LF精炼炉基本工艺.ppt

LFLF炉基本工艺炉基本工艺 LF LF钢包炉是钢包炉是7070年代初期在国内发展起来的精炼设备。年代初期在国内发展起来的精炼设备。由于它的设备简单、投资费用低、操作灵活和精炼效由于它的设备简单、投资费用低、操作灵活和精炼效果好果好,而成为冶金行业精炼设备的后起之秀，在日本及而成为冶金行业精炼设备的后起之秀，在日本及世界各地得到了广泛的应用与发展。世界各地得到了广泛的应用与发展。LF LF钢包炉既可以与电炉配合，以取代电炉的还原期，钢包炉既可以与电炉配合，以取代电炉的还原期，还可以与氧气转炉配合，生产各种优质钢种。此外，还可以与氧气转炉配合，生产各种优质钢种。此外，LFLF钢包炉还是连铸车间，特别是合金钢连铸生产线上钢包炉还是连铸车间，特别是合金钢连铸生产线上不可缺少的控制成分、温度及保存钢水的设备不可缺少的控制成分、温度及保存钢水的设备 因此，因此，LFLF炉的出现形成了炉的出现形成了LD-LF-RH-CCLD-LF-RH-CC或或EAC-LF-VD-CCEAC-LF-VD-CC新新的生产优质钢的联合生产线。的生产优质钢的联合生产线。5.1 LF钢包炉精炼工艺的基本特点：钢包炉精炼工艺的基本特点：LFLF炉精炼钢水的基本原理如图所示，炉精炼钢水的基本原理如图所示，LFLF炉主要由装有炉主要由装有底吹氩搅拌装置的钢包、水冷炉盖、电极加热系统、底吹氩搅拌装置的钢包、水冷炉盖、电极加热系统、合金加料系统及除尘等装置组成。在保持钢包内还原合金加料系统及除尘等装置组成。在保持钢包内还原性气氛条件下，用电弧加热高碱度炉渣，边造渣边完性气氛条件下，用电弧加热高碱度炉渣，边造渣边完成脱氧、脱硫等一系列炉渣精炼，该工艺不仅能精确成脱氧、脱硫等一系列炉渣精炼，该工艺不仅能精确地控制化学成分和温度，而且通过合成渣精炼具有脱地控制化学成分和温度，而且通过合成渣精炼具有脱硫、脱氧及夹杂物变性等功能。硫、脱氧及夹杂物变性等功能。LFLF炉配以真空系统时，炉配以真空系统时，还具有较好的去氢作用。另外，通过采用埋弧造渣加还具有较好的去氢作用。另外，通过采用埋弧造渣加热的方法，在提供最佳热效率的基础上，有效地阻止热的方法，在提供最佳热效率的基础上，有效地阻止了电极弧光对钢包壁的强辐射，对钢包渣线部分耐材了电极弧光对钢包壁的强辐射，对钢包渣线部分耐材起到很大的保护作用起到很大的保护作用,从而提高了从而提高了LFLF钢包的使用寿命。钢包的使用寿命。5.2 四个独特的精炼特点：四个独特的精炼特点：炉内还原性气氛炉内还原性气氛炉内还原性气氛炉内还原性气氛 LF LF炉本身一般不具备真空系统，通常在大气压下进行炉本身一般不具备真空系统，通常在大气压下进行精炼，主要靠钢包包沿与水冷炉盖间的密封气幕起到精炼，主要靠钢包包沿与水冷炉盖间的密封气幕起到隔离空气的密封作用。再加上在造还原渣过程中，渣隔离空气的密封作用。再加上在造还原渣过程中，渣料中的料中的C C及加热时的石墨电极与炉渣中的及加热时的石墨电极与炉渣中的FeOFeO、MnOMnO、Cr2O3Cr2O3等氧化物作用生成等氧化物作用生成COCO气体，增加了炉气的还原气体，增加了炉气的还原性性,并保待炉内微正压并保待炉内微正压,使使LFLF炉内气氛中的氧含量减为炉内气氛中的氧含量减为0.50.5左右，阻止了外界及炉气中的氧向钢液传递，保左右，阻止了外界及炉气中的氧向钢液传递，保证了精炼时炉内的还原性气氛。钢液在还原条件下精证了精炼时炉内的还原性气氛。钢液在还原条件下精炼炼,可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利于钢液质量的提高。于钢液质量的提高。氩气搅拌氩气搅拌氩气搅拌氩气搅拌 良好的氩气搅拌是良好的氩气搅拌是LFLF炉精炼的又一特点。氩气搅拌炉精炼的又一特点。氩气搅拌有利于钢有利于钢-渣间的化学反应，它可以加速钢渣间的化学反应，它可以加速钢-渣之间的渣之间的物质传递，有利于钢液的脱氧、脱硫反应的进行。吹物质传递，有利于钢液的脱氧、脱硫反应的进行。吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3Al2O3类型类型的夹杂物上浮去除更为有利。值得提出的是的夹杂物上浮去除更为有利。值得提出的是LFLF炉的吹炉的吹氩搅拌是在排除了大气密封还原气氛下进行的，因此氩搅拌是在排除了大气密封还原气氛下进行的，因此可以适当加大吹氩流量，通常吹氩搅拌处理可以适当加大吹氩流量，通常吹氩搅拌处理15min15min后，后，可使钢中大于可使钢中大于20m20m的的Al2O3Al2O3夹杂基本全部去除，残留夹杂基本全部去除，残留钢中的只是小颗粒的钢中的只是小颗粒的Al2O3Al2O3夹杂。夹杂。吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与成吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与成分均匀，能快速精确地调整复杂的化学组成，而这对分均匀，能快速精确地调整复杂的化学组成，而这对优质钢来说又是必不可少的要求。优质钢来说又是必不可少的要求。电极埋弧加热电极埋弧加热电极埋弧加热电极埋弧加热 LF LF精炼炉采用三根石墨电极进行加热，加热时电弧插入渣层精炼炉采用三根石墨电极进行加热，加热时电弧插入渣层中采用埋弧加热，这种方法的辐射热小，对炉衬有很大的保护作中采用埋弧加热，这种方法的辐射热小，对炉衬有很大的保护作用，与此同时加热的热效率较高，热利用率好，通常升温幅度能用，与此同时加热的热效率较高，热利用率好，通常升温幅度能达到达到3 35 5minmin，可以大大降低初炼炉的出钢温度，同时考虑到，可以大大降低初炼炉的出钢温度，同时考虑到LFLF炉进行的是电极物理升温，避免了如炉进行的是电极物理升温，避免了如RH-OBRH-OB升温所产生大量升温所产生大量Al2O3Al2O3夹杂对钢内在质量的影响。夹杂对钢内在质量的影响。C C与渣中氧化物主要发生如下反应：与渣中氧化物主要发生如下反应：C+FeOFe+CO C+FeOFe+CO C+MnOMn+CO C+MnOMn+CO 其结果不仅使渣中不稳定的氧化物减少，提高了炉渣的还原性，其结果不仅使渣中不稳定的氧化物减少，提高了炉渣的还原性，而且还可提高合金元素的收得率，合金元素的收得率都较电炉单而且还可提高合金元素的收得率，合金元素的收得率都较电炉单独冶炼有了较大程度的提高。碳与氧化物作用的另一结果是生成独冶炼有了较大程度的提高。碳与氧化物作用的另一结果是生成COCO气体，气体，COCO的生成使的生成使LFLF炉内气氛具有还原性，钢液在还原性气炉内气氛具有还原性，钢液在还原性气氛下精炼，可进一步提高质量。氛下精炼，可进一步提高质量。白渣精炼白渣精炼白渣精炼白渣精炼 LF炉是利用白渣进行精炼的，它不同于主要靠真空脱气的其它精炼方法。白渣在LF炉内具有很强的还原性，这是LF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌互相作用的结果。通过白渣的精炼作用可以降低钢中氧、硫及夹杂物的含量。LF炉各炉各精炼精炼功能功能的相的相互关互关系系2 惰性气体搅拌能均匀钢液成分及温度加速冶金反应1 炉内还原气氛：O20，H2O0可预防钢液吸H及N加热时电极中的C使渣中氧化物FeO、MnO等还原：C+FeOFe+COC+MnOMn+CO3 埋弧加热 高热效率 耐火材料较低烧损 钢液较少吸氮及增碳4 碱性还原渣可有效地脱氧及脱硫精确地控制化学成分，提高金属收得率保持还原渣的流动性 5.3 LF 5.3 LF钢包炉精炼的基本工艺过程：钢包炉精炼的基本工艺过程：钢包炉精炼的基本工艺过程：钢包炉精炼的基本工艺过程：根据钢种、脱氧方法及初炼炉类型的不同，根据钢种、脱氧方法及初炼炉类型的不同，可采用不同的可采用不同的LFLF炉操作工艺，几种典型的炉操作工艺，几种典型的LFLF炉炉操作程序如操作程序如(图图2-1-3)2-1-3)所示。所示。LFLF基本工艺为：将基本工艺为：将转炉或电炉氧化末期的钢水，经过扒渣，去除转炉或电炉氧化末期的钢水，经过扒渣，去除50509090的氧化性渣，并在的氧化性渣，并在LFLF炉加入合成渣料炉加入合成渣料及脱氧剂，在还原性气氛下，通过电极埋弧造及脱氧剂，在还原性气氛下，通过电极埋弧造渣，完成钢液的脱硫、脱氧、合金化、温度及渣，完成钢液的脱硫、脱氧、合金化、温度及夹杂物的控制。夹杂物的控制。5.4 LF钢包炉的温度管理及温度制度钢包炉的温度管理及温度制度 1）LF 炉温度管理 2）LF钢包炉温度制度 3）液相线温度计算 5.5 LF合金化与成分调整合金化与成分调整 1）铁合金质量管理 2）铁合金的温度效应 3）铁合金收得率及加入量 4)合金加入时机 5.6 LF钢包炉合成渣应用及造渣制度钢包炉合成渣应用及造渣制度 1）合成渣的作用机理及应用 2）精炼渣组份与性能的关系 3）精炼及造渣工艺 5.7 LF炉埋弧精炼技术炉埋弧精炼技术 5.8 LF钢包炉供配电制度钢包炉供配电制度 5.9 LF钢包炉的脱硫工艺钢包炉的脱硫工艺 1）渣指数与硫分配比的关系 2）LF炉合成渣脱硫技术 3）LF炉合成渣脱硫技术 5.10 LF钢包炉防止增氮技术钢包炉防止增氮技术 5.11 LF钢包炉的吹氩工艺钢包炉的吹氩工艺 5.12 低夹杂物在低夹杂物在LF钢包炉的精炼技术钢包炉的精炼技术 1 1）夹杂物变形处理用酸性合成渣技术夹杂物变形处理用酸性合成渣技术 2 2）喂喂Ca-SiCa-Si丝夹杂物形态的控制丝夹杂物形态的控制 3 3）白渣精炼白渣精炼