LF精炼炉工艺说明
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LF精炼炉⼯艺说明
LF精炼炉⼯艺技术说明
⽬录1.1.⼯程概述
1.2.LF炉的主要功能及技术参数
1.3.⼯艺流程描述
1.4.LF炉操作时间表
1.5.烟⽓量计算及参数
1.1⼯程概述
新建电炉主要⼯艺设备包括1座公称容量80t超⾼功率电炉、2座LF精炼炉、1座VD/VOD、320×340/∮500/∮600⽅圆弧型连铸机的、多台VC模铸设备及辅助⼯艺设备。1.1.1⼯⼚条件
1.1.1.1⾃然条件
海拔地⾯标⾼ 2.2～4.6 m
⼤⽓压⼒: 冬季 101kPa
夏季 99.9kPa
最⼤风速及风向 24m/sNW
极端最低温度 -10.2℃
极端最⾼温度40.5℃
年平均降⾬量 1054mm
年最⼤降⾬量 1479mm
地震抗震设防烈度 6度1.1.1.2 电源条件
电炉变压器⼀次侧电压35kv±10%
三相四线380v±10%
交流电源频率波动范围50Hz±3%1.1.1.3 能源介质条件
天然⽓
热值8500kcal/Nm3
氩⽓
纯度⼤于99.9%
压⼒ 1.6MPa
氮⽓
纯度99.9%
低压氮接点压⼒0.6～0.8MPa氧⽓
纯度⼤于99.6%
压⼒ 1.2～1.4MPa
压缩空⽓
压⼒：0.4～0.6MPa
设备冷却⽔
供⽔压⼒0.4～0.6MPa
⽔质由卖⽅提出要求，买卖双⽅协商确定1.1.2 后续条件120吨LF＋VD/DOD
公称容量120t
座数2座
平均精炼钢⽔量100t/炉
最⼤精炼钢⽔量125t/炉
平均精炼周期≤50min1.1.3车间条件
1.3.1产品⽅案
当电炉主原料为７５％废钢（堆⽐重0.7），２５％⽣铁时，两篮加料，年⽣产合格钢⽔61万t，其中：
供模铸和真空浇铸⽣产⼤型钢锭15.2万t/a，相应需合格钢⽔16.7万t/a，产品⽅案详见表2.6-1。
供连铸⽣产320mm×340mm⼤⽅坯和φ500~φ600 mm圆坯35.8万t/a，相应需合格钢⽔37.6127万t/a，产品⽅案详见表2.6-2。
其余6.6873万t/a合格钢⽔供给⽴式铸机，⽣产?800～?1200mm⼤圆坯6万/a，产品⽅案见表2.6-3
表2.6-1 供模铸和真空浇铸⽣产⼤型钢锭产品⽅案表2.6-2供连铸机⽣产⼤⽅坯和圆坯产品⽅案
表2.6-3供⽴式铸机⽣产⼤圆坯产品⽅案电炉车间⼯艺流程为：铁⽔和废钢→电炉→LF→VD→连铸机或模铸。1.2 LF炉的主要功能及技术参数
1.2.1LF炉的主要功能
a．常压下电弧加热升温、⼿动测温取样，使温度控制精确，从⽽可以优化浇注温度。
b．底吹氩⽓搅拌，使钢液温度均匀，成份均匀、钢⽔纯净。
c．合⾦微调，配⽤合⾦加料系统，使得成份控制准确，钢⽔达到最终要求的化学成份。
d．喂丝，配⽤喂丝机，使得钢液脱硫、脱氧、改变夹杂物形态和分布以及准确控制合⾦元素含量，同时使合⾦收得率⾼，并提⾼钢⽔质量。e．排烟除尘，配合排烟除尘系统，可有效地控制烟⽓排出，使烟尘排放量达到环境保护的要求。
f．缓冲、调节冶炼与连铸的节奏，以利连续⽣产。
1.2.2⼯位设置
a）吊包⼯位
b）加热⼯位（含喂丝）
c）吊包⼯位
1.2.3 LF炉主要技术参数
LF炉主要技术参数
1.3.⼯艺流程描述
1.3.1电弧炉⼯艺描述
在电弧炉出钢前，⾸先将钢包准备好，将钢包包衬表⾯温度加热到900℃以上。然后将载有钢包的钢包车开到出钢⼯位，并接通Ar⽓管路，等待出钢。
当电弧炉内的钢⽔的成份、温度均达到⽬标值时，即可出钢。出钢过程根据各钢种的⼯艺要求，相继加⼊合⾦及适量的造渣剂，提前造渣，并在出钢过程中吹氩，为LF炉精炼赢得更多的时间。1.3.2LF⼯艺描述
1.3.
2.1LF总体⼯艺描述
吊车将钢⽔包吊到钢包车的吊包⼯位，此时⼿动接通氩⽓管路，进⾏吹氩。然后将钢包车开⾄加热⼯位，钢包盖下降，测温加渣料，电极下降，开始通电加热（根据测温选择供电制度）在加热的过程中采⽤较⼩的吹氩量进⾏搅拌，第⼀阶段通电时间为4min，基本达到热平衡，钢液温度不再下降，这时停⽌通电，提起电极，同时进⾏底吹Ar搅拌，以使钢⽔成份及温度均匀，之后进⾏测温取样。在等待快速化验结果的同时，继续进⾏通电加热。
当试样分析结果出来后，⾃动传送⾄主操作室及计算机系统内，LF 的计算机系统根据化验分析值与钢种⽬标值之间的差距，通过计算机数字模型进⾏计算，计算出需要加⼊的合⾦料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC，实现⾃动加料。
该系统根据LF计算机的指令，在规定的时间内将规定牌号和数量的各种合⾦料，经上料系统选择、称量、输送到LF的合⾦受料⽃，此时断电将电极升起，打开受料⽃阀门，合⾦料即可加⼊钢包中，从⽽达到合⾦微调的⽬的。加⼊合⾦料后，增⼤吹氩强度，加速成份的均匀，选择⼆次电压和电流以最佳能量输⼊⽅式继续加热20min左右，使钢⽔的成份和温度达到规定的⽬标，此时进⾏最后⼀次测温取样，使加热处理后的钢⽔在加热⼯位进⾏喂丝处理，采⽤双线喂丝喂⼊铝线或铁钙或碳线，进⾏终脱氧、脱硫，作夹杂物的变性处理。在喂丝过程中⽤较⼩的氩⽓量搅拌，在喂丝装置上设有显⽰喂⼊长度的计数器和速度控制器，当以⼀定速度喂⼊预定长度时，喂丝机会⾃动停⽌喂丝。然后包盖升起，钢包车开⾄吊包⼯位。1.3.
2.2⼏个具体⼯艺操作说明
（a）造渣⼯艺说明
钢包精炼炉采⽤⽯灰和萤⽯作为造渣剂，造渣可分为两步完成，第⼀步是在电炉出钢过程中，利⽤出钢时良好的动⼒学条件，加⼊⼤约三分之⼀的造渣剂，提前造渣；第⼆步是将其余三分之⼆造渣剂在LF处理⼯位加⼊。
由于电炉渣含氧量⾼，电炉下渣影响精炼过程中脱S和合⾦化的效果，并能产⽣回P现象，所以电炉出钢必需采⽤挡渣⼯艺，使流⼊钢包的电炉渣不超过1t/每炉。
（b）吹氩⼯艺说明
在LF精炼过程中，实⾏全程吹氩。不同阶段采⽤不同的吹氩强度。在加热时采⽤弱吹氩，使钢液发⽣轻微蠕动，不能使钢液暴露；在加料、测温取样时，采⽤强吹氩；喂丝后采⽤软吹氩。通过吹氩模型实现⾃动控制。
根据⽣产实践经验，确定弱吹氩流量约50升/分，强吹氩流量约500升/分。
（c）合⾦加料⼯艺说明
对钢⽔成分化验后，其成分若达不到⽬标值则必须添加适量合⾦材料。因此需要有⼀个合⾦量添加模型，该模型必须遵循以下两点原则：钢⽔在加热第⼀阶段结束后，进⾏取样分析，试样通过风动送样系统送到集中化验室化验，试样结果通过数据传输系统传到操作室。LF的计算机系统根据化验分析值与钢种⽬标值之间的差距，通过计算机数字模型（该模型放在HMI上，即2级）进⾏计算，计算出需要加⼊的合⾦料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC。(d)脱氧⼯艺说明
精炼脱氧有两种⽅式，即扩散脱氧和沉淀脱氧。
扩散脱氧是钢⽔中的氧以FeO的形式通过钢-渣界⾯的反应进⼊渣中，然后排除掉，因为渣中的FeO含量较低，⽓氛为⾮氧化性的，渣的流动性也好，是⼀种有效的脱氧⽅法。但是由于这种⽅法脱氧速度较慢，对于电炉这种快节奏的⽣产⼯艺来说，以沉淀脱氧为主。
沉淀脱氧是将脱氧剂直接加⼊到钢⽔中，主要脱氧剂是Mn、Si、Al 等，它们与钢⽔中的氧发⽣反应，⽣成MnO、SiO2、AL2O3等氧化物，通过底吹氩的形式，促使这些夹杂物上浮。
在LF精炼过程中，⾸先加⼊Fe-Mn、Fe-Si、AL粒等进⾏脱氧，加热结束后，再通过喂AL丝和Ca-Si丝进⾏终脱氧，采⽤软吹Ar等⼿段。(e)脱S⼯艺说明
脱S是LF精炼的⼀个主要任务，通过加料系统向钢中加⼊CaO，与钢⽔混合反应，达到脱S的⽬的。脱S反应式如下：[FeS]+( CaO)---[CaS]+(FeO)
LF精炼炉具有良好的脱S条件：
渣碱度较⾼；
渣中氧含量低，因为没有新的氧污染源，渣⾯上完全的还原性⽓氛；
通过底吹氩，增加钢渣间的反应。(f)钙处理⼯艺说明
当钢⽔完成加热和合⾦化后，钢包转到吊包⼯位，进⾏在线喂丝处理。向钢⽔中喂⼊Ca-Fe丝，除有脱氧功能外，还有更重要的改变夹杂物形态的功能。即将有害的固态夹杂物变成液态的夹杂物，容易上浮排出，达到净化钢⽔的⽬的。(g)造泡沫渣⼯艺说明在LF精炼过程中，应采⽤造泡沫渣⼯艺，即向钢包中加⼊造泡沫渣剂，产⽣泡沫渣，其优点是：营造完全的还原性⽓氛，可减少电极消耗，减⼩电弧对包衬和包盖的热辐射，并有利于脱氧。
造泡沫渣剂的加⼊，要采⽤少量、分批的原则，以防泡沫渣溢出。1.3.
2.3主要⼯艺模型
a合⾦加料模型
b吹氩控制模型
1.3.
2.4 ⼯艺流程图
1.4. LF炉操作时间表
注：累计时间指钢包占⽤处理⼯位的时间，也就是电弧炉、连铸的匹配时间。1.5.烟⽓量计算及参数
●烟⽓量计算
烟⽓量始发量200～400Nm3/h
烟⽓温度 1500℃
环境温度按30℃考虑
炉盖出⼝处排烟量（计算结果）Q0=38000～70000m3/h
排烟量温度120℃
取Q=70000m3/h（最⼤）t=100～120℃
●烟⽓参数
粉尘量 1.65g/Nm3
粉尘流量160kg/h
●烟尘成份
AI2O3 11.6%
Fe2O3 30%
MnO 1.6%
SiO2 17.3%CaO 20.8%
SO2 1.83%
MgO 6.5%
CO2 9%
