佳效果，必须考虑卜列潜在不利条件：出钢带渣，钢包耐火材料选择，钢水与空气接触等。1.2.1无渣出钢LF炉使用气体搅拌钢水，应尽可能减少初炼炉出钢带渣量。因为初炼炉炉渣含冇FeO、Si02、P2O5和MnO等氧化物和氢，这些活性氧化物不稳定，在搅

5、拌过程屮与钢水混合，会导致回磷，此外述会增加钢屮的氧活度，影响脱硫精炼效果。目前已开发岀多种挡渣技术，可消除或把钢包内氧化渣降至最低，如挡渣帽、挡渣塞、滑动水口出钢、偏心炉底出钢(EBT)、气动挡渣等。1.2.2钢包耐火材料钢包耐火材料含有不同量的SiOz、FeO、碱金屈和出。当这些氧化物与脱氧后的钢水接触时，显得很不稳定，如果含量较大，就会造成类似初炼炉炉渣的有害作用。LF炉精炼工艺要达到最佳效果，包衬至少应由70%A120.3耐火砖砌筑，并且使用时应将其预热到1090°C,以使精炼处理过程中钢水温度损火和结渣最少,当精炼超低硫钢(

6、S<0.002%)和超纯净钢时，应使用白云石或碱性包衬，至少渣线应该采用碱性耐火材料，以避免造渣和加热侵蚀。1.2.3隔绝空气IF炉精炼过程中向钢包加入特殊配比的合成渣料，在屯弧加热下熔化成液态渣，对钢液起到绝热、保温的冃的及防止钢水的二次氧化。电弧加热过程电极周围空气屮的水分子，氮气极易电离而进入钢液使气体含量增加，通过渣层覆盖钢液，可以有效地防止吸入气休。1.2.4LF钢包耐火材料侵蚀⑷AI2O3浓度高的低熔点渣对钢包侵蚀较大。由于电弧加热，钢包耐火材料侵蚀增加，渣线部位必须使用MgO-C砖。减少钢包侵蚀的措施述有：1.制渣过热；

7、2•使用抑制MgO析出的渣系；3.埋弧操作过程中防止闪弧造成的局部侵蚀；为了实现1、3点，在供电负荷及适当气体搅拌的同时，渣的低熔点化，低粘性化是必要的。但低熔点，低粘性的渣通常被认为是加剧耐火材料侵蚀的。所以，在一般使用的渣系(CaO—Al2O3-Si02)屮加入一定量的Mg0(6—10%渣量),既抑制了对耐火材料的侵蚀，又组成了低熔点的渣。这就使得高功率操作成为可能,同时渣线耐火材料被侵蚀的速度大幅度下降，提高了包衬的使用寿命。1.3埋弧加热特性在连铸生产屮，由于钢包具冇加热功能，在炼钢炉与连铸机Z间充当了缓冲器，所以提高了生产率

8、。为了提高LF炉的加热效率，保护钢包和包衬耐火材料,采用埋弧加热方式，加热速度随着时间的增加而增加。使用低熔点、高流动性的渣，可以得到4°C/min以上的加热速度例。为了提高加热速度，除增大电力负荷外，造适于埋弧加热的渣