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1、2002年10月东北大学学报(自然科学版)Oct.!2002第23卷第10期JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Vol23,No.10文章编号:10053026(2002)10095204LF炉冶炼超低硫钢的工艺条件姜周华,张贺艳,战东平,王文忠(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳!110004)摘!!!要:提出了采用热力学计算分析确定LF炉冶炼超低硫钢工艺条件的方法分析表明,可通过提高炉渣碱度、强化渣钢脱氧、控制渣钢原始硫质量分数和渣质量,来实现超低硫钢
2、的冶炼150tLF炉生产实践表明,在原始钢水硫平均为00146%条件下,通过控制规定的工艺条件,经LF处理后的钢水硫质量分数平均可达00044%再经VD处理后,可实现成品硫质量分数为00027%的超低硫钢生产在上述条件基础上,将原始硫质量分数控制在00058%以下或保证渣金硫的分配比在250以上或采用双渣操作,LF炉可精炼0002%以下极低硫钢关!键!词:LF炉;二次精炼;脱硫;超低硫钢中图分类号:TG113.14!!!文献标识码:A目前像石油管线、IF钢和电工钢等超低硫钢2!LF炉精炼过程渣金脱硫反应热-3
3、成品硫质量分数一般要求在50∀10%以下,-3力学计算与分析对高质量品种要达到20∀10%以下尽管就精炼渣的硫容量及渣钢间硫的分配比前人已做了21!精炼终点渣金硫的平衡分配比及钢水硫质[1~7]许多基础研究,但就LF炉精炼在超低硫钢量分数的计算公式实际工艺条件缺少理论分析若忽略气相脱硫的作用,根据硫的质量守恒可以导出:1!研究对象msw(S)0+w[S]0本文以某厂150tLF炉精炼过程脱硫为计算mmw[S]=(1)对象其中每炉造渣料的加入量平均为1300kgms1+LSmm(87kg/t),但由于电炉出钢时下
4、渣,EBT出钢口填充料,合金元素氧化和包衬耐材侵蚀等炉渣来式中,w[S]为精炼终点钢水的硫质量分数,%;源,因而实际LF炉内渣质量约2250kg(即15w(S)0,w[S]0分别为反应前渣中和钢中的原始kg/t钢)钢水和炉渣成分见表1硫质量分数,%;ms,mm分别为熔渣和钢水的质表1!冶炼钢种LF终点钢水和炉渣成分量,kg;LS为渣金间硫的分配比(质量分数)典型值由式(1)可知,要计算钢水中的硫质量分数关Table1!Thetypicalchemicalcompositionofliquidsteelandslagaf
5、terLFrefining%!键是获得渣金间硫的平衡分配比LS研究表[8,9]CSiMnPSCaOSiO2Al2O3MgO明,此值可由式(2)计算019502505500100055510276lgL21920-54640S=+436+lgfS-Tlga[O]-239(2)钢水中全铝质量分数波动在001%~005%之间,对应的酸溶铝一般为0005%~可见,影响渣金硫的平衡分配比的因素包括炉002%之间而钢水中全氧一般波动在(15~渣碱度()、钢水中的活度系数(fS)、钢水的平衡25)∀1
6、0-3%之间,而采用固体电解质定氧探头氧活度(a[O])和温度(T/K)其中炉渣光学碱度可-4根据炉渣成分计算得到,而活度系数(f测定的钢水溶解氧一般为(5~10)∀10范围S)可由钢水精炼终点炉渣中(FeO+MnO)通常小于1%成分计算得到(在低硫质量分数下fS#1)而钢水收稿日期:20020318基金项目:国家九五重点科技攻关项目(955240202)作者简介:姜周华(1963-),男,浙江萧山人,东北大学教授,博士;王文忠(1935-),男,辽宁复县人,东北大学教授,博士生导师第10期!!!!!!!
7、!姜周华等:LF炉冶炼超低硫钢的工艺条件953的平衡氧活度可由下面两种途径来计算(2)钢水氧化性对脱硫效果的影响1)由与钢水氧活度平衡的炉渣中(FeO)质量通常精炼终点实际溶解铝质量分数在0005%[11]分数来计算根据渣金氧平衡可得:~002%之间,计算得到的与铝平衡的氧活度在-46150(288~726)∀10,其范围与定氧探头的实测值相lga[O]=lgFeO+lgxFeO-+260(3)T一致这说明钢水中的氧确实受Al的控制在1873K下CaOSiO2Al2O3MgO四元精由图2可知,随着钢中
8、溶解铝质量分数的增炼渣系中氧化铁的活度系数(FeO)的实验回归方加,渣金平衡分配比也相应增加因此,加强对钢[12]程为水的脱氧也有利于脱硫反应的进行从图中还不0676w(MgO)+0267w(Al2O3)-1907难发现,实际LF炉终点渣金硫的分配比也随着lgFeO=+w(SiO2)钢中铝质量分数的增加而增加,但实测值要
