【正文】 Al2O3： 12%～ 16%。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy 2）合成渣熔點(diǎn) ?在鋼包內(nèi)用合成渣精煉鋼液時(shí)，一般應(yīng)用液態(tài)渣，因此 合成渣的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)?shù)陀诒痪珶掍撘旱娜埸c(diǎn) 。 ? Tf=1538－ Σ?Tj[j％ ] (610) 式中： Tf — 含元素鋼的近似熔點(diǎn)， ℃ ； ?Tj一鋼中元素增加 1％時(shí)使純鐵的熔點(diǎn)降低值， ℃ ； [j％ ]— 鋼中 j元素的質(zhì)量百分含量， %； 1538— 純鐵的熔點(diǎn)， ℃ 。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。 Energy ?各種 合成渣的熔點(diǎn)可根據(jù)合成渣的成分，利用相應(yīng)的相圖來確定 。主要成分為 CaO和 Al2O3的渣系可參閱CaOAl2O3相圖。加入 CaF Na3AlF Na K2O等也能降低熔點(diǎn)。 ? LF精煉工藝技術(shù) College of Metallurgy amp。相同的溫度和混沖條件下，提高合成渣的流動(dòng)性可以減小乳化渣滴的平均直徑，在 CaOAl2O3渣系中隨著 SiO2含量的提高粘度降低，流動(dòng)性變好，從而增大了渣鋼接觸界面積。 College of Metallurgy amp。試驗(yàn)是在粘度等于 ?s不變的情況下進(jìn)行的。為了使渣的熔點(diǎn)小于 1500℃ ，必須使 (CaO＋MgO)≤63％。因此，對(duì)于爐外精煉，推薦采用下述成分的合成渣， CaO ： 50％～ 55％； MgO： 6％～10％； SiO2 ： 15％～ 20％； A12O3： 8％～ 15％； CaF2： ％ 。 College of Metallurgy amp。在 合成渣精煉過程中，雖然直接起作用的是鋼渣之間的界面張力和渣與夾雜物之間的界面張力 (影響渣滴吸附和同化非金屬夾雜的能力 )，但是 界面張力的大小是與每一相的表面張力直接有關(guān)的 。表面張力的單位用 dyn/cm。 Energy 氧化物 CaO MgO FeO MnO SiO2 Al2O3 表面張力(N/m) 表 614 渣中常見氧化物的表面張力 College of Metallurgy amp。在煉鋼溫度下一般為 ～ N/m。 Energy ?熔渣的表面張力除受溫度影響外，還受到成分的影響。當(dāng)MgO的含量不超過 3％時(shí)，這種影響不很明顯。例如，在上述組成的 CaO－Al2O3渣中，當(dāng) SiO2為 3％時(shí)，表面張力 ～ N/m，當(dāng) 9％時(shí)，表面張力 ～ N/m。 College of Metallurgy amp。隨著溫度的升高、表面張力減小。 m s m s c os? ? ? ?? ? ? ?sm??m? s??College of Metallurgy amp。 College of Metallurgy amp。由于渣和夾雜間的界面張力遠(yuǎn)小于鋼液與夾雜間的界面張力，所以鋼中夾雜很容易被熔渣所吸附。 College of Metallurgy amp。為了最大限度地脫硫，合成渣的堿度必須高，以使硫化能力增強(qiáng)，渣的流動(dòng)性良好，不損壞耐火材料。應(yīng)盡量 減少出鋼過程的下渣 量，因渣中的（ FeO）能明顯降低脫硫率，使?fàn)t內(nèi)下渣量減到最低限度并進(jìn)行渣改性處理。 Energy ?在合成渣精煉過程中，鋼液中的 S與合成渣中的 CaO作用生成 CaS而去除。 Energy ?渣的成分對(duì)硫的分配系數(shù)有很大的影響。當(dāng) (CaO)／(FeO)的比值增加時(shí)， LS值提高。在鋼包中用合成渣精煉鋼液時(shí)，也存在著類似的關(guān)系。游離氧化鈣對(duì)硫分配系數(shù)的影響。從圖中可以看出，當(dāng) (FeO％ )≤ 和 (CaO)u為 25~40％時(shí)，硫的分配系數(shù)最高 (120～ 150)。 College of Metallurgy amp。 ?在包中用合成渣精煉鋼液時(shí)，實(shí)際的 LS值經(jīng)常低于計(jì)算值，在渣的粘度大時(shí)更是如此。 College of Metallurgy amp。 Energy ? LF精煉的合金加入量計(jì)算 合金料用量的計(jì)算公式為： （ 614） 式中 Pi－某種合金用量， kg； G－鋼液質(zhì)量， kg； ai －某種元素的目標(biāo)含量，％； bi－某種元素在鋼液中的含量，％； ci－某種元素在合金料中的含量，％； fi－某種元素的收得率，％； Mi－某種合金的補(bǔ)加系數(shù)； P39。i－某種合金的補(bǔ)加量， kg。/? ? ?i i i i i i iP G a b f c M PCollege of Metallurgy amp。 LF成分控制精度如表 615所示。 ? ?? ?1/1/i i ii ni i iia f cMa f c??? ?????1n iiiiiiabpfc???? ?iii cf/a? ?n i i ii11 a / f c?? ?????College of Metallurgy amp。 % 0.009 表 615 LF成分控制精度 College of Metallurgy amp。 用強(qiáng)脫氧元素鋁脫氧，鋼中的酸溶鋁達(dá)到 ％～ ％時(shí)，鋼液脫氧完全，這時(shí)鋼中的溶解氧幾乎都轉(zhuǎn)變成Al2O3，鋼液脫氧的實(shí)質(zhì)是鋼中氧化物夾雜去除問題。 ? LF精煉過程夾雜物的去除 College of Metallurgy amp。 LF精煉過程中，引起鋼液中酸溶鋁氧化的主要有渣中 SiO MnO、 FeO、Cr2O3以及大氣的氧化。 ?在一定渣系下，根據(jù)鋼液中各成分的變化確定常數(shù) a、 b、 c、d、 e，從而可求得 LF精煉過程中酸溶鋁的變化。 Energy 3) 夾雜物的上浮 LF精煉要保證精煉時(shí)間，使氧化物夾雜充分上浮。 等式左邊為總氧的去除速度；等式右邊第一項(xiàng)為夾雜物上浮導(dǎo)致的總氧去除速度；等式右邊第二項(xiàng) k2為總氧的增加速度項(xiàng)。 Energy 由于二次氧化造成的鋼液氧的增加速度，由鋼液中酸溶鋁[A1]s的氧化速度 k3確定，依據(jù) [A1]s氧化生成 Al2O3，有如下關(guān)系式： (619) 式中 －鋼渣界面與鋼液反應(yīng)生成的夾雜物在鋼液中殘留比例。 Energy 在 t＝ 0時(shí)， T[O]t＝ T[O]0（原始含氧量），則某時(shí)刻的總氧量為： 620) ? ? ? ? ? ? tktkt eOTekkOT 11 012 1 ?? ???College of Metallurgy amp。t1 加熱升溫 加合金之后，測溫取樣前的混勻 脫硫及鋼渣反應(yīng) 脫氧及去夾雜物，弱攪拌 100 150~200 150 30~50 表 616 LF爐攪拌功率的選擇 控制吹氬攪拌功率，以促進(jìn)夾雜物上浮，并防止鋼液的二次氧化。針對(duì)不同操作目的攪拌功率的控制如表 616所示。 Energy 5）喂 Ca－ Si線 ?當(dāng) [Ca]／ (A12O3)Il時(shí)， (A12O3)I為鋼液中 A12O3夾雜的含量，易生成 CaO〃6Al 2O3，水口結(jié)瘤、斷澆。 ?喂線前的鋼液條件為： [S]％， a05 10－ 6。喂線后酸溶鋁為 ％ ~％，A12O3夾雜為 ％以下，可避免水口結(jié)瘤。 Energy 6） LF精煉結(jié)束時(shí)的弱攪拌 ?鋼液弱攪拌凈化處理技術(shù)是指 通過弱的氬氣攪拌促使夾雜物上浮 ，吹入的氬氣泡可為 10μm或更小的不易排出的夾雜顆粒提供粘附的基體，使之粘附在氣泡表面排入渣中。弱攪拌的功率一般為 30~50W／ min，弱攪拌的時(shí)間為3~5min。 College of Metallurgy amp。 Energy ?B 鋼中硫化物的去除 在 LF爐內(nèi)可以造高堿度強(qiáng)還原性合成渣，配合鋼包底吹氬攪拌，創(chuàng)造極為優(yōu)越的脫硫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，能夠有效地脫硫，適合于生產(chǎn)低硫鋼、超低硫鋼。 Energy ?由上式知， 增大硫在鋼、渣間的分配比，要高堿度、高溫 ，而 LF精煉滿足了上述的要求，它可以 造高堿度還原渣，渣量大，可達(dá) 25kg／ t； 電弧加熱，爐渣溫度高 ；可以 控制吹氬量 ，保證較強(qiáng)烈攪拌鋼液。 ? LF精煉渣中不穩(wěn)定氧化物越低，脫硫效果越好；初始硫含量越高，精煉終了硫含量也越高，增加精煉時(shí)間有利于脫硫。 College of Metallurgy amp。鋼中溶解氧可降至 20 104％以下，電弧加熱可以精確地控制鋼液溫度，調(diào)整合金成分，將成分控制在很窄的范圍內(nèi)。 College of Metallurgy amp。 預(yù)熱溫度為 500℃ 與預(yù)熱溫度為900℃ 的鋼包，鋼液溫降相差約 50℃ 。鋼液入LF爐用小功率加熱一段時(shí)間后，鋼液溫度仍比未加熱時(shí)低，這是因?yàn)榘r蓄熱量大于電極供給熱。 Energy (2) 渣層厚度對(duì)鋼液溫降的影響， ?為了減少鋼液的散熱損失，鋼液面上需要覆蓋一定厚度的渣子。 渣厚大于 50mm時(shí)不同渣層厚度對(duì)渣表面的熱損失基本相同 。渣表面溫度降得很快， 5min內(nèi)便降到 900℃ 以下。 College of Metallurgy amp。 吹氬攪拌使散熱量增加是引起鋼液溫降的主要原因 。 Energy (4) 加入合金對(duì)鋼液溫降的影響 ?加入鋼液內(nèi)的合金對(duì)鋼液溫度的影響主要取決于合金加入量， 一次加入大量合金將顯著降低鋼液溫度 。表 617為鋼液中加入 1％合金元素時(shí)對(duì)鋼液溫度的影響。 Energy 鋼液溫度 硅鐵 (45) 硅鐵 (75) 鈦鐵 (25) 釩鐵 (40) 錳鐵 （ 75） 鉻鐵 (60) 鉬鐵 硅錳 (20,70) 硅錳 （ 17,70） 1570 + + + － － － － － 1620 + － 10 － － － － 表 617 鋼液中加入 1%元素時(shí)對(duì)鋼液溫度的影響（ ℃ ） College of Metallurgy amp。為了脫氣，在原設(shè)備上配備真空蓋，并配有真空室下加料設(shè)備。為了區(qū)別用 LFV表示。 Energy a－電弧加熱； b－真空處理； 1－加熱蓋； 2－電極； 3－加料槽； 4－真空蓋； 5－鋼包； 6－堿性還原渣； 7－鋼包車 圖 613 LFV法示意圖 College of Metallurgy amp。所不同的是 真空和加熱分別采用兩個(gè)包蓋，大氣壓下加熱，加合成渣精煉，吹氬攪拌，然后抽真空脫氣 。 College of Metallurgy amp。如果配一支吹氧槍還可以真空吹氧脫碳，冶煉不銹鋼。 ? LFV通常由 座包工位，加熱工位，真空工位 組成，既可以 座包－加熱－真空 型式布置，也可以 座包－真空－加熱 型式布置。 Energy ? LFV的真空室有兩種結(jié)構(gòu)型式：①真空包蓋與精煉鋼包直接用耐熱橡膠密封圈密封，即為 桶式密封結(jié)構(gòu) 。前者適合于現(xiàn)有廠房條件的中、小型 LFV。 后者優(yōu)點(diǎn)是：比較適合于低碳和超低碳鋼的精煉 。 College of Metallurgy amp。但是蒸汽泵需要大量的冷卻水和蒸汽。例如對(duì)于 LFV（ 30～ 50t），處理一般純凈度要求的鋼種，采用桶式真空結(jié)構(gòu)的蒸汽噴射泵的能力一般 150Kg/h，而 采用罐式真空結(jié)構(gòu)的蒸汽噴射泵的能力一般 250Kg/h。 College of Metallurgy amp。這種工藝 適用于純凈鋼的生 產(chǎn)，其精煉時(shí)間 50～ 70分鐘，電耗 30～ 40Kwh/t。這種工藝 適用于超純凈鋼生產(chǎn) ，其精煉時(shí)間 70～ 90分鐘，電耗 40～ 50Kwh/t。 Energy ?③ 普通精煉工藝 ：電爐熔化，成分分析－去磷－扒渣－造渣，合金化－出鋼－鋼包進(jìn) LF(V)座包工位－吹氬，加熱－成分和溫度調(diào)整－吊包澆注。其精煉時(shí)間在 30分鐘，電耗30～ 40Kwh/t。這種工藝 適用于生產(chǎn)低碳和超低碳不銹鋼 。 College of Metallurgy amp。 ?采用普通工藝可使工業(yè)純鐵的 [S]從 ％下降到 ％以下。 ?采取特殊的真空精煉和吹氬攪拌制度不僅可使軸承鋼中的 [S]+[H]+[N]+[O] ≤ 70 104％。硫化物含量達(dá)到 ％以下。 College of Metallurgy amp。 90年代以后，在轉(zhuǎn)爐車間裝配 LF(V)精煉爐越來越引起人們的興趣?？捎醚鯕廪D(zhuǎn)爐配 LFV法取代電爐法生產(chǎn)特殊鋼。 College of Metallurgy am