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1、LF炉管坯钢精炼技术摘要介绍了攀成钢公司大电炉LF炉生产管坯钢的精炼技术的特点。通过采用造高碱度的白渣,提高熔渣的脱氧，脱硫能力,可获得硫含量低于0.003%的钢液,并喂入014～16kg/t的硅钙线,促进夹杂物变性,从而降低钢中夹杂物含量。 炉外精炼已经成为优化冶金工艺!提高产品质量、降低消耗!提高生产率的重要手段之一。LF是炉外精炼的主流设备,具有较强的灵活性。因此,大多数厂家把它作为首选的炉外精炼方式。而管坯钢(如高压用钢!石油管!管线管等)对钢的内部质量要求相对较高,钢水必须经过LF处理,采取相应的技术措施后,才能生产出优
2、质的纯净钢,满足钢管生产的需要。下面就攀钢集团成都钢铁有限责任公司(攀成钢)大电炉92吨LF精炼管坯钢的技术特点进行了分析。1设备的主要技术性能 电弧炉额定出钢量92吨,电极直径558mm,变压器额定功率54/56kVA。LF炉采用的是直流电弧加热方式和双底吹透气砖氩气搅拌方式。变压器额定功率12500kVA,电极直径300mm,升温速度1.5℃/min(二次电压290V)。2冶炼工艺要点 超高功率电弧炉作为初炼炉,在原材料中配加约占总炉料1/3的生铁,并在冶炼过程中加入碳粒,造良好的泡沫渣,去除钢中的气体和夹杂。严格控制电弧炉出
3、钢的[C]含量,采用EBT出钢方式。出钢量约1/4时,随钢流加入硅铝钡等脱氧剂,加入铁合金,根据钢水的含碳量加入增碳剂增碳。 进入LF工位,加入配制好的合成渣,调整氩气压力、流量,以防止钢水大沸腾裸露吸气。喂入铝线强化脱氧,加入电石、CaSi或FeSi等粉剂补充扩散脱氧,并造高碱度的白渣,可视钢水初始硫含量,采用调节吹氩强度,增大渣量,提高脱硫率、白渣保持时间15分钟以上,化学成分合格后,喂入CaSi线014～0.6kg/t对钢液进行Ca处理。Ca处理后再经约3～5分钟的氩气弱搅拌处理,再送浇铸工序铸锭(坯)。3重点控制技术环节与
4、讨论3.1钢液中的初始氧含量控制 电炉作为一次熔炼炉,经强化脱氧,造泡沫渣冶炼后,以钢液中的碳含量来控制钢液中的初始氧含量。从C－O平衡曲线可知,钢液中的碳含量小于0.06%时,钢液中的氧含量极剧增加"因此,初炼钢液中的终点碳应控制在0.06%以上,碳含量为0.20%以上的钢种终点碳[C]≥0.10%,以此来降低钢液中的氧含量,从而减轻LF的脱氧负担,减少脱氧产生的夹杂物总量。3.2控制氧化性的炉渣进入精炼钢包内 攀成钢大电炉92吨LF炉生产初期,由于操作不慎,大量的氧化性的炉渣进入精炼钢包。因为含有较高的FeO、MnO、P2O5
5、的氧化性炉渣进入精炼炉,精炼处理时,随着钢液脱氧的进行,渣中的FeO、MnO、P2O5等被还原,钢液中的Mn净增加可达0.35%,而P则净增加可达0.020%,极易造成钢液化学成分出格而报废。同时钢中的氧化物夹杂含量也高,生产钢的质量难以满足要求。但随着对EBT出钢技术的逐渐掌握,现可实现无渣出钢。一旦出钢下渣量大,应除渣后,再进入LF精炼工序处理。3.3白渣操作 LF炉采用高碱度!强还原性的白渣工艺,进一步强化脱氧、脱硫。 对于各种熔渣可用近似公式计算: lgLo=lg[%O]/(%FeO)=-5750/T+0.547 通过计算
6、当渣中的FeO<015%时,钢中的氧含量低于20×10-6,经92吨LF炉精炼处理后的钢渣中的FeO含量与钢中的氧含量对应关系,见图1。随渣中的FeO的浓度增加,钢中的氧含量急剧增加因此,在LF炉精炼过程中应尽可能把渣中的FeO的浓度控制得低一些。图1钢渣中的FeO含量与钢中的氧含量对应关系 经在LF内造高碱度的熔渣,喂铝线,加入电石粒以及CaSi或FeSi等粉状脱氧剂等强化脱氧,炉渣变白后,再分批加入粉状脱氧剂脱氧,并保持白渣时间,因为,钢中的夹杂物聚集上浮入渣去除需要一定的时间"当渣中的FeO的浓度小于0.5%时,钢液脱氧良好
7、。此时炉渣脱硫能力也较强。图2是LS与渣中氧化铁浓度的关系。经LF精炼炉处理后的钢水,当渣中的FeO的浓度小于0.5%时,钢中的氧含量20～35×10-6,钢中的S含量可达0.015%以下,甚至达0.003%以下,脱硫率达到60～80%。图2LS与渣中氧化铁浓度的关系3.4喂线工艺 喂Al线对钢液进行脱氧,使钢中的溶解氧迅速降低。Al脱氧最好是在高自由氧钢液中集中一次加入,形成Al2O3簇状脱氧产物,随吹氩搅拌的进行不断地从钢中排出,被炉渣吸收,如若多次加Al脱氧易产生小尺寸的Al2O3脱氧产物,不利于碰撞长大并且上浮去除。因此,
8、喂Al线对钢液脱氧应在LF炉精炼前期一次性进行。经计算,钢中的[%Al]为0.01和0.02时,钢中平衡的[O]P分别为8.092×10-6和5.237×10-6实际上,脱氧产物未完全从钢中排出,钢中的氧含量比上述值还要高一些"攀成钢92吨LF炉处
