【文章內(nèi)容簡介】 過程中發(fā)揮的作用十分重要。底吹氬對化渣、調(diào)節(jié)成分、脫硫、脫氧及夾雜物的上浮均有較大影響。攪拌強度與鋼包帶渣量和鋼水溫度也有較大關(guān)系。實踐表明， LF精煉爐到吊包工位后，接吹氬管進行旁吹破殼，破殼后流量稍微變小，以鋼水不裸露為準。到加熱工位后，根據(jù)透氣磚透氣情況，采取中等強度的氬流量進行攪拌。鋼包出加熱工位喂 Ca－ Si絲后，進行軟攪拌。氬氣流量變化范圍約為 300～ 50NL/min～20NL/min～ 10NL/min。 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy 操作項目 預(yù)吹氬 加熱化渣 脫硫 合金化 喂絲 靜吹氬 氬氣流量 1530 1020 4060 2040 1015 1015 氬氣流量 Nl/ 熔池深度 3300mm，上下內(nèi)徑分別為： 3500、 3100mm. 鞍鋼第二煉鋼廠 180200tLF吹氬制度 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy ? LF爐采用石墨電極埋弧加熱，加熱時將石墨電極插入泡沫渣層中，電弧在渣層中產(chǎn)生。采用埋弧加熱法，泡沫渣對電弧的屏蔽作用減少了電弧光對包襯的熱輻射 ， 對包襯有保護作用 。與此同時 鋼液和爐渣有效地吸收電弧熱，提高了熱效率 。 ?石墨電極埋弧加熱 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy LF爐利用 還原氣氛下造高堿度合成渣 進行精煉，通過合成渣的精煉作用可以降低鋼中氧、硫及夾雜物含量。 它可以把 [O]降至 %、 [S]降至 %甚至%。合成渣在 LF爐內(nèi)具有很強的還原性，這是LF爐內(nèi)良好的還原氣氛和氬氣攪拌，互相作用的結(jié)果。一般渣量為鋼液量的 2～ 8％。 LF爐冶煉時 可以不用加脫氧劑 ，而是 靠合成渣對氧化物吸附而達到脫氧的目的 。 ?高堿度合成渣精煉 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy 但需要說明：通常精煉渣分為高堿度渣和低堿度渣 ， 一般堿度 (CaO/SiO2)大于 2為高堿度渣 ， 高堿度渣適用于一般鋁鎮(zhèn)靜鋼二次精煉 ， 在鋼水脫硫等方面具有較好的效果 。 對于具有特殊要求的鋼種 ， 如簾線鋼 、 鋼絲繩鋼 、 軸承鋼等 ， 需采用低堿度渣 。在這些鋼中為了避免在脫氧過程中生成過多氧化鋁夾雜 ， 大多采用 SiMn脫氧 ， 采用中性精煉渣 ， 精煉后形成較低熔點的圓形或橢圓形復(fù)合夾雜物 ， 在加工時可以變形 ， 危害較小 。 College of Metallurgy amp。 Energy ?鋼液成分的調(diào)整是在電弧加熱、底吹氬攪拌和還原氣氛下加入合金料，合金收得率高，合金元素熔化后能很快地在鋼液內(nèi)均勻 。通過邊加合金料邊分析，微調(diào)合金成分，把合金成分調(diào)整到很窄地范圍內(nèi)。 ?微調(diào)合金成分 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy ? LF爐的 幾個精煉功能互相影響、互相依存與互相促進 。爐內(nèi)的還原氣氛，在加熱條件下的鋼渣攪拌，提高了合成渣的精煉能力，創(chuàng)造了一個理想的煉鋼環(huán)境，從而能提高鋼液質(zhì)量。 ?由于 LF法用吹氬攪拌而不用電磁攪拌；在大氣壓下加熱，而不采用真空加熱 ，因此它比 ASEASKF法和 VAD法都簡單，其冶金效果與前兩種方法基本相同。 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy 通過 LF精煉主要達到以下效果： ? (1)鋼液溫度滿足連鑄工藝要求； ? (2)處理時間滿足多爐連澆要求； ? (3)成分微調(diào)能保證產(chǎn)品具有合格的成分及實現(xiàn)最低成本控制； ? (4)鋼液純凈度能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，特別具有強脫硫功能。 ?LF法的功能及特點 College of Metallurgy amp。 Energy ? LF精煉的主要操作及工藝過程 LF精煉的主要操作包括： ? (1)根據(jù)鋼中酸溶鋁的要求及鋼液中的溶解氧含量，確定加鋁量的喂鋁線操作； ? (2)考慮埋弧加熱、脫硫、吸附夾雜物的造渣制度； ? (3)考慮防止吸氣、卷渣以及加快夾雜物去除的吹氬攪拌處理； ? (4)考慮溫度目標控制的電弧加熱； ? (5)考慮最低成本的鋼液成分微調(diào)； ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy 各工藝過程簡述如下： ? (1)鋼包吹氬。鋼包吹氬從出鋼開始，一直到鋼包吊往 LF等待工位。此階段吹氬攪拌的冶金目的包括： 1)促進出鋼加入的合金與造渣劑的熔化溶； 2)均勻熔池溫度； 3)去除出鋼過程的脫氧產(chǎn)物； 4)加強渣、鋼混合，降低鋼液中的硫含量。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy (2)鋼包到 LF等待工位。 ?鋼包到 LF等待工位后，接通吹氬管，這時吹氬要保證合適的吹氬量，以避免鋼液面裸露，同時保證不要把鋼渣濺出鋼包。如果出鋼量過大或下渣較多，應(yīng)倒出一部分鋼液或下渣。如果渣面吹不開，就要瞬間增大壓力吹氬或用事故氬槍吹氬，吹開多孔磚。如果還吹不開，就要進行倒包處理。對于生產(chǎn)鋁脫氧的高質(zhì)量鋼，最好在等待工位喂鋁，盡早把鋼液中的溶解氧全部變成氧化物夾雜，為夾雜物的去除提供較長的時間，降低鋼液中的全氧量。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy (3)造渣。 ?鋼包到加熱位臵，當(dāng)要從料倉加料時，應(yīng)增加氬氣流量，吹開渣面，把造渣料加到裸露的鋼液面上。在加熱的同時處理渣，加入石灰和 Al2O3，甚至加入 CaC SiC或鋁粒進行渣脫氧，加熱 3— 5min后，通過渣門觀察渣的情況，應(yīng)保證渣的流動性好。渣太稠，則多加鋁礬土或螢石；渣太稀，則加入石灰。取渣樣判斷脫氧情況（凝固時呈灰白色，表示渣脫氧良好；渣發(fā)黑，加鋁?；蚱渌撗鮿├^續(xù)降低渣中的氧）。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy (4)鋼包取樣。加熱及處理渣后 (渣基本變白 )，測溫取第一樣。 ? LF精煉工藝技術(shù) 造精煉渣的目的包括以下幾方面： ? 1)脫硫； ? 2)吸收鋼液中的夾雜物； ? 3)防止熔池的二次氧化； ? 4)防止熔池的熱量損失； ? 5)防止由于電弧輻射造成的耐火材料損失。 College of Metallurgy amp。 Energy (5)加入合金、均勻化及調(diào)整溫度。根據(jù)出鋼加入的合金量及鋼包第一樣分析結(jié)果，確定加入的合金量以達到成品鋼要求的成分。加入的合金應(yīng)按預(yù)定的合金收得率改變鋼液成分，如果鋼液成分未能按加入的合金數(shù)量而改變，說明鋼液脫氧不完全，需要用鋁線等脫氧劑脫氧以確保合金元素的最佳收得率。加入合金后，繼續(xù)加熱并攪拌 5min以確保加入的合金溶解，如果沒有得到預(yù)期的鋼液成分，必須加入新合金，以滿足鋼種的成分要求。鋁隨著精煉過程的進行而減 少，如果鋁迅速降低，表明鋁氧化速率很高，這時應(yīng)補喂鋁，降低鋼中的溶解氧，保證鋼液中鋁的 穩(wěn)定性。脫硫是鋼包爐工藝的重要功能，脫硫的最佳條件是保證高的堿度及熔池溫度高于 1580℃ 。對于生產(chǎn)含硫的鋼種，由于精煉過程深脫氧及造渣，硫含量降到了較低的水平，所以必須在鋼包處理末期通過喂硫線控制鋼中硫含量。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy (6)夾雜物變性處理。最后一次加料后，吹氬攪拌 3～ 6min。吹氬攪拌時間太短不能均勻 成分與溫度；太長會產(chǎn)生熔池的二次氧化。鋼液成分合格后，喂入硅鈣線或鐵鈣線進行夾雜物變性操作。鋼的潔凈度取決于脫氧產(chǎn)物及其他夾雜物如何被渣吸收，而可澆注性則取決于未被渣吸收的夾雜物的鈣處理。要獲得高潔凈度及良好的澆注性能，最佳條件是鋼液在符合成分、流動性好并不打破渣層下，喂入合適的硅鈣線或鐵鈣線吹氬攪拌。最后加入一次合金后應(yīng)吹氬攪拌 5min，再喂線。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy (7)停氬，鋼包吊往連鑄。喂入硅鈣線或鐵鈣線后弱吹氬攪拌時間應(yīng)大于 5min，測溫，取樣 分析最終鋼液成分。之后鋼包車開出加熱工位，加入鋼包發(fā)熱劑或覆蓋劑(如果進行 VD處理，不加鋼包發(fā)熱劑或覆蓋劑 )，取掉吹氬管停止吹氬，并吊往連鑄臺澆注或進行 VD處理。 目前很多轉(zhuǎn)爐廠 LF只起成分及溫度調(diào)整的作用，往往達不到對鋼液潔凈度的控制，特別是中小轉(zhuǎn)爐廠，一方面由于下渣量控制困難及沒有進行有效變渣處理工藝；另一方面轉(zhuǎn)爐冶煉時間 節(jié)奏快，精煉時間短。這兩點使得中小轉(zhuǎn)爐配 LF精煉生產(chǎn)高潔凈鋼較為困難。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy ?表 612 不同冶煉方法的合金回收率 熔煉方法 熔煉爐數(shù) 回收率，％ Cr Mn V 電爐 14 電爐＋ LF 8 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy ?造高堿度渣精煉是 LF爐的重要操作。 將石灰、螢石等按不同比例 (如 5： 1或 4： 1)分批加入鋼包內(nèi)，加入量為鋼液量的 1％～ 2％，造高堿度合成精煉渣脫硫； 然后用硅鐵粉、硅鈣粉和鋁粉或炭粉，按一定比例混合直接加入鋼液面或采取噴吹方法加入鋼液中，形成流動性良好的爐渣成分為CaO： 60％ 177。 5％、 SiO2： l0％ 177。 5％、 Al2O3： 30％ 177。 5％的還原渣系或者 CaO： 60％、 Al2O3： 30％、 CaF2： 10％的還原渣系。影響脫硫反應(yīng)的主要因素除還原性氣氛下高堿度的爐渣之外，還有吹氬攪拌強度的影響，包底吹氬攪拌，加速鋼液中的硫向渣、鋼界面擴散，可使脫硫率提高~，達到 90％以上。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy ? ? A 合成渣的性質(zhì) 為了達到精煉鋼液的目的，合成渣必須具有較高的堿度、高還原性、低熔點和良好的流動性；此外要具有合適的密度、擴散系數(shù)、表面張力和導(dǎo)電性等。 1）合成渣成分 為了取得最佳的精煉效果，要求合成渣具備相應(yīng)的物理化學(xué)性質(zhì)，而爐渣的成分是爐渣物理化學(xué)性質(zhì)的決定性因素。合成渣主要有 CaOAl2O3系， CaOSiO2Al2O3系， CaOSiO2CaF2系等。其中 CaO： 45％～ 60％， MgO： 6%～ 10%, Al2O3： 12%～ 16%。 SiO2： 16%～ 20%。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy ?除用堿度表示合成渣的成分特點外，還可用游離氧化鈣量(CaO)來表示能參與冶金反應(yīng)的氧化鈣的數(shù)量，其計算式如下： (CaO)u＝ (CaO)＋ (MgO)－ (SiO2)－ (A12O3) (69) College of Metallurgy amp。 Energy 2）合成渣熔點 ?在鋼包內(nèi)用合成渣精煉鋼液時，一般應(yīng)用液態(tài)渣，因此 合成渣的熔點應(yīng)當(dāng)?shù)陀诒痪珶掍撘旱娜埸c 。鋼液的熔點可按下式近似地計算。 ? Tf=1538－ Σ?Tj[j％ ] (610) 式中： Tf — 含元素鋼的近似熔點， ℃ ； ?Tj一鋼中元素增加 1％時使純鐵的熔點降低值， ℃ ； [j％ ]— 鋼中 j元素的質(zhì)量百分含量， %； 1538— 純鐵的熔點， ℃ 。 不同 j元素的 ?Tj值列于表 613。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy j Si Mn C Cr Ni Al B H O P S N ?Tj 90 100 1300 65 28 40 90 表 613 不同 j元素的 ?Tj值 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy ?各種 合成渣的熔點可根據(jù)合成渣的成分，利用相應(yīng)的相圖來確定 。對于主要成分為 CaO和 SiO2的渣系可利用 CaOSiO2二元相圖。主要成分為 CaO和 Al2O3的渣系可參閱CaOAl2O3相圖。在 CaOSiO2Al2O3三元系中加入 6~12％的純 MgO時，就可以使其熔點降到 1500℃ 甚至更低一些。加入 CaF Na3AlF Na K2O等也能降低熔