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LF钢包炉工艺.doc

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LF钢包炉工艺 碳钢炼钢工艺流程优化项目部 陈开锋2007年3月 炉外精炼培训 概述 LF是英文LadleFurnace的简写，是1971 年日本特殊钢公司（大同钢特殊钢公司） 开发的钢包炉精炼法。 LF 电弧加热 吹氩搅拌 合金化和成分调整 喂线和夹杂物变性处 理 造渣：脱硫、脱氧、 吸收夹杂物 、LF LF炉的加热原理:通过变压器、二次短网， 电极横臂将电流输送到电极；电极与钢 水之间产生电弧，将电能转化成热能送 到钢水，从而达到加热升温的目的。 进入熔池中的电弧热量进入熔池中的电弧热量 钢包状态钢包状态 渣层厚度渣层厚度 吹氩搅拌吹氩搅拌 11、钢包状态钢包状态 钢包状态一般指钢包预热温度，由于钢 包包壁的吸热，加热过程中，钢液的升 温速率不是恒定的，开始时由于钢包包 壁吸热快，钢液升温速率比较小。 2、渣层厚度 渣越薄，表面散热量越大，渣厚小于 50mm时，渣厚对渣表面散热量影响较 大；渣厚大于50mm时，不同渣层厚度 对渣表面的热损失基本相同。如下图 不同渣厚时，渣表面热损失随时间的变化 3、吹氩搅拌 对60t钢水而言氩气升温造成引起的钢 水温降为0.005℃/min，这不是引起钢水 温降的真正原因。 吹氩引起钢液温降的主要原因为：吹氩 搅拌消除了包内钢液的温度分层，增加 了钢液向包壁的热传导能力；吹氩搅拌 时钢液面裸露，散热增加。 加热时功率选择 一般在精炼初期采用短电弧，大功率， 以快速熔化渣料；在渣料熔化后，适当 拉长电弧，增大输入功率，快速升温； 在精炼后期，根据钢种要求选择适当的 电弧长度和合适的输入功率，将钢水温 度控制在较窄的范围内，以满足连铸对 钢水温度的要求。 LF （1）优化供电制度，提高电效率和电 弧的传热效率 （2）加强钢包烘烤和实施钢包周转的 优化 二、LF精炼过程的吹氩搅拌 在精炼过程中，通过吹氩均匀钢水成分 和温度，加快夹杂物的上浮，促进钢渣 间界面反应。 1、吹氩功率的选择 不同的操作工艺需要选择不同的吹氩功 率，参考下表: 工艺过程目的搅拌功率（W/t） 加热升温 100 成分调整150～200 脱硫及钢渣反应 150 脱氧及去夹杂30～50 2、吹氩注意的问题 1.过强的搅拌 2.若搅拌 三、非金属变性处理 非金属夹杂的变性处理就是向钢液喷入 某些固体熔剂，即变性剂，改变存在于 钢液中的非金属夹杂物的性质，达到消 除或减小它们对钢性质的不利影响，以 及改善钢液的可浇注性，保证连铸工艺 操作顺利进行。 钙的变性作用 问题:铝脱氧的钢中存在的氧化铝夹杂物多数熔 点很高，在连铸温度下呈固态，很容易在中间 包水口处聚积引起堵塞。而在钢中的A12O3在 轧制过程会被破碎，延轧制方向连续分布，造 成严重的缺陷。 解决办法:如果控制铝脱氧产物在炼钢连铸温度 下呈液态，可以大量上浮，不仅可以消除水口 堵塞保证连铸顺利进行，而且有利于改善钢的 质量。 从CaO-Al2O3二元相图(见下图)可以看 出，在可能形成的5种钙铝化合物中 12CaO·7Al2O3(C12A7)的熔点最低 1415℃，而且密度也小2.83g/cm3， 在连铸中间包中易于排除。 CaO-Al2O3相图 钙变性处理过程 正是基于此原因，对Al2O3夹杂采取钙变 性处理方式。 [Ca]十[O]=(CaO)，加入的钙很容易形成 CaO.2Al2O3型夹杂物，随着CaO不断增 加而改变为CaO.Al2O3，最后形成富CaO 的低熔点的铝酸钙夹杂物。 、 LF炉能够创造良好的还原气氛和优越的 冶金热力学、动力学条件，充分保证了 脱硫、脱氧和夹杂物的去出。 （1）还原气氛 LF炉本身不具备真空系统，但由于钢包与炉盖密封， 隔离空气，加热时石墨电极与渣中FeO、MnO、Cr 2 O 3 等 反应生成CO气体，使LF炉内气氛中氧含量减少。 精炼过程通过扩散脱氧和沉淀脱氧造成钢液的还原条 件，可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂。 （2）氩气搅拌 氩气搅拌加速钢—渣之间物质传递，有利于钢液脱 氧、脱硫反应。 吹氩可以加速Al 2 O 3 夹杂物上浮速度，在密封的LF 炉，吹氩15min后，可使钢中大于20μm的Al 2 O 3 夹杂基本 清除。 1 LF炉操作中通过对炉渣强化脱氧形成白渣，由 于渣对钢液中氧化物的