《LF钢包炉工艺》PPT课件

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1、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钢包精炼炉的功能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、吸收夹杂物一、LF炉精炼过程的温度控制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。影响钢水升温的主要因素进入熔池中的电弧热量钢包状态渣层厚度吹氩搅拌1、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

2、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

3、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。提高LF炉热效率的主要技术措施（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: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

4、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

5、℃，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。四、造渣：脱硫、脱氧、吸收夹杂物原理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、Cr2O3等反应生成C

6、O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Al2O3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Al2O3夹杂基本清除。1、白渣精炼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吸附和溶解，达到钢液脱氧效果。(无污染脱氧方法)LF炉由于有温度补偿，吹氩强烈搅拌，随渣中碱度提高，硫的分配比增大，可炼出低硫钢或超低硫钢。目前国内外冶炼低硫钢和超低硫钢时渣中（FeO+

7、MnO）的理想控制范围是小于0.5%。熔渣颜色黑色:w(FeO+MnO)>2%，渣的氧化性很强，不具备还原功能，需要进行强烈的还原脱氧。灰色到褐色:w(FeO+MnO)=1%～2%，渣的氧化性较弱，但还需要进一步地还原。白色到黄色:这种渣子还原得较好，黄色表明发生了脱硫，这种渣冷却下来后会碎裂成粉状。炉渣脱硫脱硫的问题就目前水平而言已经解决。日本某厂通过炉外精炼的有关操作已可将钢中的硫降到2ppm的水平。脱硫应保证炉渣的高碱度、强还原性即渣中自由CaO含量要高；渣中（FeO+MnO）%要充分低，一般小于0.5%是十分必要的。从热力学的角度讲，温度高有