唐钢150tLF钢包精炼炉快速脱硫工艺实践.doc

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1、唐钢150tLF钢包精炼炉快速脱硫工艺实践摘要介绍和分析了唐钢150tLF钢包精炼炉冶炼薄板坯连铸钢水时快速脱硫工。生产实践表明:合理的渣系组成、温度控制、酸溶铝含量、吹氩搅拌及喂线技术是实现快速脱硫的关键技术。关键词唐钢钢包精炼炉快速脱硫工艺实践0前言　对于大多数钢种来说，硫是有害元素。它在钢中所形成的硫化物降低钢的韧性，硫化锰夹杂是钢基体点腐蚀的发源地，钢的氢脆与钢中硫化物夹杂也有密切关系。薄板坯连铸由于是在高拉速条件下进行(3.0m/min～6.0m)/min).铸坯厚度薄.浇钢空间狭小，唐钢FTSC工艺薄板坯连铸机又采用复杂横截面的长漏斗型结晶器，为保证连续浇注和

2、薄板坯表面质量，对硫含量提出更高的要求，一般要控制在0.008%以下。同时.薄板坯连铸的刚性流程还需要时间、温度、节奏的匹配协调。因此，开发LF钢包精炼炉的快速脱硫工艺是薄板坯连铸短流程生产线的一个重要研究课题。唐钢在2003年3月开始对LF钢包精炼炉的快速脱硫工艺进行了有针对性的研究.并取得了较好的工艺效果。1主要设备及技术参数　唐钢150tLF钢包精炼炉的主要设备及技术参数见表1:表1唐钢150tLF炉主要技术参数公称容量/t最小钢水处理量/t最大钢水处理量/t钢水净空高度/mm电极直径/mm极心圆直径/mm电极升降行程/mm电极升降速度/mm/s炉盖提升行程/mm钢

3、包透气砖数量/个变压器容量/MVA150100160≥50045775025001507002252唐钢薄板坯连铸钢水精炼工艺流程　钢水进站→接底吹氩管→钢包到LF精炼位→测温取样→给电.加渣料.造还原渣→调整钢水成分及酸溶铝→测温取样→成分温度合格→弱吹→喂线→弱吹→钢水到LF炉起吊位→加保温剂→吊包→薄板坯连铸机。3脱硫的热力学研究3.1脱硫反应　在钢一渣界面上的脱硫反应是伴有电子转移的置换反应,其基本式为:　　　　　[S]+2e=(S-2)　为保持电中性.必有一些能释放电子的元素同时经过界面进入渣中,对于铝镇静钢来说.脱硫基本反应为:3(O2-)+3[S]+2[Al

4、]=3(S2-)+(A12O3)3.2炉渣的脱硫能力　适当增加渣量.可以稀释渣中CaS浓度，加快脱硫速率。但渣量过大会使炉渣过厚，影响钢渣界面反应。在实际生产过程中，转炉出钢下渣过多，会影响造白渣过程,从而恶化脱硫过程降低脱硫效率。因此，在生产实践中转炉出钢下渣量要求小于450kg。3.3钢水温度　提高钢水温度可以加快渣料熔化，提高钢水流动性，加快反应速度，从而加速脱硫。生产实践表明，钢水温度低于1560℃时，脱硫速率明显降低;钢水温度高于1560℃时，渣料熔化快，炉渣流动性好，脱硫反应快。因此，要求转炉钢水进站温度要大于1560℃。3.4渣氧化性　从热力学角度考虑，脱硫

5、反应是在还原性气氛中进行，渣中FeO含量高不利于脱硫反应。根据生产数据，在脱硫反应中渣中FeO含量与硫分配系数的关系如图1所示。此外，在生产实践中还发现，渣中(FeO+MnO)<1%时，脱硫反应速率显著提高。图1渣中FeO含量与硫分配系数的关系3.5钢中酸溶铝含量　实测钢中酸溶铝含量小于70×10-6时，钢水氧位大于20×10-6，不利于脱硫反应。钢水的脱[O]与脱[S]是相互联系的，脱[O]良好的钢水增加了渣的脱硫能力，是深脱硫的必需条件，并符合以下规律:　[%S]=30a[O]式中:a[O]一指钢水中执的活度。　通过对生产数据的统计，得到钢中酸溶铝含量与脱硫效率的关系

6、(如图2所示)。图2酸溶铝含量与脱硫效率的关系　从图2中可以看出.钢中酸溶铝含量大于200×10-6时脱硫效率显著提高，再提高钢中酸溶铝含量脱硫效率提高则不明显。因此，要求转炉到LF炉钢中酸溶铝含量要大于200×10-6。3.6CaF2含量　CaF2本身没有脱硫能力，但在CaO中加入脱硫速率显著增加，这说明CaF2在脱硫过程中可以起到类似于催化剂的作用，其作用机理主要是:①CaF2可以与网状硅酸盐发生反应，提供少量的O2-使渣中自由O2-增多;②CaF2能显著降低渣的熔点，改善动力学条件，使硫容易向CaO等破网组元固相扩散;③氟离子可以破坏硅酸盐赖以结合的化学键，形成空隙

7、，使硫更容易扩散到CaO等金属氧化物内部。最终的结果是随着CaF2的增加，脱硫速率和脱硫效率都大大提高。3.7吹氩搅拌　氩气搅拌可以增加钢一渣反应界面.加快反应速度。从动力学角度分析，钢包精炼炉中脱硫反应的限制环节是硫从钢液木体向钢一渣界面的传质过程。因此，加强氩气搅拌有利于提高脱硫反应速度。文献指出，脱硫时钢水搅拌能量ε一般大于7000W/t,钢水搅拌能量ε由下式给出:式中:QAr——吹氩量，m3/min;　Ti,Tn——分别为钢水和氩气的温度，K;　Ho——吹氩深度，m;　P2——氩气压力，Pa;　Wg——钢水重量，t。