唐钢150吨钢包精炼炉快速脱硫工艺研究

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1、唐钢150吨钢包精炼炉快速脱硫工艺研究夏春学唐山钢铁集团有限责任公司第一钢轧厂内容简介本文主要介绍唐钢BOF-LF-UTSC工艺流程中150吨钢包精炼炉（LF）冶炼薄板钢水时快速脱硫工艺的开发。指出，合理的渣系组成、适当的吹氩搅拌、钢水成分温度控制及热渣循环利用是实现钢包精炼炉快速脱硫的关键技术。目录一、课题背景二、唐钢150吨LF主要技术参数三、脱硫速度的理论性研究四、快速脱硫工艺的开发五、应用效果六、结论一、课题背景对于薄板坯连铸钢水，一般要求硫含量控制在80ppm以下。唐钢BOF-LF-U

2、TSC流程，为满足连续生产要求，要求在10-20分钟之内将钢水中硫降至80ppm以下。有必要开发研究LF炉冶炼薄板钢水快速脱硫工艺。二、唐钢150吨LF主要技术参数项目单位参数公称容量t150最小钢水处理量t100最大钢水处理量t160钢水净空高度mm≥910电极直径mm457极心圆直径mm750电极升降行程mm2900电极升降速度mm/s150炉盖提升行程mm700钢包透气砖数量个2变压器容量MVA25/28精炼生产中的1#LF炉三、脱硫速度的理论性研究对脱硫速度的研究可分为两方面：㈠脱硫反应热

3、力学研究㈡脱硫反应动力学研究脱硫反应热力学研究对于铝镇静钢来说，精炼过程的脱硫基本反应为：（CaO）+［S］+2/3［Al］=（CaS）+1/3（Al2O3）反应平衡常数Ks=影响脱硫的因素有：炉渣碱度、炉渣硫活度、炉渣Al2O3活度、钢水[O]活度与渣中FeO含量、钢水温度。脱硫反应动力学研究依据双膜理论计算LF精炼脱硫反应速率可推出以下公式：其中式中A为渣钢界面面积；VM为钢水体积；ρS为炉渣密度；ρM为钢水密度；WM为钢水质量；WS为炉渣质量。可推出以下结论唐钢精炼炉反应速率的控制环节为钢液

4、中的传质。可以增加渣钢界面面积及钢液传质系数的因素都可以加快脱硫速度。增加碱度、在精炼渣系中加入CaF2、增加吹氩搅拌强度、提高钢水温度、增加钢水中酸溶铝含量可以加快脱硫速度。加快成渣速度也有利于加快脱硫速度。综上所诉，影响钢包精炼炉脱硫速率的因素有：①炉渣组成(包括炉渣碱度，炉渣氧化性，炉渣曼内斯曼指数，CaF2含量)；②吹氩情况；③成渣速度；④温度；⑤渣量；⑥钢水酸溶铝含量。四、快速脱硫工艺的开发㈠造渣制度㈡吹氩制度㈢钢水成分控制制度㈣钢水温度控制制度㈤热渣循环利用制度造渣制度炉渣碱度达到5-

5、6FeO含量＜0.5%（或FeO+MnO＜1%）炉渣曼内斯曼指数（M=R/Al2O3）控制在0.25-0.35造渣原料；石灰、萤石、铝粉、回收热态精炼渣实际生产中的精炼渣系成分（%）MgOSiO2Al2O3FeOMnOSCaOP2O5RM12.65.927.60.010.071.147.10.188.20.298吹氩制度冶炼前期脱硫过程氩气流量控制在800-1000NL/min左右，温度为1570℃时比搅拌功率约为150w/t。均匀成分、温度时氩气搅拌强度为400-500NL/min，喂线前后静吹

6、时氩气搅拌强度为150-200NL/min。钢水成分控制制度根据生产实际情况，我们要求进站钢水中酸溶铝含量控制在100-200ppm，脱硫效率较好。钢水温度控制制度生产实际情况为：要求进站钢水温度大于1560℃,过程温度控制在1550℃到1575℃之间。进行脱硫搅拌时温度大于1560℃，此时脱硫速度较快。当钢水温度低于1540℃时脱硫速度明显低，应进行升温处理，不宜进行长时间脱硫搅拌。热渣循环利用制度根据理论计算，唐钢精炼渣系硫容一般为3%。实际生产中精炼渣硫含量达到2%脱硫困难（脱硫反应速率的控

7、制环节改为精炼渣中的传质）。根据计算，精炼一次的炉渣可100%回收，精炼二次的炉渣可回收50%，精炼三次的炉渣无回收价值。实际炉渣循环回收利用率达到90%以上。五、应用效果下表为唐钢2003-2005年脱硫效率与平均脱硫时间对应表时间2003.62003.122004.62004.122005.62005.12平均进站[S]（ppm）350410380360370360平均出站[S]（ppm）455567687169平均脱硫效率（%）878682818181平均脱硫时间（min）242018151

8、313平均石灰消耗（kg/t）14.512.36.24.84.34.2平均纯铝消耗（kg/t）3.82.82.62.32.11.9结论合理的渣系组成、适当的吹氩搅拌、钢水成分温度控制及热渣循环利用是实现钢包精炼炉快速脱硫的关键技术。唐钢一钢钢包精炼炉使用该工艺技术可以满足唐钢BOF-LF-UTSC流程快速脱硫生产要求。谢谢