LF精炼脱硫工艺.ppt

LF炉精炼渣脱硫工艺及理论精炼造渣主要包括合理控制渣量，炉渣氧化性和炉渣碱度3个方面，实际生产中受钢包净空(钢包净空300mm)限制，实际渣量控制在500kg左右，而碱度通过采用高活性小颗粒石灰基本都能保证在3—4左右。
转炉炉渣FeO含量一般在15—20%左右，因此转炉炉渣脱硫能力较差，为提高LF炉脱硫能力，必须将炉渣中氧含量降低，实践证明当炉渣中FeO含量低于2.5%后，炉渣的脱硫能力逐步提高，特别是当FeO含量低于1%后，炉渣脱硫能力显著提高。精炼渣渣系介绍：
1、CaO-CaF2渣系
CaO-CaF2渣系具有很强的脱硫、脱氧能力。据文献报道，该渣系在1500℃下的硫容高达0.03，被认为是脱硫能力最强的渣系。2、CaO-Al2O3渣系
CaO-Al2O3渣系也具有较强的脱硫能力，该渣系也被用来生产超低硫钢。
E.T.Turkdogan等人对熔融氧化物的硫容进行了研究，他们认为铝酸盐与硅酸盐相比脱硫速度和硫容更大，但该渣系的炉渣流动性稍差。
3、CaO-Al2O3-CaF2渣系
国内部分钢厂和国外很多钢厂都在CaO-Al2O3渣系的基础上加入适量的CaF2形成CaO-Al2O3-CaF2渣系，但在实际生产过程中，由于炉衬受到侵蚀等原因会带入一定的MgO，作为脱氧产物和精炼渣原料中都会带入部分SiO2，因而实际渣系为CaO-Al2O3-CaF2-MgO-SiO2五元渣系。钢水脱硫的原因：
硫在通常情况下是有害元素。钢材热压力加工时(1150-1200℃)产的硫化合物---FeS-Fe共晶体已经熔化,导致钢材晶间开裂,即产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，它不但导致焊缝产生热裂,而且在焊接过程中容易后成SO2气体,使焊缝产生气孔和疏松。它还降低钢材耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。但是它也有好的一面，在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 钢中硫的去除同以下因素有关：
钢同渣的混合程度
渣量
温度
钢中氧含量
炉渣氧化程度
炉渣的粘度脱硫四要素（三高一低）：脱硫工艺及理论
利用白渣进行精炼，实现脱硫、脱氧、生产超低硫和低氧钢。白渣精炼是LF炉工艺操作的核心
出钢挡渣，控制下渣量5kg/t
钢包渣改质，控制R2.5
白渣精炼，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣
控制炉内气氛为弱氧化性，避免炉渣再氧化
适当搅拌，避免钢液面裸露，并保证熔池内具有较高的传质速度。1、精炼渣脱硫机理
脱硫反应：
[S]+(CaO)=(CaS)+[O]

2、碱度对精炼渣脱硫性能的影响
精炼渣碱度对精炼过程的脱硫、脱氧均有较大的影响。
碱度提高可使钢中平衡氧降低，而且可提高硫在渣钢间的分配比。
在各脱硫渣系中，对脱硫起主要作用的组元是CaO，其含量的高低将直接影响脱硫效果的好坏。
随着CaO的提高，[S]降低，但当(CaO)>60%以后，CaO含量提高使脱硫效果降低。
由于CaO含量过高后，渣中会有固相质点析出，使熔渣出现非均相，炉渣粘度上升，流动性变差，从而影响了脱硫的动力学条件。研究发现：
随着炉渣碱度提高，硫的分配比增大，有利于脱硫进行；
当碱度大于2.3以后硫的分配比可以超过100；
当炉渣碱度大于4.0以后，炉渣熔化困难；
该研究提出适合精炼的炉渣碱度在2.3-3.5之间。3、CaF2对脱硫的作用
CaF2本身不具备脱硫作用；
主要作用是降低脱硫渣的熔点，改善脱硫渣的流动性；
CaF2与CaO等形成一系列低熔点共晶物来助熔化渣。 随着脱硫反应的进行，渣-钢界面将有CaS固相形成，而CaS固相的存在，阻止了脱硫反应的继续进行，而且使液相量减少。
渣中加入CaF2，有利于固相的破坏，使液相量增加，改善了脱硫条件。
但当渣中CaF2含量达到足以阻止CaS固体形成时，继续增加CaF2，会造成渣中CaO被稀释，使有效CaO浓度降低，不利于脱硫。 CaF2含量高，渣中自由O2-离子增多；
按照反应[S]+（O2-）=（S2-）+[O]，如果熔渣中有足够的O2-，反应将向右进行，有利于脱硫；
CaF2能显著降低CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系的熔点，提高其流动性。保证了脱硫的动力学条件。 CaF2与CaO等形成一系列低熔点共晶物来助熔化渣，但在电弧温度下，将有下述反应发生。

产生的SiF4为气体，并随炉气散失。4、Al2O3在精炼渣中的作用
根据CaO-SiO2-Al2O3三元相图，随着渣中Al2O3含量在一定范围内的提高，渣的熔化温度降低。
提高渣中的Al2O3含量，能够促进化渣，进行快速