LF精炼生产低硫钢工艺实践.doc

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1、冶金之家网站LF精炼生产低硫钢工艺实践黄德胜(攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂，四川攀枝花617000)摘要：根据攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂LF生产工艺，分析了影响LF脱硫效率的主要因素。钢包渣的碱度、氧化性和曼内斯曼指数以及处理过程的吹氩搅拌均对脱硫有较大影响。采用还原剂降低钢包渣氧化性、提高精炼渣碱度以及合理控制渣中Al2O3含量等措施，可提高LF精炼过程的脱硫能力。在生产管坯钢时，LF过程脱硫率达到65％以上，并形成了批量生产ω(S)≤0．003％的低硫钢的能力。关键词：精炼渣；脱硫；LF一般

2、来说，硫是钢中的有害元素。硫在钢中以硫化物(Mn，Fe)S的形式存在，除对钢材的热加工性能、焊接性能、抗腐蚀性能有较大影响外，对力学性能也有影响，而且会显著降低钢材的抗氢致裂纹(HIC)的能力[1]。近年来开发出的一些高性能洁净钢，如管线钢、取向硅钢、汽车面板等，ω(S)都要求控制在50×10-6甚至更低的水平。攀枝花钢钒有限公司(以下简称攀钢)由于采用钒钛磁铁矿冶炼，铁水硫含量较高，且脱硫后还需进行转炉提钒，在提钒过程中，铁水带入的脱硫渣、加入的冷却剂等会造成铁水回硫，因此，通过铁水预处理很难将

3、钢水ω(S)控制在0．005％以下，限制了低硫钢产品的开发。为此，通过优化LF工艺，提高精炼过程脱硫能力，可实现低硫钢的稳定生产。1攀钢LF脱硫分析攀钢生产低硫钢的工艺流程为：铁水预处理→转炉提钒→120t转炉炼钢→LF→RH→连铸。由于提钒过程的钢回硫，造成转炉出钢后钢水硫含量仍然较高，为此，根据攀钢生产情况对LF脱硫过程进行了分析。硫在钢液中主要以FeS形式存在，在炉渣中以CaS形式存在最为稳定。脱硫基本反应式为：FeS+CaO=CaS+FeO(1)由于该反应为吸热反应，根据式(1)可知，在高

4、碱度(高CaO)、高温和低氧化性(低FeO)条件下，脱硫反应向正反应方向进行，有利于脱硫。1．1渣量适当增加渣量，可以增加渣中CaO含量，稀释渣中CaS浓度，可以加快脱硫速率，提高脱硫效果。但渣量过大会使炉渣过厚，影响钢渣间的反应。攀钢生产气瓶钢时，LF渣量与脱硫率的关系见图1，随渣量的增加，脱硫率不断增大，当渣量超过10kg／t，脱硫率可达到60％以上。而国内某厂冶炼低硫钢种[2]，渣量超过12kg／t，可获得80％以上的脱硫率。可见，适当增大渣量，可进一步提高攀钢LF的脱硫率。1．2碱度根据脱

5、硫基本理论，炉渣碱度越高，脱硫能力越强。但是LF过程炉渣碱度过高，渣中CaO等高熔点物质析出，其炉渣黏度也会增大，炉渣熔化性能不好，反而会影响脱硫效果冶金之家网站[3]。钢包渣碱度与渣—钢间硫分配系数Ls的关系如图2所示，可见硫分配系数随碱度的增加而增加，而当碱度超过10时，炉渣的脱硫能力开始下降。可见适合LF脱硫的炉渣碱度为6～10。1．3炉渣氧化性LF精炼的任务是温度调整、造渣精炼和合金微调，而对钢包渣脱氧进行白渣操作是造渣精炼系如图3，当钢包渣中叫(FeO+MnO)下降至1％以下时，渣钢间硫

6、分配系数明显提高，氧含量越低脱硫效果越好。在实际生产过程中，转炉出钢下渣过多，会使渣中氧含量增加，影响造白渣的效果，从而恶化脱硫条件，降低脱硫效率。因此，在生产实践中转炉出钢钢包内的下渣量要求小于60mm。1．4渣中Al2O3含量除碱度和氧化性外，炉渣中的Al2O3含量对其脱硫能力也有较大影响，通常使用炉渣曼内斯曼指数MI(MI=ω(CaO)／[ω(Al2O3)·ω(SiO2)]来表征其脱硫能力，相关文献均表明，当炉渣MI=0．2～0．4时，具有较好的脱硫效果[4]。从图4中攀钢铝镇静钢LF渣MI

7、与硫分配系数的关系看，当炉渣MI控制在0．25～0．40，其脱硫能力较强。1．5吹氩搅拌在精炼过程中，钢水始终处于吹氩搅拌状态，这有利于增大钢—渣界面，促进钢—冶金之家网站渣界面的化学反应，有利于脱氧、脱硫反应的顺利进行。吹氩搅拌可使非金属夹杂物相互碰撞、聚集，逐渐转变成大颗粒，便于上浮去除。吹氩还可以加速钢中成分和温度的均匀，便于精确控制钢水成分、温度。2LF精炼脱硫工艺攀钢目前有5座LF，之前在生产过程中主要承担加热升温和调整合金成分任务。由于对脱硫、去除夹杂等功能考虑较少，LF造渣工艺相对简

8、单，主要考虑其埋弧效果。而要发挥其脱硫功能，造渣工艺存在以下不足：1)造渣过程未加入还原剂，钢包渣氧化性偏高；2)渣量仅保证基本埋弧加热要求，加入量较小；3)渣料种类单一，未对钢包渣成分进行准确控制。为此，对LF精炼过程脱硫的工艺进行了以下改进。2．1开发还原剂为提高LF的脱硫效果，在转炉出钢过程和LF工序加入钢包渣还原材料，来降低钢包渣氧化性，形成白渣精炼。为此，开发出含铝的钢水调渣剂和含CaC2的复合精炼渣，其理化指标分别见表1和表2，用于对不同钢种的钢包渣进行改性处理，以达到