精炼技能培训

1、LF精炼炉培训材料精炼炉培训材料型钢炼钢厂型钢炼钢厂 俎勇俎勇 钢冶金质量控制一评价钢冶金质量的指标一评价钢冶金质量的指标二冶金质量控制的思路二冶金质量控制的思路三冶金质量指标控制现状三冶金质量指标控制现状1 钢冶金质量的评价指标钢冶金质量的评价指标w成分控制成分控制 1）最佳成分控制）最佳成分控制 a）成分范围内钢的综合性能要好；b）成本最低。 2）微量元素控制）微量元素控制 a）有利影响的元素控制；b）不利影响的元素控制。w纯净度控制纯净度控制 1）非金属杂质）非金属杂质 S、P及一些卤族元素 2）非金属夹杂物）非金属夹杂物 a)氧化物类型夹杂物； b)氮化物类型夹杂物； c)硫化物类型夹

2、杂物； d)磷化物类型夹杂物。 3）气体控制）气体控制 N、H、O4）金属杂质）金属杂质 a）低熔点色金属；b）Ni、Cr、Mo、Cu、Zn w铸态组织铸态组织 a）铸态结构； b）内部质量（偏析、疏松、缩孔）； c）表面质量（表面裂纹等）2 冶金质量控制的必要性冶金质量控制的必要性2.1 钢种服役条件对钢液纯洁度的要求钢种服役条件对钢液纯洁度的要求要 求 内 容 典 型 成 品 超低碳 汽车面板 S 输送含酸性介质的油、气管线钢 N 汽 车 尾 气 排 放 铁 素 体 不 锈钢、冷墩棒材等 1、去除杂质元素 P LPG 罐用钢板、高压容器用Cr-Mo 钢 极低O 滚珠轴承钢 2、夹杂物去除、

3、控 制 夹杂物形态控制 轮胎钢帘线、输送酸性介质油气管线钢 2.2 优质钢对炼钢去除杂质的要求优质钢对炼钢去除杂质的要求3 冶金质量控制的工艺路线冶金质量控制的工艺路线 目 的 工 艺 目标值, p p m 钢种 低碳钢 B O F R H B O F L F R H C 2 0 C 2 0 深冲薄钢板 硅钢 低磷钢 铁水预处理 B O F B O F L F B O F R H B O F L R F E F L R F P 5 0 P 2 0 P 2 0 P 2 0 P 1 5 管线钢 9 % N i 钢 高质量钢 特殊合金钢 低硫钢 铁水处理 B O F R H F I L F F I

4、L R F S 1 5 S 1 0 S 5 S 5 管线钢，9 % N i 钢 高质量钢 特殊合金钢 低氧钢 R H F I R H L F F I R H B O F P M E F L R F T . O2 0 T . O1 5 T . O1 5 T . O2 5 T . O1 5 管线钢，锅炉钢 电阻焊锅炉管E R W 普通薄板，E R W 特殊合金钢 低氮钢 R H B O F L F R H L R F E F L R F N 3 0 N 1 5 N 1 5 N 1 5 特殊合金钢 LF LF 精精 炼炼 技技 术术1 LF精炼目的精炼目的w钢水温度满足连铸工艺要求；w处理时间满足多

5、炉连浇要求；w成份微调能保证产品具有合格的成份及 实现最低成本控制；w钢水纯净度能满足产品质量要求。2 LF精炼工艺精炼工艺出钢出钢钢包车吹氩钢包车吹氩钢包到等待位置钢包到等待位置处理渣处理渣吹氩搅拌吹氩搅拌出钢过多出钢过多出钢带渣出钢带渣正常正常颜色颜色流动性流动性初炼炉渣初炼炉渣正常正常ABCDEF钢包取样钢包取样加入合金，均匀化及调节温度加入合金，均匀化及调节温度喂入喂入Ca-Si丝丝钢包取样停氩停氩吊往连铸台吊往连铸台吹氩搅拌吹氩搅拌出钢过多出钢过多出钢带渣出钢带渣正常正常GHIJKLM加合金与喂加合金与喂CaSi线间时间不足；喂线间时间不足；喂CaSi线后吹氩时间不足；加入线后吹氩时

6、间不足；加入CaSi不正确；成分不合；温度不合适不正确；成分不合；温度不合适NwB 钢包车吹氩直到钢包吊往钢包炉等待位置。此阶段吹氩搅拌达以下重要的冶金目的： 1）合金与造渣剂的熔化溶解； 2）均匀熔池温度； 3）去除脱氧产物； 4） 脱硫 。 wC 钢包到钢包炉等待位置后，钢包炉处吹氩接通，吹氩时保证不裸露钢液面，但当要从料仓加料时，增加氩气流量，吹开渣面，料加到裸露的钢液面上。 对于生产高质量钢，需要铝脱氧时，最好在等待位置喂铝，尽早脱氧，是最佳去除脱氧产物的条件。 D 吹氩 工艺要求：工艺要求：吹氩钢液面裸露，在裸露面处加入合金。 存在问题：存在问题：渣面吹不开。 解决对策：解决对策：钢

7、包就要被吊到紧急处理站进行瞬间 大压力吹氩，吹开多孔， 如果还不行的话就要进行倒包处理。自由空间与下渣 工艺要求：工艺要求：应该保证合适的吹氩量，不要把钢渣溅出钢包。 下渣量不要超过钢包炉弃渣处理。 存在问题：存在问题：出钢量大，下渣多。 解决对策：解决对策：过多的钢液及渣倒入渣包中。 E 钢包到电极位置，开始处理渣。加入石灰和Al2O3,加热3min后，通过渣门观察渣。这一阶段的渣子应该是流动性好，取渣样凝固时呈灰白色，这很重要可确保最佳的冶金渣操作。渣子基本的功能是： 1）吸收脱氧产物及脱硫产物； 2）防止熔池的二次氧化； 3）防止熔池的热量损失； 4） 防止由于电弧辐射造成的耐材损失。

8、F 渣处理 工艺要求：工艺要求：加入石灰、Al2O3及铝粒后，渣应为液态并且在固态时呈灰白色。 存在问题：存在问题：不能把渣处理到合适的状态。 解决对策：解决对策：回炉处理。 渣色 工艺要求：工艺要求：固态时呈灰白色。 存在问题：存在问题：正常处理后渣发黑。 解决对策：解决对策：加铝粒脱氧直到渣呈灰白色。渣粘度 工艺要求：工艺要求：渣呈液态。 存在问题：存在问题：1）渣中含有不熔石灰；2）渣太稀 解决对策：解决对策：1）多加Alumet；2）多加石灰。 G 加热及处理渣后，测温，取第一样。 H 合金收得率 工艺要求：工艺要求：加入的合金按预定的合金收得率改变钢液成分。 存在问题：存在问题：钢液

9、成分与加入的合金数量不一致。 解决对策：解决对策：用铝粒脱氧以确保氧化元素（如Mn)的最佳收得率，熔池加热搅拌5min以确保出钢加入的合金溶解；如果没有出现预期的结果，必须加入新的合金。 保证钢质量 工艺要求：工艺要求：保证钢质量的所有元素应在规定的最大限内，铝随着精炼过程的进行而减少。 存在问题：存在问题：不能控制成分，保证预期的钢质量。 解决对策：解决对策：如果可能改钢种，否则如果Cu0.5%、Sn0.035%，进行回炉处理。 I 根据出钢加入的合金量及钢包炉第一样分析结果，确定加入的合金量以达到成品钢要求的成分。 成分调整从基本合金控制C、Si、Mn开始，控制微合金元素Nb、Ti、B及V

10、结束。 要求一定质量的钢基本合金还包括Cr和Ni。 需要铝处理的质量钢，工艺过程要喂铝以保证钢中的铝含量在最低限。 电极加热控制钢液温度，并在精炼过程中测温，加入合金要降低钢液温度。一般经验6档电压的升温速度为2 /min。 脱硫是钢包炉工艺的重要功能，脱硫的最佳条件是可进行渣处理及熔池温度高于1580 。 可生产含硫质量的钢，在钢包处理末期通过喂硫线控制钢中硫含量。 J 当钢成分合格，进行喂线夹杂物变性，提高钢液的可浇注性。之后吹氩5min。 K 喂CaSi(或硫线）后，测温，取样分析控制最终成分。 L 最后一次加料后，吹氩搅拌36min。太短不能均匀成分与温度。太长会产生熔池的二次氧化。

11、M 合金加入至喂合金加入至喂CaSi线的时间线的时间 工艺要求：工艺要求：最后的合金加入至喂线应吹氩搅拌5min。 存在问题：存在问题：如果吹氩搅拌不足5min，钢质量降级。 喂喂CaSi丝丝 工艺要求：工艺要求：喂丝量不少于20kg。 存在问题：存在问题：如果喂丝量不足，钢质量降级。喂喂CaSiCaSi丝后的吹氩时间丝后的吹氩时间 工艺要求：工艺要求：喂CaSi丝后吹氩时间不少于3min，方可吊往连铸。 存在问题：存在问题：如果吹氩时间不足，钢质量降级 。 浇注温度浇注温度 工艺要求：工艺要求：正常条件下，保护浇注温度为5 ，浇注工可根据条件改变。 浇注过程中的成分偏差浇注过程中的成分偏差

12、工艺要求：工艺要求：成分最大偏差满足以下要求：C 0.03%；Mn 0.12%，Si 0.1% CEQ 0.03%。 存在问题：存在问题：如果钢成分不在成分偏差的最大范围，钢质量降级。N 精炼结束后，钢包吊往连铸。 工艺过程中应注意工艺过程中应注意1 铝的氧化铝的氧化 如果铝迅速降低，表明氧化速率很高，要喂铝降低钢中的溶解氧到一定程度，这时钢液中的铝就稳定了。即使延长计划处理时间也要做这项工作，可以测定钢中的自由氧，但不是必须的步骤。2 钢包钢液温度的稳定钢包钢液温度的稳定 由于不熔材料或冷耐火材料导致熔池温度不稳定，即使延长计划处理时间也要继续加热及吹氩。3 特殊工艺特殊工艺 钢的纯净度取决

13、于脱氧产物及其它夹杂如何被渣吸收的，而可浇注性则取决于未被渣吸收夹杂的Ca处理变性。要获得高纯净度及良好的浇注性能，最佳条件是钢液在符合成分、流动性好并不打破渣层下，喂入合适的Ca-Si线吹氩搅拌。4 操作参数的记载操作参数的记载 加入的材料、通电时间、吹氩搅拌时间、成分分析、测量值都贮存在过程计算机并以钢包炉报表的形式打印。5 操作者资格操作者资格 操作者应在实践中培训直到很自信地操作计算机控制所有功能。 操作者应在钢包炉平台上培训，熟悉钢包处理以及钢包处理的工艺规程。操作者应该能生产规定的所有钢种。6 6 控制设备控制设备 测温枪、定氧仪、合金称量设备及喂线机被控制并按计划校准。 3 LF

14、工艺过程操作要点工艺过程操作要点w根据钢液中酸溶铝的要求及钢液中溶解氧控制加铝量的喂铝线操作；w考虑埋弧加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣操作；w考虑防止吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的最佳搅拌模型控制的吹氩搅拌处理；w考虑温度目标控制的电弧加热制度；w 考虑达到目标成分及最低成本的钢液成份微调。提高钢材质量，节能降耗提高钢材质量，节能降耗钢液温度钢液温度钢液成份钢液成份钢液纯洁度钢液纯洁度钢包蓄热散热渣表面散热 钢液成份微调精炼过程吹氩搅拌喂 线工 艺出钢及精炼的脱硫出钢及精炼氧的降低成渣热及渣钢反应热LF/VD系统工艺优化系统工艺优化出钢及精炼防止吸氮4钢液成分控制钢液成分控制钢液脱氧良好（溶解氧

15、最低）白渣精炼（渣中不稳定氧化物最低）前一次取样具有代表性（钢水成分的稳定性）准确的钢水重量（考虑加入合金对钢液量的影响）准确的合金成分（注意磷的含量）在线快速分析设施（要求分析响应时间小于3min）4.1窄成分控制前提窄成分控制前提5钢液温度控制钢液温度控制钢包的蓄热；渣散热；吹氩；合金补加；喂线；成渣及渣钢反应；脱硫加渣料。影响钢液温度的因素影响钢液温度的因素0100200300400500600700800900050100150200250300壁 厚 ( m m)温度( )内壁5 0 0内壁6 0 0内壁7 0 0内壁8 0 0内壁9 0 05.1.2 60t钢包包衬内温度分布钢包包

16、衬内温度分布1450147014901510153015501570159016101630051015202530354045505560时间（m i n ）温度（）包内壁温度9 0 0 包内壁温度8 0 0 包内壁温度7 0 0 包内壁温度6 0 0 包内壁温度5 0 0 5.1.3 预热温度对钢液温度的影响预热温度对钢液温度的影响5.2 渣表面散热渣表面散热50mm 渣层内温度与时间、渣厚的变化关系0.E+001.E+072.E+073.E+074.E+075.E+076.E+077.E+0751015202530354045505560时 间 （mi n )热 损 失 （J /min)

17、不同渣厚条件下，渣表面热损失随时间的变化（图中由上至下曲线分别是渣厚30mm， 40mm，50mm，100mm，150mm，200mm ）假定吹入钢液的氩气排出的温度与钢液温度相同, 则氩气吸热理论计算公式为： QC VTTArPArma4180() （1） 由此造成的钢液温降为： GCQTlAr （2） Tm：钢液温度，； Ta：氩气初始温度，; Cl：钢液的比热，J/kg； G：钢液重量，kg。 假定钢液温度为 1600, 氩气初始温度为 25, 吹氩量为 200NL/min, 代入式（1） 、 （2）计算可得： 对 40t 钢液引起的钢液温降为 0.0075/min； 对 60t 钢液引

18、起的钢液温降为 0.005/min; 对 80t 钢液引起的钢液温降为 0.0037/min。 由此可见，氩气吸热对钢液温降的影响完全可以忽略不计。 5.3 底吹氩对钢液温度的影响底吹氩对钢液温度的影响5.3.1 氩气升温带走的热量氩气升温带走的热量w 钢包包衬的蓄热钢包包衬的蓄热 吹氩搅拌加快了钢液向包壁的传热钢液损失于耐材中的热量与钢液和耐材的温度差成正比 ；5.3.2吹氩搅拌引起钢液温降分析吹氩搅拌引起钢液温降分析有吹氩搅拌与无吹氩搅拌钢包内温度分布钢液裸露面的散热钢液裸露面的散热 通过钢液裸露面的热损失和钢液通过热传导损失于包壁的热损失相当 。说明：1：钢水裸露面位置2：钢包中心3：钢

19、包半径1/24：包壁与渣面结合处 炉 号 1#温度 2#温度 3#温度 4#温度 7D2442 1567 1163 1052 1273 1574 1113 1022 1167 7D2447 1591 1067 1009 1324 1583 1065 1001 1260 合金加入到钢液中，升温、相变、溶解及与钢液中的元素反应可看成是合金中的每一个元素单质的变化 ，所以先求出每一个单质的物理热和化学热，然后按合金成份折合成合金的物理热和化学热。5.4 合金补加对钢液温度的影响合金补加对钢液温度的影响5.4.1 单单质质的的物物理理热热 单质由室温升至钢液温度的吸热。根据每种单质的比热、相变热、熔化

20、热用 mathematica 数学工具，参照文献有关数据计算了部分单质的物理热其计算结果见下表，表中 t 为钢液温度。 单质元素的物理热 单质元素 物 理 热（J/kg） C 0662108 . 2101 . 78 .1403.20.ttt Mn 5103 . 6836t Si 6104 . 26 .910t Cr 0462108 . 8104 . 24 .33415.ttt V 0462105 . 51063. 16 .40111.ttt Ti 5108 . 11 .653t t1537 052107 . 43 .729015.tt Fe t2%。Al：渣中配有一定的铝量，使渣中FeO含量降

21、低，可起到辅助脱氧的作用。一 些典型的脱氧渣有产热保温的作用，其铝量较高，脱氧效果明显。对于配 有炉外精炼设备的工艺来说，顶渣只起辅助脱氧的作用，Al量可相对低得 多。MgO：钢包渣线部位采用Mg-C砖砌筑，只有当炉衬耐火材料中的MgO与钢包 渣中的MgO达平衡时，炉衬才不会被侵蚀掉，所以从延长炉衬寿命角度， 渣料中应保证一定的MgO含量。a) 出钢至LF精炼过程溶解氧的变化 6.1.3溶解氧的变化及冶金效果的影响溶解氧的变化及冶金效果的影响b) LF精炼过程溶解氧的变化 VD前后钢液中的溶解氧没能变化c) 钢液中溶解氧与回磷率的关系 d) 钢液中溶解氧与全氧的关系 e) 搅拌对脱氧的影响6.

22、1.4LF操作对钢液中全氧的影响操作对钢液中全氧的影响22.121.811.490.460.5312.550.650.140.2112.240.481.750.5913.9420.8505101520SiO2TFeMnOCr2O3Al2O3渣中氧化物渣中氧化物成份（% ）入L F喂铝后出L Fa) LF精炼过程渣成分的变化b)LF精炼过程中酸溶铝的变化LF精炼过程中，钢液中酸溶铝的氧化主要有：渣中SiO2、MnO、FeO、Cr2O3以及大气的氧化。因而定义钢液中酸溶铝变化的k为： k=a*(%SiO2)+b*(%MnO)+c*(%Cr2O3+d*(%TFe)+e*N 式中a、b、c、d、e 分

23、别是渣中SiO2、MnO、FeO、Cr2O3以及大气的氧化引起钢中酸溶铝的氧化速度常数，10-6/min。 在一定渣系下，根据钢液中各成分的变化确定常数a、b、c、d、e，从而可求得LF精炼过程中酸溶铝的变化。在上图渣成分条件下求得LF精炼过程中酸溶铝的变化为： k=15.6t1+4.7t2+11.6t4必须保证一定的精炼时间来降低钢液中的总氧量必须保证一定的精炼时间来降低钢液中的总氧量c) LF精炼时间对钢液氧含量的关系钢液中总氧的去除速度为： 21.kOTkdtOdTtt 等式右边为总氧的去除速度； 等式右边第一项为总氧的去除速度项，即由于夹杂物上浮导致的总氧去除速度，1k为夹杂物上浮去除

24、的速率常数； 等式右边第二项2k为总氧的增加速度项,即由于二次氧化造成的钢水氧的增加速度，由钢液中酸溶铝Als的氧化速度3k确定，依据Als氧化生成 Al2O3，有如下关系式： 325448kk 式中为钢渣界面与钢液反应生成的夹杂物在钢液中残留比例 在0t时，0.OTOTt；则某时刻的总氧量为： tktkteOTekkOT11012.1 . LF 炉搅拌功率的选择 工 艺 过 程 目 的 搅拌功率选择(W/t) 加 热 升 温 100 加合金之后,测温取样前的混匀 150-200 脱硫及钢渣反应 150 脱氧及去夹杂物,弱搅拌 30-50 计算出氩气流量。 QPPTTMTtbstArstln1

25、 (18. 6 d) 吹氩搅拌对钢液氧含量的关系0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00SiO2CaOMgOAl2O3FeOMnOFeO+MnOT.O渣组分含量（% ）入 LF喂丝加料后出 LF未控制吹氩搅拌功率：未控制吹氩搅拌功率：中间包氧含量在48-62ppm之间或者更高。控制吹氩搅拌功率：控制吹氩搅拌功率：出LF时氧含量小于25ppm。e) 喂CaSi丝 降低钢中溶解氧及夹杂物变性。 有效防止水口结瘤：有效防止水口结瘤：根据钢中总氧量与钢液中的酸溶铝量进行物质衡算，计算假定钢液中所有的Al2O3夹杂全部转变成液态钙铝酸盐所需的总钙量。有文献推荐Ca/Al比大于

26、0.130.20%。对珠钢150tLF进行试验，喂丝前的钢水条件为： 喂丝前的钢水条件：喂丝前的钢水条件：S0.010%、ao5ppm。 喂丝速度：喂丝速度：150t钢包：45m/s；60t钢包：1.952.3m/s；喂后酸溶铝为0.0200.030%，钙0.00200.0035%，可避免水口结瘤和侵蚀塞棒。控制Ca/Al比，当0.07Ca/Al0.15时，生成CaO.2Al2O3占多数，大大改善水口流动。F) LF精炼结束时的弱搅拌 钢水弱搅拌净化处理技术是指通过弱的氩气搅拌促使夹杂物上浮，吹入的氩气泡可为10m或更小的不易排出的夹杂颗粒提供粘附的基体，使之粘附在气泡表面排入渣中。另外变性的

27、夹杂物也需要有一定的时间上浮。弱搅拌的功率一般为3050 W/min，弱搅拌的时间为35min。喂线后夹渣指数与软吹氩的关系 软吹时间对钢材中全氧的影响 6.2脱硫脱硫32332301lnSAlCaOOAlCaSaaaaaRTG3(CaO)+2Al+3S=3(CaS)+(Al2O3)(%SfaCaSCaS%SfaSS6.2.1脱硫的理论基础脱硫的理论基础)3(%)(%03/23/132RTGEXPafafaSSAlsOAlCaSCaO)3(.).(03/2RTGEXPfPSasAlCaOsatOAlaSaPS)(%.).(3/132satCaSSf)(%1要获得高的要获得高的(S)/S(S)/

28、S，AlAl含量要高，炉渣含量要高，炉渣(S.P.)(S.P.)值必须低。值必须低。在在6060CaOCaO1010SiOSiO2 23030AlAl2 2O O3 3处，炉渣的处，炉渣的(S.P.)(S.P.)值最低值最低 (0.1 (0.1左右左右) )。6.2.3LF操作对脱硫的影响操作对脱硫的影响a) 渣中不稳定氧化物对脱硫的影响 硫分配系数与(Feo+MnO)的关系 渣碱度和渣中不稳定氧化物对脱硫率的影响b) 初始硫含量对脱硫的影响c) 渣量对脱硫的影响 d) 渣流动性对脱硫率的影响e) 脱硫率与渣成分的关系 f) 冶炼时间对脱硫的影响 6.3控制吸氮控制吸氮6.3.1钢液吸氮的理论

29、基础钢液吸氮的理论基础A 钢钢液液吸吸氮氮热热力力学学 对于钢液吸氮反应 212NN 212NNNP/aK 2461188.TKlogN 1 对于纯铁，1Nf，则 2log21)246. 1188(log%NPTN 1600时，大气下纯铁的氮溶解度为 0.0400%。钢液中的含氮量通常均低于这一值，故钢液从大气中吸氮是一个自发过程，吸氮速度及吸氮量取决于动力学条件。 B 钢液吸氮动力学钢液吸氮动力学 钢液吸氮过程由下述三个步骤组成： (1) adgNN222 (2) gmadNN (3) NNgm 平衡时，gmgNN 22 式中表示气液相界面上可吸附氮的空位，下标 ad 表示吸附态，g 表示气

30、态，gm 表示气液相界面。 不同条件下由于aV情况不同，过程的限制性环节不同，影响钢液吸氮的主要因素有：钢液中的氮硫含量、原始氮含量、气相氮分压、温度等。 当钢液中氧硫含量低时，吸氮过程由步骤(3)控制，表现为一级反应，有 dapkk1 或 llkk 式中apk1一级反应的表观速度常数。 当钢液中氧硫含量高时，吸氮过程由步骤(1)控制，表现为二级反应，有 212)1 (soapkk 111)aKaK()(sadsoadoso SadSOadONadNNaKaKaK1 式中： apk2二级反应表观速度常数； 1k步骤(1)的速度常数； adNadSadOK,K,KO，S，N 的吸附常数，不同条件

31、下具有不同的值。 通常过程由步骤(3)及步骤(4)混合控制。O，S，N界面上吸附 O、S、N 分子的位置分率。 A 脱氧对钢液吸氮的影响 钢液经铝脱氧后，钢液平均溶解氧含量控制在2010-4%的水平，钢液吸氮情况如下左图所示。钢液在熔清保持过程中不用铝脱氧，钢液中的溶解氧在20010-4%30010-4%之间，钢液的吸氮情况如右图所示。脱氧钢液吸氮严重，在LF精炼过程中要避免钢液裸露与大气接触。01020304050607020406080100120140160180 (20MnSi，不 脱氧) (20MnSi，不 脱氧) (20MnSi，不 脱氧) (82B，不 脱氧)N/10-4%/mi

32、n0102030405060708020406080100120140160180 82B 35K 20MnSiN /10-4%/min 脱氧条件下钢液吸氮情况 不脱氧条件下钢液吸氮情况6.3.2工艺过程对钢液吸氮的影响工艺过程对钢液吸氮的影响30405060708090100出钢入L F喂铝出L F阶 段氮含量/ p p m7D26397D26557D26647D2681 出钢及LF过程钢液吸氮的吸氮 吸氮与钢中溶解氧的关系-1001020304050607080306090120150180210240 (20MnSi,S50ppm,脱氧) (20MnSi,S180ppm,脱氧)N/10-

33、4%/min30405060708090100LF1LF2LF3LF4LF5LF6精炼过程取样氮含量/ p p m33323312330833383361336233593360 B 硫含量对钢液吸氮的影响钢液充分脱氧(O77温 度 （）占比例（% ）计算计算LF炉平均温度精度炉平均温度精度6.31。吹氩搅拌模型是根据不同的搅拌功率确定吹氩量，从而达到良好的冶金效果，数学模型为： ArtbstArstVPPTTGTln16180 式中： ：搅拌功率， （W/t） ； stT：钢液温度，； ArT：吹入氩气温度，； G：钢液重量，t; bP：钢包底部钢液压力，Pa，计算式为： HgghPPsts

34、lslab 式中： aP：气氛压力，Pa； sl：渣密度，kg/m3； slh：渣厚，m； st：钢液密度，kg/m3； H：熔池深度，m tP：钢渣界面处压力，Pa; ghPPslslai ArV：吹氩量，NL3/min。 7.3 吹氩搅拌模型吹氩搅拌模型工 艺 过 程 目 的 搅拌功率选择(W/t) 加 热 升 温 100 加合金之后,测温取样前的混匀 150-200 脱硫及钢渣反应 150 脱氧及去夹杂物,弱搅拌 30-50 吹氩搅拌功率的选择吹氩搅拌功率的选择从钢液中氧的平衡出发，钢液中总氧的去除速度为： 21.kOTkdtOdTtt 等式右边第一项为总氧的去除速度项， 即由于夹杂物上

35、浮导致的总氧去除速度，1k为夹杂物上浮去除的速率常数； 等式右边第二项2k为总氧的增加速度项,即由于二次氧化造成的钢水氧的增加速度， 由钢液中酸溶铝Als的氧化速度确定。 7.4 LF-VD过程全氧预报模型过程全氧预报模型w最佳喂入速度最佳喂入速度喂线速度是喂线工艺中最关键的工艺参数。 喂线速度过快， 铝线损坏包底或尚未熔化便浮出钢液面； 喂丝速度过慢， 铝线克服不了钢液静压力，会发生铝线的弯曲，喂入深度过浅，使铝线与钢液接触的机会减少或进入渣中，降低铝的收得率。 研究表明：喂入线端部的最佳喂入深度在包底上方 100-200mm。屠宝洪等通过喂线水模型实验也得出了同样的结论。取距包底 150mm 为铝线的最佳熔化溶解位置。则最佳喂速为： tHv15.0 式中： v：最佳喂速，m/s H：熔池深度与导管出口距钢液面距离之和，m。 7.5 喂铝线模型喂铝线模型铝线的熔化溶解机理铝线的熔化溶解机理 研究表明： 铝线浸入钢液后在线表面上凝有一层钢壳，铝在钢壳内熔化，在此期间，钢壳阻碍了铝溶入钢液。然而，一旦端部的钢壳熔化，熔化了的铝即溶于钢液中。同时，迅速产生