LF炉用耐火材料

LF精炼炉主要设备及技术特点精炼炉是一种用于提炼金属的设备，可以将原料中的杂质去除，使金属纯度得到提高。

下面将介绍LF精炼炉的主要设备及技术特点。

1.主要设备(1)电弧炉：LF精炼炉采用双电弧炉的结构，两个电弧炉分别位于炉底和炉盖上。

通过电极引入电弧，产生高温高能量的电弧，以加热和熔化原料。

(2)钢包：钢包是LF精炼炉的重要组成部分，用于容纳原料并进行精炼过程。

钢包由耐火材料制成，具有较高的耐高温和耐腐蚀性能。

(3)搅拌设备：LF精炼炉采用高速电动搅拌设备，可通过搅拌提高金属的均匀性，促使气体和液态金属之间的传质和传热效率。

(4)电热和耐火材料：LF精炼炉的电极和耐火材料需要具有良好的导电性和耐高温性能，以保证炉内高温环境的稳定和热传导的顺利进行。

2.技术特点(1)精炼效果好：LF精炼炉采用高温高能量的电弧熔炼技术，可以快速高效地熔化原料，并通过搅拌设备提高金属的均匀性。

同时，LF精炼炉还可以在高温条件下进行气体吹吸，进一步去除金属中的杂质，提高金属的纯度。

(2)处理能力大：LF精炼炉具备较大的处理能力，可以处理大量的原料。

炉容大的设计可以满足大规模钢铁企业的生产需求，提高生产效率。

(3)过程控制精确：LF精炼炉采用先进的自动化控制系统，可以实时监测和控制炉内温度、压力等参数，保证精炼过程的稳定性和精确性。

同时，还可以根据不同的原料和工艺要求进行灵活的调整和控制。

(4)能源消耗低：LF精炼炉采用高效的电弧熔炼技术，其能源消耗相对传统炼钢方法更低。

此外，精炼过程中的气体吹吸也能够有效利用高温和高压气体的能量，降低能源浪费。

(5)环保节能：LF精炼炉在炼钢过程中产生的废气可通过尾气处理系统进行净化处理，达到环保排放标准。

同时，由于能源消耗低，可以降低对自然资源的需求，具有良好的节能效果。

综上所述，LF精炼炉作为一种重要的炼钢设备，具备精炼效果好、处理能力大、过程控制精确、能源消耗低和环保节能等技术特点，能够满足现代化钢铁生产的需求，推动钢铁行业的发展。

1.4LF炉设备简介LF炉的设备主要包括:炉体(带有吹气装置的钢包)、炉盖、电弧加热装置、加料装置和真空系统等部分。

LF主体设备如图1.5。

图1.5LF炉设备结构示意图1.4.1 炉体LF炉的炉体实际上是一个带有吹气装置的钢包，钢包底部有出钢用的滑动水口及吹惰性气体的透气砖。

钢包尺寸的主要技术参数是熔池深度和直径之比H/D。

它的大小直接影响钢液搅拌强度、钢一渣接触面积、包壁渣线的热负荷、包衬寿命及热损失等。

一般取值H/D=0.8-1.2[3]。

日本不同容量LF炉的H/D值列于表1.1，值得借鉴。

一般H/D值较大时有利于加速钢一渣混合反应和夹杂物上浮，使吹氢搅拌效果提高。

从钢液面到包口边缘的距离称为钢包的自由空间或净空，对非真空处理的钢包，净空的高度一般为500-600mm[4]，有真空处理时净空应为1000-1200mm，保持一定的净空有利于提高包衬寿命并为强搅拌以促进钢一渣的充分混合反应提供自由空间。

透气砖是LF炉的关键部件，也是影响吹氢搅拌质量和成本的重要因素，要求具有良好的透气性和较好的高温强度。

目前，LF炉使用最普遍的是包铁皮的圆锥型透气砖，并与座砖配合，装在包底的砌砖内。

另外，为便于更换，在透气砖与座砖之间加设套砖[5]。

表1.1日本LF钢包炉与熔池尺寸容量/t20306015050实际装入量/t13/2318/3360100/15045/50钢包内径/mm16761948207031642430钢包内高/mm19952195274040002770熔池深H/mm12601402234027541348 (在额定容量时)H/D(在额定容量时) 0.750.721.130.870.491.4.2 炉盖LF炉一般都使用水冷炉盖。

为了提高热效率并保持钢包内的强还原气氛，炉盖要具有良好的密封性能;炉盖内层衬有耐火材料。

整个炉盖用可调节的链钩悬挂在门形吊架上，通过升降机构可调整炉盖的位置;LF炉的炉盖上还设有合金、渣料加料口，有的还有测温、取样装置。

100吨LF精炼炉设备技术说明1.1 电炉生产流程及工艺路线根据车间产品大纲，其工艺路线如下： 普通钢、低合金钢： 电炉——LF 炉——模铸/铸件 合金结构钢、优碳钢：电炉——LF 炉——VD ——模铸/铸件 超低碳、超低氮钢类：电炉——VOD ——（LF 炉）——模铸/铸件1.2 电炉工艺技术参数确定1.2.1 平均出钢量及炉壳直径考虑车间产品单重及与现有电炉的合浇工艺，可以设计电炉的平均出钢量为100吨，最大出钢量125吨。

这种情况可以选择公称容量100吨电炉、炉壳直径为6100 mm 、EBT 出钢的电炉。

当新炉体就要出125吨钢水时，可适当垫高（～100 mm ）炉门坎并出净炉内钢水即可实现。

1.2.2 电炉冶炼周期与年产钢水量电炉车间的年产钢水量与冶炼周期的关系如下：τN G B A ⨯⨯⨯⨯=6024 ，万t式中：N —电炉车间的炉座数，一座。

G —电炉的平均出钢量，100吨。

B —电炉的年作业天数，对于铸钢行业一般为256～292天，车间作业制度及电炉年作业天数见表2.1。

表2.1 车间作业制度及电炉年作业天数—冶炼周期或出钢周期，以铸锻为主的电炉流程节奏快不起来，电炉冶炼周期也短不了，对于本例设电炉炼钢冶炼周期为120min。

年产钢水量的估算见表2.2。

表2-2 不同产品的年产钢水量注：年作业天数按 274天（年作业率为0.75）。

1.2.3 电炉变压器容量及技术参数1）冶炼周期组成当考虑电炉炼钢冶炼周期120min时，按废钢三次装料设计，补炉、装料（接电极）、出钢等非通电时间25min，使得变压器时间利用率Tu为0.79，通电时间为95min。

非通电时间过长，将延长冶炼周期、生产率降低，增加炉子热损失、降低炉子热效率，也提高吨钢电耗。

2）吨钢电耗采用氧化法，100%废钢，配碳量 1.5%与 3.5%（35kg/t钢）炉渣，在电炉中熔化并加热精炼至出钢温度（1650℃），所需要实际能耗平均为650 kWh/t，考虑到炉门碳-氧枪＋炉壁氧枪，吹氧35～40 Nm3/t，与石墨电极氧化等提供的能量，合计160～180 kWh/t。

耐火材料按用途分类产品系列一、炼铁用耐材系列二、炼钢用耐材系列三、工业炉用耐材系列四、烟囱、烟道、内衬材料五、水泥窑用耐材系列六、有色冶金耐材系列七、石化系统耐材系列八、电力系统耐材系列九、常规产品系列一、炼铁用耐材系列1、产品名称：SPZ系列纤维绝热浇注料所属分类：炼铁用耐材系列【用途】各种高温气体管道内衬喷涂、浇注、涂抹；高温炉窑及设备保温隔热层：如加热炉、均热炉、热处理炉、退火炉，陶瓷、耐火制品烧成窑、蒸汽锅炉、石油工业管式加热炉、轻柴油、乙烷裂解炉、石油催化裂化装置、水泥窑炉、有色冶金炉窑复合保温结构的保温隔热层；钢包、连铸中间包保温衬；【特性】导热系数低——容重轻，导热系数极低，保温性能好；施工方便——可浇注、可涂抹、可喷涂，施工方便；【用法】按比例加水搅拌成砂浆，振捣浇注、机械喷涂、手工涂抹成型。

2、产品名称：高炉内衬维修RDGN、RDGA喷补料【用途】RDGN喷补料——用于高炉炉身上，中部热态喷涂维修RDGA喷补料——用于高炉炉身下部热态喷涂维修RM1X可塑料——用于高炉出铁口的维修【特性】喷补料强度高，有良好的抗CO和碱金属侵蚀性能；附着性好，回弹率小；可塑料中温强度高、抗剥落性好；粘结力强；【用法】高炉内衬热态或冷态喷补维修，可塑料涂抹、捣打。

3、产品名称：高炉造衬压入泥浆系列【用途】适用于炼铁高炉、热风炉、热力管道等大型冶炼设备的内衬灌浆造衬高铝质压入料RY―65——高炉冷却壁耐火衬剥落后的造衬维修碳化硅－碳质压入料RDT-55——用于高炉风口与冷却板部位的压入维护碳质压入料RYT-1、RYT-2——用于高炉炉缸、铁口等部位的压入维修硬质压入料RAP——用于高炉炉身、炉腰、炉腹等部位的压入造衬维修【特性】良好的施工流动性；良好的粘结性、扩展性；低温早强，从低温到高温强度高；施工体组织密实；具有一定的保存期；【用法】双组分按规定比例充分搅拌均匀后，通过压入机压入灌浆孔，受温度作用迅速硬化造衬。

LF炉用耐火材料LF炉用耐火材料一、前言LF(Ladle Furnace)被称为钢包精炼炉，属于二次精炼炉，LF精炼是炼钢工业中使用较多的炉外精炼设备之一。

近几年来，随着我国洁净钢产量的不断增加和质量的不断提高，对 LF 精炼炉及其它炉外精炼设备用耐火材料提出了更高的要求。

LF精炼纯净钢的研究近年来受到多方面的关注，不同的炉衬耐火材料对精炼效果有不同的影响。

下面主要介绍一下LF炉及其所用的耐火材料。

二、LF炉的发展LF钢包精炼炉是由日本大同钢铁公司1971年率先开发使用的。

该公司用LF 炉冶炼取代了电弧炉，减轻了电弧炉的精炼负担，提高了电弧炉的生产率。

LF 炉发展初期仅用于生产高级钢，随着冶金、连铸及相关控制技术的发展，扩大了LF炉的应用范围。

由于LF炉具有投资少、用途广、精炼效果好等优点，近年来，国内外己将LF炉作为主要的炉外精炼手段。

三、LF炉简介㈠LF钢包精炼炉定义LF钢包精炼炉是将电炉内还原熔炼的钢水送入钢包，在将电极插入钢包钢水上部炉渣内并产生电弧，边加入合成渣，边用氩气搅拌，使钢包内保持还原性气氛，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备，钢包炉是炉外精炼的主要设备。

目前,已将此法与转炉配合使用，对钢水进行脱氧、脱硫及调整成分。

㈡LF炉的机械设备LF炉的机械设备包括钢包、钢包车、精炼炉变压器、短网、底吹气系统、冷却水系统、精炼炉炉盖、气动系统、合金加料装置、排烟除尘系统。

LF装置示意图如图1图1 LF装置示意图1—石墨电极；2—合金料仓；3—底吹气透气砖；4—钢包滑板㈢LF钢包精炼炉的生产流程和功能图2 钢包精炼法生产流程图1、真空脱气功能。

2、使钢液具有升温和保温功能。

3、氩气搅拌功能。

四、LF炉用耐火材料LF的耐火材料主要指钢包的耐火材料。

钢包的耐火材料包括钢包内衬耐火材料、透气砖、滑板、出钢口填料（即引流砂）等。

对钢包耐火材料的主要要求：耐高温，能经受高温钢水长时间作用而不熔融软化；耐热冲击，能反复承受钢水的高温和钢水浇铸以后的高温向低温转变而不剥落；耐熔渣的侵蚀，能承受熔渣和熔渣碱度变化对内衬的侵蚀作用；具有足够的高温机械强度，能承受钢水的搅拌和冲刷作用；内衬具有一定的膨胀性，在高温钢水作用下，使内衬之间紧密接触而成为一个整体。

LF钢包精炼炉培训教材冶二车间2010年4月目录1 精炼炉的常识及功能 (3)2 精炼炉设备的认知 (5)2.1 布局形式 (5)2.2 主要工艺参数 (5)2.3 钢包炉盖 (5)2.4 LF钢包精炼炉用耐火材料 (6)3 LF对炉前钢水的要求 (8)4 LF炉生产工艺和操作技术 (9)4.1 处理过程 (9)4.2 造渣技术 (10)4.3 发泡和埋弧技术 (15)4.4 供电技术 (16)4.5 脱硫技术 (17)4.6 铝含量控制技术 (18)4.7 温度控制技术 (19)4.8 喂线技术 (19)4.9 钢中气体控制技术 (22)4.10 吹氩技术 (23)4.11 夹杂物控制技术 (24)4.12 热态钢渣循环利用技术 (27)4.13 防止增碳技术 (28)1 精炼炉的常识及功能LF炉(ladle refining furnace )起源常称钢包精炼炉或钢包炉，是由日本特殊钢公司于1971年研制成功的。

开发初意是把EAF中的还原操作移到钢包中进行。

LF炉特点LF炉是一种特殊的精炼容器，多采用埋弧精炼操作。

其特点主要有：将初炼炉内熔炼的钢水送入钢包，再将电极插入钢包钢水上部炉渣内并产生电弧，加入合成渣，形成高碱度白渣，用氩气搅拌，使钢包内保持强还原性气氛，进行所谓埋弧精炼（如图1-1所示）。

由于氩气搅拌加速了渣－钢之间的化学反应，用电弧加热进行温度补偿，可以保证较长的精炼时间，从而使钢中的氧、硫含量降低（硫大约最低可到10ppm，总氧可到25ppm以下）。

LF钢包精炼炉设备投资少，可显著提高车间产量。

最近，此法广泛应用于转炉炼钢车间，与转炉配合生产，可以在浇注（铸）前有效地均匀和调节钢水温度、成份，从而使得转炉炼钢厂可以较低的成本生产质量极高的钢材产品。

LF炉分类按电极加热方式分：交流钢包炉和直流钢包炉(≤50t)。

直流钢包炉包括单电极直流钢包炉、双电极直流钢包炉、三电极直流电弧电渣钢包炉。

LF精炼炉精炼用材料技术条件
1.原材料:
2.温度控制:
3.耐腐蚀性:
在炼化过程中，炉内会存在一定的酸碱性气氛，液态钢水和钢渣中也
可能含有酸性或碱性的化合物。

因此，材料需要具有较好的耐腐蚀性，能
够抵御腐蚀性气体和化学物质的侵蚀。

常用的耐腐蚀金属材料有不锈钢
（如316L不锈钢、904L不锈钢）和耐酸碱陶瓷材料（如氧化铝陶瓷）。

4.导热性:
在炼化过程中，精炼炉需要快速达到设定温度，并保持温度的均匀分布。

因此，材料需要具有较好的导热性，能够快速传导热量并均匀分布。

常用的导热材料有铜、铝和铜合金。

5.尺寸稳定性:
炼化过程中，精炼炉内会受到较大的热膨胀和冷缩的影响，这会对炉
内材料的尺寸稳定性提出要求。

材料应具有较低的热膨胀系数，以避免因
热胀冷缩而导致材料破裂或变形。

常用的低热膨胀材料有石墨和陶瓷材料。

6.密封性:
精炼炉需要具有良好的密封性，以避免炉内气体泄漏。

材料需要具有
较好的密封性能，能够抵御高温气体和化学物质的渗透。

常用的密封材料
有石棉、橡胶和金属密封垫片。

总结：
LF精炼炉炼化用材料的技术条件主要包括耐高温能力、耐腐蚀性、导热性、尺寸稳定性和密封性。

常用的炼炉材料包括耐高温合金、陶瓷材料、不锈钢、铜合金、石墨和陶瓷材料等。

这些材料能够满足高温环境下的需求，并确保精炼炉的炼化效果和使用寿命。