LF精炼工艺.ppt

1、LF精炼技术与技术，刘建华(010 ) 62332358京牌科技高等院校冶金和生态工程学学院冶金研究中心金属学会炼钢分会炉外精炼学术委员会，1炉外精炼的发生，半个世纪以来发展迅速的铁元素钢冶金，可提高关键技术生产率，降低生产成本，包括电炉还原期、缓冲、温度调节(清洁级、 提高钢质量以替代c，n )的钢种有害元素体和去除瓦斯气体、s、o、n、h、c等成分调节夹杂物的去除和控制满足了不同钢种的特殊要求，扩大了品种(转炉)。 1炉外精炼的发生，1.1炉外精炼的发展过程20世纪3040年代，合成渣洗，真空压铸件1933年，法兰西(R.Perrin )应用高盐基度合成渣对钢水进

2、行了“渣洗脱硫”现代炉外精炼技术的萌芽的50年代，大功率蒸汽射流泵技术的闪耀发明了气囊上升脱气法(DH )和循环脱气法(RH) 1935年H.Schenck，确定了大型钢锻造品中的白点缺陷是由氢引起的氢脆性。 1950年，德意志的Bochumer Verein真空锭。 1953年以来，在美国10万千瓦以上的发电站发现了电动机轴和叶片损坏的事故。 1954年，钢包被真空脱气了。 1956年，真空循环脱气(DH，RH )。 1炉外精炼的发生，6070年代，对高品质钢种的要求，60、70年代提出了各种精炼方法的发明繁荣时期和来自六十年代的纯钢生产概念， 与连续浇铸生产技术的稳定和扩大连续浇铸品种的强

3、烈要求密切相关，炉外精炼在产生了真空和非真空两种不同功能的系统技术的云同步，铁水预处理技术也迅速发展，与钢水精炼技术前后呼应，形成了经济分工、系统的炉外处理技术体系，几乎完成了铁元素钢生产过程的优化重组， 1炉外精炼的发生时期基本确立了各种炉外精炼技术的基础氩喷涂技术的地位和作用： VODVAD、ASEASKF、rhab、LF、喷涂冶金技术(SL、TN、KTS、KIP )、合金包芯线技术、推一推盖和浸渍罩的氩喷涂技术(8090年代，连续浇铸的发展，对连续浇铸产品质量的要求和炼钢炉和连续浇铸的联系RHKTB，RHMFP，rhb； RHIJ (真空深脱磷)、RHPB、WPB (真空深脱硫)、VKI

4、P、SRP脱磷21世纪，生产更高的节奏和超钢。1炉外精炼的发生1.2中国90年代的4个突出炉外处理技术成果(1)钢水抽空处理综合精炼技术的开发和应用(2)镁质铁水脱硫技术和转炉铁水预处理技术的开发和应用(3)中小铁水包钢水精炼技术的开发和生产应用的发展(4) 以铁水包镁、钙元素、锆系材料和流场优化为中心的铁水包冶金技术开发应用(5)将钢包精炼吹氩、给丝等基本技术结合起来，将1炉外精炼的发生、1.3近年来炉外处理技术的重点发展方向(1) 以转炉为主要手段的全量铁水预处理不仅大大提高了铁水预处理的生产效率，为目前冶金设备的功能优化重组开辟了新的方向(2)中间包冶金和钢水凝固过程的精炼技术逐渐对优化

5、最终钢铁产品的质量显示了重要意义(3) 电磁冶金技术对炉外处理技术的发展起着积极的推动作用(4)铁元素钢生产固体原料的预处理技术研究，1炉外精炼的发生(5)中国中小钢厂的炉外处理技术有重大的突破(6)联合发展辅助技术对冶炼炉、炼炉的正确终点控制技术和工程联络技术的智能化，1炉外精炼的发生， 1.4炉外精炼的内容包括脱氧、脱硫、脱h、脱n脱气、去除夹杂物、夹杂物改性调整钢水成分和温度、1炉外精炼的发生、1.5炉外精炼作用和地位(1)提高冶金产品品质、扩大铁元素钢生产品种不可或缺的手段(2)优化冶金生产工艺，进一步提高生产效率，节能消耗降低生产成本的有势力手段是炼钢连续浇铸铸坯的传热装置和直接轧制

6、保证高温接续优化的必要工艺手段，在重组的铁元素钢生产工艺中是独立的，不能替代的生产工艺，1炉外精炼的发生，2炉外精炼的手段， 熔渣清洗是最简单的精炼手段真空现在应用的高品质钢的精炼手段搅拌的最基本的精炼手段喷射将反应剂直接加入熔液中的手段的温度调节加热是调节温度的一般手段。 2.1按照合成渣清洗要求，将各种渣材料配置在满足某种冶金功能的合成渣中，用专门的熔炉进行熔炼，出钢时将钢水和渣混合，使实现脱硫和除氧功能的渣和钢与一盏茶接触，通过渣-钢之间的反应，使钢中的硫和氧(夹杂物)产生效果2炉外精炼的方法，2.2抽空处理脱气的主要方法提高真空度可以降低钢中的c、h、o，2炉外精炼的方法新研制出脱硫功

7、能： KTB的代表性装置： RH、VD、VOD。 2炉外精炼的手段，2.3搅拌目的：加速反应的均匀成分，温度手段：电磁搅拌吹风搅拌，2炉外精炼的手段，2.4吹风技术吹风脱碳、脱硫、脱氧、合金化、夹杂物形态的控制喷涂VOD混合瓦斯气体喷涂AOD粉气流的TN固体进入丝中。 2炉外精炼的手段，2.5升温工艺提高生产率的必要性保证连续浇铸顺利进行的加热方法：电热：电弧加热、感应加热、等离子加热等化学热升温装置： LF加热CAS化学加热OB，2炉外精炼的手段，2.6主要精炼工艺LF(Ladle Furnace process )； 原始建筑物化处理(aod )虚拟建筑物化处理(VOD ) RH (原始建

8、筑物化处理) cas-ob (compositionandationsbysealedargon-oxygenblowiningprocess )送丝(Insert thread )钢包喷氩搅拌(Ladle argon stirring )推、2炉外精炼的手段、LF精炼在大气压强(Ar气氛)下进行电弧加热，日本大同特钢公司于1971年采用基于ASEASKF精炼技术开发的钢包底喷涂氩瓦斯气体的方法，给予钢水搅拌动能，与电磁搅拌同样具有脱硫、脱氧效果， 用有利于钢中夹杂物上浮的强还原性炉渣进行脱硫、脱氧，并在夹杂物控制和电弧加热熔融的铁元素合金、调整成分、温度等主要冶金功能的钢包精炼时进行电弧加热

9、，不仅能调整钢水温度，还能加入大量合金。 3 LF精炼、电炉LF连铸钢方式大幅提高电炉的生产率，通过采用最终形连续浇铸，在高效短流程生产普通钢的电炉炼钢法也大大发展的转炉车间，采用LF精炼，生产特种钢(合金钢材)，可以确定由“粗炼炉外精炼”组成的多品种、高品质钢的大生产体制。 3 LF精炼、3.1功能和优点最常用的精炼方法是代替电炉还原期解决转炉熔化期的优钢问题，加热和搅拌功能的脱氧、脱硫、合金化、3 LF精炼、LF炉精炼原理1-电极； 2-合金料斗； 3-透气砖4-滑动喷嘴、1-电极2-合金料斗； 3-透气砖4-滑动喷嘴，精炼功能强，具备适合生产超低硫、超低氧钢的电弧加热功能，热效率高，升温

10、幅度大，温度控制精度高，具备温度控制精度达到5K的搅拌和合金化功能，容易实现狭小成分的控制，提高产品稳定性的矿渣钢精、3.1功能和优点、3.1功能和优点、3.1功能和优点、3.2 LF炉生产工艺、转炉、电炉EBT出钢、出钢工艺、合金化、熔渣化材料(石灰、夜明珠等2% )、底吹氩、通电升温、熔渣化、10分钟采样分析、熔渣一般3050分钟，电功耗5080kwh/t现代转炉，电炉与连续浇铸的羁绊。 3.2 LF炉的生产工艺，(1)加热和温度控制LF炉采用电弧加热，加热效率一般为60，高于电炉的升温效率。 吨钢水平均升温1电功耗为0.50.8kWh。 升温速度取决于供电比电力(kVA/t )，供电比电

11、力的大小取决于钢包耐材的熔损指数。 通常LF炉的供电比电力为150200kVA/t，升温速度达到35/min，采用埋弧发泡技术可以提高加热效率1015。 用计算机动态控制终点温度，可以保证控制精度5。 3.3 LF精炼的主要技术内容，(2)白渣精炼技术利用白渣进行精炼，实现脱硫、脱氧、超低硫和低氧钢的生产。 熔渣精炼是LF炉工艺操作的核心：提出熔渣，熔渣量为5kg/t，抑制熔渣的改性，抑制R2.5，熔渣中的w(tfefmno )为3.0，抑制熔渣精炼，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系熔渣，抑制R4 将1.0的炉内气氛抑制在弱氧化性，避免炉渣再氧化，不露出钢水水平，保证熔池内的高传递速度。

12、3.3 LF精炼的主要技术内容、3.3 LF炉精炼的主要技术内容、(3)合金的微调以狭窄的成分用上线了建立迅速的分析设施，在相应的时间3min正确估算钢水重量和合金的收率钢水脱氧良好，实现了白渣精炼计算机用上线了正确计算各种合金的添加量，保证钢水成分的精准性和稳定性3.3 LF炉精炼的主要技术内容，(4)吹氩技术是钢包进入LF站后，进行吹氩操作，并且在熔化期过程中，创造了不同的氩瓦斯气体产水量，特别是在熔化期中期，深脱硫的动力学条件，防止钢水增加碳和吸氮，特别是在生产中特罗尔氩瓦斯气体产水量3.3 LF炉精炼的主要工艺内容是在进行深脱硫时，随着钢中硫含量的降低，反应速度也降低，此时需要延长处理

13、时间，必须根据生产节律和深脱硫的程度控制LF的处理时间。在实际生产中控制LF炉的处理时间为4050分钟，钢中的微量元素体(铌、钒、钛等)在精炼后期添加，保证一盏茶的弱搅拌时间。 目的优化流变性、发泡埋弧作用、具有脱硫和夹杂物吸收能力的工厂LF精炼目标渣系、3.4 LF炉精炼渣技术和理论、铁水包渣的作用：维持熔池的保温绝热，维持钢水温度从钢中去除夹杂物保护钢水免受氧化，抑制钢水化学成分去除有害夹杂硫， 改善钢的性质，使电弧和埋弧加热稳定，保护耐火原料免受烧蚀，将耐火原料的侵蚀控制在最小限度。 3.4 LF炉精炼渣技术和理论、精炼渣的设计必须考虑上述要求，精炼渣的类型与生产的钢种、进料的钢水成分、

14、原料、各炼钢厂的实际需要等有关。 例如，某制铁元素所的转炉生产工艺，要求高效生产，钢包炉只能起到温控、缓冲的作用，精炼渣的埋弧焊特别重要。 在别的钢厂炉中炼钢种时，特别要求脱硫，炼渣除了具备通常的功能外，还需要良好的脱硫能力。3.4 LF炉精炼渣技术和理论、3.4.1精炼渣的物理化学性能1 .盐基度二盐基度光学盐基度、3.4 LF炉精炼渣技术和理论、2 .氧化性全铁元素法全氧法MnO、3.4 LF炉精炼渣技术和理论、3硫容量I定义硫容量由渣瓦斯气体平衡定义的式中Cs :硫容量； (%S )熔渣中硫的质量百分率，%；炉渣瓦斯气体间平衡时气相中的氧分压和硫分压。 Cs是钢渣和钢的平衡的硫容量，由炉

15、渣成分和温度决定，表现出炉渣吸收硫的能力，3.4 LF炉精炼炉渣技术和理论，1627点Cao SiO2al2o3MgO (5% )炉渣系的等硫容量曲线，3.4 LF炉精炼炉渣技术和理论，然后运用和计算方便3.4 LF炉精炼炉渣制造技术和理论，硫容量未显示炉渣从钢水中脱硫的量。 钢中硫的除去，是钢同熔渣的混合程度熔渣量温度钢中含氧熔渣氧化程度熔渣的黏性系数、3.4 LF炉精炼熔渣技术和理论、II .硫容量和熔渣的光学盐基度()的关系Sosinsky D J等由CaO、SiO2、Al2O3和MgO等构成的二元、三元， 总结了四元炉渣系的多种试验数据，在1400一1700的条件下得到了炉渣的硫容量与

16、炉渣光学盐基度的关系，3.4 LF炉精炼炉渣技术与理论，.硫分配比与硫容量的关系，3.4 LF炉精炼炉渣技术与理论，一般除了钢中的碳、硅元素含量高以外， 钢中的硫活性系数接近，as硫容量增加n倍和氧活性降低1/n等价于可以用wS代替。 3.4 LF炉精炼渣制造技术和理论，LF炉精炼的主要技术内容是合理确定炼钢炉渣系，在有合适硫容量的工厂实际生渣精炼后的硫分配比为200350，理论计算中钢水残馀平衡硫含量低于0.001%，渣量也符合渣量为金属量28的LF用渣的原则4 MI指数炉渣指数(=CaO/SiO2:Al2O3比)反映了保证精炼炉渣的一定盐基度，使炉渣具有适当的流变性。 研究表明，当熔渣指数

17、为0.20.4时，硫的分配比超过80，对于3.4 LF炉精炼熔渣技术和理论、5黏性系数、表面张力、熔点、3.4 LF炉精炼熔渣技术和理论、6泡沫化性能，多数指数为熔渣的发泡效果： (1)相对发泡高度3360=(HN-HN ) hn渣发泡最大高度/m。 (2)起泡率：=hn/h0 (3)起泡持续时间： t (min) (4)起泡指数(或p )、3.4 LF炉精炼炉渣制造技术和理论、3.4.2脱硫工艺和理论利用白渣进行精炼，实现脱硫、脱氧、超低硫和低氧钢的生产。熔渣精炼是LF炉工艺操作的核心出钢熔渣，抑制熔渣量5kg/t钢包熔渣的改性，抑制R2.5，抑制熔渣中w(TFe MnO)3.0的熔渣精炼，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系熔渣，抑制R4，熔渣中w 3.4 LF炉精炼渣技术和理论，1精炼渣脱硫反应历程脱硫反应： S (CaO)=(CaS) O，3.4 LF炉精炼渣技术和理论，2渣各成分对脱硫的影响.盐基度对精炼渣脱硫性能的影响精炼渣碱度