LF钢包精炼炉实践
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lf炉外精炼工艺流程
LF炉外精炼工艺流程是一种钢铁冶炼过程中的重要工艺,它可以有效地去除钢水中的杂质,提高钢水的质量,从而生产出高质量的钢材。
下面我们来详细了解一下LF炉外精炼工艺流程。
钢水从转炉中倒入LF炉中,LF炉是一种垂直放置的圆筒形炉体,内部有一根垂直的钢包,钢水通过钢包进入LF炉内。
在钢水进入LF炉后,首先进行的是钢水的加热,这是为了使钢水达到适宜的温度,便于后续的精炼操作。
接下来是钢水的精炼操作,LF炉外精炼主要是通过氧化还原反应来去除钢水中的杂质。
在精炼过程中,首先加入氧化剂,如氧气、氮气等,使钢水中的杂质被氧化,然后再加入还原剂,如铝、硅等,使氧化后的杂质被还原,从而达到去除杂质的目的。
在精炼过程中,还需要进行钢水的搅拌,这是为了使钢水中的杂质更加均匀地分布在钢水中,便于精炼操作的进行。
搅拌可以通过气体喷吹、机械搅拌等方式进行。
精炼完成后,需要对钢水进行取样检测,以确保钢水的质量符合要求。
如果发现钢水中仍有杂质,需要进行再次精炼,直到钢水的质量符合要求为止。
LF炉外精炼工艺流程是一种重要的钢铁冶炼工艺,它可以有效地去除钢水中的杂质,提高钢水的质量,从而生产出高质量的钢材。
在实际生产中,需要严格按照工艺流程进行操作,确保钢水的质量符合要求。
关于精炼LF炉常见故障与处理的研究发表时间:2018-09-10T17:21:16.657Z 来源:《基层建设》2018年第19期作者:蔡志恒[导读]河钢承钢线材事业部河北承德 067002前言:LF钢包精炼炉,用于对钢水进行加热升温、成份调整、脱硫、脱氧、去夹杂、均匀钢水成份和温度,以满足板材对钢水的质量要求,扩大产品品种;能调节转炉和连铸机之间的生产节奏,保证连铸机能多炉连浇。
LF炉钢包精炼炉如果出现故障,直接影响炼钢的生产节奏,造成较大经济损失,和严重的安全事故。
下面对LF炉钢包精炼炉的几种常见故障分析与处理进行探讨。
一、电极升降油缸是柱塞式油缸,在使用中油缸密封容易产生漏油故障。
LF精炼炉电极升降油缸是精炼电极升降机构的主要设备。
电极升降机构由电极升降油缸、升降立柱、电极横臂、电极夹紧放松装置、电极等组成。
采用在线更换油缸密封的方法。
首先,工器具准备:带新密封的接头、支撑架、假轴、4根M20丝杠(带母)、吊环等部件组成。
新接头要提前安装所有的密封元件;支撑架的高度能准确支撑电极油缸立柱的底部。
假轴直径为160mm,高为220mm。
M20丝杠长为1200mm,通长螺纹。
操作工序:油缸利用液压系统的高压油把电极升降机构的所有部件支起,这时把支架安放在立柱下方并固定。
然后拆除液压锁以及阀块,同时清除废油;此时在油缸活塞杆头不参与工作的部分安装吊环,利用导链把活塞杆向上提起300mm左右,把假轴安放在活塞缸正下方,同时落下导链,活塞缸靠假轴支撑,拆除吊环。
接着拆除油缸密封接头的紧固螺栓,把渗漏的接头落到油缸的底座上。
然后在安装吊环,利用导链拉起活塞杆,使之与假轴分离,向外移出假轴和密封接头。
安装新接头,把新接头和假轴安放在油缸底座,放松导链使活塞杆降落到假轴上方,拆除吊环。
然后把4根丝杠安装到油缸部分的法兰内螺纹孔。
接着将接头托起使丝杠穿过接头的法兰螺栓孔,之后旋合螺母。
这时接头刚好在活塞杆轴径变化的过渡区域;接下来的工作就是旋紧螺母,随着不断旋紧螺母,接头平滑且受力均匀的通过过渡段,之后不断旋合,接头的法兰与油缸部分法兰贴合,剩余的4个螺栓孔安装紧固螺栓,此后拆卸丝杠,安装其余螺栓。
LF精炼全解析LF精炼知识1.炉外精炼发展历程20世纪30-40年代,合成渣洗、真空模铸。
1933年,法国佩兰(R.Perrin)应⽤⾼碱度合成渣,对钢液进⾏“渣洗脱硫”—现代炉外精练技术的萌芽;50年代,⼤功率蒸汽喷射泵技术的突破,发明了钢包提升脱⽓法(DH)及循环脱⽓法(RH)1935年H.Schenck 确定⼤型钢锻件中的⽩点缺陷是由氢引起的-氢脆。
1950年,德国Bochumer Verein (伯施莫尔-威林)真空铸锭。
1953年以来,美国的10万千⽡以上的发电⼚中,都发现了电机轴或叶⽚折损的事故。
1954年,钢包真空脱⽓。
1956年,真空循环脱⽓(DH、RH)。
60-70年代,⾼质量钢种的要求,产⽣了各种精炼⽅法60、70年代是炉外精炼多种⽅法分明的繁荣时期与60年代起纯净钢⽣产概念的提出、连铸⽣产⼯艺稳定和连铸品种扩⼤的强烈要求密切相关此时,炉外精炼正式形成了真空和⾮真空两⼤系列不同功能的系统技术,同时铁⽔预处理技术也得到迅速发展,它和钢⽔精炼技术前后呼应,经济分⼯,形成系统的炉外处理技术体系,使钢铁⽣产流程的优化重组基本完成。
这个时期,还基本奠定了吹氩技术作为各种炉外精炼技术基础的地位和作⽤。
这⼀时期发展的技术:VOD-VAD、ASEA-SKF、RH-OB、LF、喷射冶⾦技术(SL、TN、KTS、KIP)、合⾦包芯线技术、加盖和加浸渍罩的吹氩技术(SAB、CAB、CAS)?80-90年代,连铸的发展,连铸坯对质量的要求及炼钢炉与连铸的衔接,RH-KTB、RH-MFP、RH-OB;RH-IJ(真空深脱磷),RH-PB、WPB(真空深脱硫)、V-KIP、SRP脱磷21世纪,更⾼节奏及超级钢的⽣产。
2.炉外精炼作⽤和地位提⾼冶⾦产品质量,扩⼤钢铁⽣产品种不可缺少的⼿段;是优化冶⾦⽣产⼯艺流程,进⼀步提⾼⽣产效率、节能强耗、降低⽣产成本的有⼒⼿段。
保证炼钢-连铸-连铸坯热送热装和直接轧制⾼温连接优化的必要⼯艺⼿段优化重组的钢铁⽣产⼯艺流程中独⽴的,不可替代的⽣产⼯序图1 取样器⽰意图3. LF 精炼⼯艺优点●精炼功能强,适宜⽣产超低硫、超低氧钢;●具备电弧加热功能,热效率⾼,升温幅度⼤,温度控制精度⾼;●具备搅拌和合⾦化功能,易于实现窄成分控制,提⾼产品的稳定性;●采⽤渣钢精炼⼯艺,精炼成本较低;●设备简单,投资较少。
LF钢包精炼炉工艺技术操作规程编号:5-JA-LG-233 一、工艺流程精炼前的准备→转炉出钢加料→行车吊运→坐入钢包车→连接吹氩管→钢包开至精炼工位→下降炉盖→降电极加热→测温取样→加第一批脱氧剂及补充渣料→合金微调加第二批脱氧剂(渣白)→测温调整供电制定→精炼控制温度→喂丝→软吹氩→加保温剂→吊包至连铸二、精炼操作程序1、精炼前的准备(1)、按设备操作规程认真检查相关设备是否正常;(2)、检查各种渣料合金、脱氧剂的数量及质量是否符合要求(炼优质及合金钢时合金应烘烤干燥);(3)、检查测温及取样系统仪器工具是否正常;(4)、检查喂丝机是否正常,各包芯线数量是否满足要求;(5)、检查水冷炉盖内部溅渣情况及是否漏水,炉盖升降是否正常,各气动阀门动作正常;(6)、检查电极的长度及侵蚀情况,升降是否正常;(7)、各种生产工具器具是否准备完备;(8)、氩气系统及各种能源介质系统的检查;(9)、加料系统的检查;(10)、各种仪表显示是否正常指示信号是否正常;(11)、了解当班的生产计划及品种安排;(12)、了解转炉的生产情况(包括出钢温度及成份、下渣情况);(13)、了解钢包情况;(14)、了解连铸生产情况;2、出钢加渣料及合金为缩短精炼时间,转炉出钢时可加入部分合金及渣料,锰按中下线控制,硅按下线控制;3、行车吊运坐入LF炉钢包车,连接吹氩管;4、钢水精炼(1)、确认炉盖下降所具备的条件,降下炉盖;(2)、中高档电压送电2-5分钟后,测温取样及时送检;(3)、加第一批脱氧剂及部分渣料;(4)、化验结果报回成份微调,加入第二批脱氧剂;(5)、根据测温结果调整供电制度(过程温度控制按高于处理目标温度10℃左右控制,需深度脱硫的炉次可适当提高温度10-20℃);(6)、渣量配比及造渣制度①.渣料配比:石灰:萤石=5-6:1(或加入专用精炼渣);②.造渣制度:一般钢,渣料加入量:10-15千克/吨钢,深脱硫钢渣料加入量15-20千克/吨钢(全部渣量不超过25千克/吨钢,包括转炉下渣量);(7)、白渣操作①.加料3-5分钟第一批融化良好,加入第一批脱氧剂(加入总量的三分之二),当加料成分微调后此时钢渣应变黄白色,同时泡沫渣已形成接着加入第二批脱氧剂(加入总量的三分之一)约3-5分钟后,钢渣应全部变为白渣(有些低碳钢种渣呈黄白色);②.精炼期至渣料变白的时间约为10-15分钟,保持白渣时间应大于10分钟;(8)、合金调整①.合金成分调整应在黄白渣或白渣条件下进行;②.合金加入顺序应按元素活泼程度的先后顺序加入;③.合金加入量计算加入量=钢水量*(目标值-实际值)/合金元素含量*收得率;④.合金元素含量控制遵守以下原则:合金元素调整按规格中线控制,连浇炉次钢水成份要考虑上、下炉次间成份偏差,〔C〕≤0.02%,〔Mn〕≤0.10%,〔Si〕≤0.05%;(9)、在加入合金及增碳剂后要适当加大吹氩量(但钢渣不要破顶)。
LF钢包精炼炉生产特点介绍LF钢包精炼炉是一种用于钢铁冶炼的设备,其主要作用是通过继续冶炼和炼钢过程中的更正冶炼参数,提高钢水的品质。
LF钢包精炼炉由于其独特的生产特点,在现代钢铁生产中扮演着重要的角色。
以下是对LF钢包精炼炉的生产特点进行详细介绍。
首先,LF钢包精炼炉具有高效的冶炼能力。
在LF钢包精炼炉中,通过设置适当的工艺参数,可以实现钢水中非金属夹杂物的深度去除,大大提高钢水的纯净度。
此外,LF钢包精炼炉还能控制钢中的成分含量,使钢水中的碳含量、锰含量等达到设计要求,确保最终产品的质量。
其次,LF钢包精炼炉能够提高钢水的温度均匀性。
在钢铁冶炼过程中,钢水的温度均匀性对于保证产品质量非常重要。
LF钢包精炼炉通过金属的对流和搅拌,使钢水中的温度达到均衡状态,使炉内各部位的温度保持一致,从而确保钢水的温度均匀性,避免出现过热或者过冷的情况。
第三,LF钢包精炼炉具有良好的反应控制能力。
在LF钢包精炼炉中,通过精确的控制进气、出气、吹氧量等操作参数,可以实现对炉内化学反应的精确控制,从而使得反应达到最佳状态。
此外,LF钢包精炼炉还可以通过添加合适的合金元素,调整钢水的成分,提高产品的性能和品质。
第四,LF钢包精炼炉具有较低的能源消耗。
相比传统的转炉炼钢和电弧炉炼钢方法,LF钢包精炼炉的能源消耗较低。
由于LF钢包精炼炉能够在较低的温度下进行冶炼,同时有效利用炉内的余热,减少能源浪费,降低生产成本。
第五,LF钢包精炼炉具有较好的环境适应性。
在LF钢包精炼炉中,炼钢时间较短,操作过程相对简单,而且炼钢过程中不产生大量的废气、废渣等污染物,相比传统的炼钢方法对环境的影响较小。
这也符合现代工业对于环保、节能的要求。
综上所述,LF钢包精炼炉在钢铁生产中具有高效的冶炼能力、温度均匀性、反应控制能力、能源消耗和环境适应性等特点。
通过合理的工艺参数的设定和精确的操作控制,可以实现钢水的纯净化、成分调整和温度均匀性的提高,从而保证钢铁产品的质量和性能。
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精炼炉脱硫工艺制度的研究与优化随着科学技术的不断发展,对炼钢生产率、钢的成本、钢的纯净度以及使用性能等方面,都提出了越来越高的要求。
这使传统的炼钢设备和炼钢工艺难以满足需求。
炉外精炼也称二次精炼或钢包冶金,将在常规炼钢炉中完成的精炼任务,部分或全部地移到钢包或其它容器中进行,达到提高钢质量的目的。
LF炉作为炉外精炼设备的一种,具有优异的综合性能,钢液经过LF炉处理可以提高纯净度。
本文在分析研究脱硫的热力学和动力学基础上,结合LF炉的生产实际,对其工艺参数及操作制度进行了研究和优化。
通过控制转炉下渣量、LF炉快速造渣及加快脱硫反应速率等措施,可以实现LF炉生产工序及整个炼钢车间生产工序的高产、优质、低成本。
关键词: LF炉;脱硫;造渣1.1 炉外精炼技术的发展[1]随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高,钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程,它已成为现代炼钢工艺中不可缺少的重要环节。
由于这种技术可以提高炼钢设备的生产能力,改善钢材质量,降低能耗,减少耐材、能源和铁合金消耗,因此,炉外精炼技术己成为当今世界钢铁冶金发展的方向,对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向有必要进行探讨。
钢中的硫、磷、氢、氧、氮含量大大地影响了钢的性能,如抗拉强度、成型性、可焊性、抗腐蚀性和疲劳性能等。
当钢中硫、磷之和低于0.004%,且氢、氧、氮含量较低时,钢的性能会产生较大的变化,尤其是抗腐蚀性、低温脆性、可焊性和成型性会有几倍甚至几十倍的提高,这比添加合金元素更有效。
为此,作为冶炼高级优质钢的必要手段——炉外精炼,必须有效地脱除杂质元素来提高钢的质量、改善钢的性能。
我国钢铁工业在品种、质量、消耗、成本及劳动生产率等方面与发达国家相比还很落后,主要表现在钢的化学成分波动范围大,硫、磷等有害元素和气体、非金属夹杂物含量相对较高,即钢的纯净度差,从而使钢材的性能不稳定。
随着中国加入世界贸易组织,中国钢材己进入全球化序列。
lf精炼炉炼钢原理与工艺-回复精炼炉(LF炉)是用来进行钢液净化和精炼的设备。
它能够有效去除钢液中的杂质,调整化学成分,并改善钢的性能与质量。
本文将一步一步解析LF炉的炼钢原理与工艺,以帮助读者深入了解。
一、LF炉的炼钢原理1.1 钢液净化LF炉主要通过炉后吹氩和加入特定化合物,来净化钢液中的杂质。
炉后吹氩能够有效去除钢液中的气体、硫和磷等杂质,同时还能调整温度和各组分的分布。
加入特定化合物,如石灰和石墨等,可以与杂质反应形成不溶性的化合物,从而使杂质从钢液中分离出来。
1.2 炼钢调温LF炉中,钢液的温度可以通过电加热和氩气吹吐等方式进行调节。
通过炼钢调温,可以使钢液温度达到炉内所需的溶解、反应和转化温度。
调温还能保证钢液的流动性,从而有利于杂质的分离和钢液的均匀化。
1.3 炼钢精炼LF炉的炼钢精炼主要通过吹氧和搅拌来实现。
吹氧能够使钢液中的碳和硅等元素氧化,从而减少钢液中的杂质含量。
搅拌则能促进氧含量均匀分布,加快反应速度,同时还能使钢液中的夹杂物向钢液表面浮动,便于排除。
二、LF炉的炼钢工艺2.1 关键工艺参数选择LF炉的炼钢工艺中,选择合适的工艺参数非常重要。
首先是吹氩时间和吹氧时间的控制,这决定了炉内温度和各元素的氧化程度。
其次是石灰和石墨的用量和添加方式,这直接关系到杂质的去除效果。
此外,还要考虑炉内搅拌方式和速度,以保证炼钢过程的均匀性和高效性。
2.2 炉底吹氩和炉后吹氩LF炉的炼钢工艺中,炉底吹氩和炉后吹氩是常用的操作方式。
炉底吹氩可以促进钢液的流动,帮助气泡和杂质向上浮动,从而增强净化效果。
而炉后吹氩则用于调整钢液中氧的含量,防止二次氧化。
2.3 搅拌技术LF炉中的搅拌技术对炼钢效果起着重要作用。
通常采用电磁搅拌或气体搅拌方式。
电磁搅拌通过电磁感应产生涡流,从而使钢液产生强烈的旋涡,促进各组分的混合和反应。
而气体搅拌则利用气体的冲击和搅拌作用来加速气体的溶解和杂质的分离。
2.4 添加剂的使用LF炉的炼钢工艺中,添加剂的选择和使用也是关键步骤。
炼钢厂转炉LF精炼炉RH真空精炼炉连铸机等设备操作规程炼钢厂是钢铁生产过程中重要的环节,需要运营多种设备来完成钢水的精炼和连铸。
如今,炼钢厂主要采用转炉、LF精炼炉、RH真空精炼炉和连铸机等设备来实现这些工序。
下面是这些设备操作规程的简要介绍,详细操作规程应根据具体炼钢厂的设备和工艺进行制定。
转炉操作规程:1.炉前准备:检查转炉设备是否完好,确保长管、氧枪、喷口等配件的完好性;2.炉内喷吹操作:根据钢种和操作要求设置喷吹剂量和气流速度,确保炉内气流均匀;3.废钢装入:根据炉型和炉口位置将废钢装入转炉;4.加料操作:根据生产工艺加入炉渣和合金料;5.加氧操作:控制好氧气的供应量,维持反应的进行;6.炉内温度控制:根据操作要求和炉中温度情况进行温度控制;7.出钢操作:通过倾炉将精炼后的钢水从转炉中倾出。
LF精炼炉操作规程:1.炉前准备:检查LF精炼炉设备是否完好,确保搅拌机械、合金仓等配件的完好性;2.铁水装入:将转炉出钢倒入LF炉,确保浇注过程中不溅出;3.加料操作:根据生产工艺加入炉渣和合金料;4.搅拌操作:通过搅拌装置对钢水进行搅拌,促进温度均匀和钢水中非金属夹杂物的脱硫;5.正压吹氩:用氩气正压吹炉,控制气体流速和方向,去除钢水中的氧和杂质;6.出钢操作:通过倾炉将精炼后的钢水从LF炉中倾出。
RH真空精炼炉操作规程:1.炉前准备:检查RH真空精炼炉设备是否完好,确保穿(撑、放)的件、电加热器和真空泵等配件的完好性;2.铁水转移:将LF炉出钢倒入RH炉,确保浇注过程中不溅出;3.充电操作:根据生产工艺加入炉渣和合金料;4.浇注搅拌:使用慢搅拌器进行钢水搅拌,帮助温度均匀和去除夹杂物;5.开始真空操作:关闭真空炉外的进气口,通过真空泵抽取炉内空气,建立真空环境;6.出钢操作:在真空下倾炉将精炼后的钢水从RH炉中倾出。
连铸机操作规程:1.炉前准备:检查连铸机设备是否完好,确保结晶器、急冷器、钢包和结晶拖、分流器等配件的完好性;2.预熔操作:把RH炉出钢倒入连铸机钢包,预熔部分钢水;3.倾铸操作:开启结晶器和急冷器,将倾注的钢水通过连铸机冷却后变为连铸坯;4.过渡操作:钢水变为连铸坯后,要进行过渡,确保连铸坯成形和连铸机过热系统的顺利工作;5.连铸操作:连铸坯进行连续冷却、防止结晶器阻塞、调整结晶器降板高度和急冷器喷水量等。
LF钢包精炼炉实践 唐恒国 闫小平 杨学书 朱占文 摘 要 介绍了邯钢一炼钢两台LF钢包精炼炉方案选择以及在生产中所起的作用,从而证明在中小转炉厂建设LF钢包精炼炉是可行的。 关键词 LF炉 精炼 成份微调
Practice on LF Ladle Refining Furnace Tang Hengguo Yan Xiaoping Yang Xueshu Zhu Zhanwen (Handan Iron & Steel Co. Ltd)
Abstract The choice of the phan of two LF ladle refining furnaces in No.1 Steelmaking Plant of Handan Iron & Steel Co. Ltd, and its effects on production have been introduced in this paper. Thereby, it is proved that it is possible for middle scale converter plants to build up LF ladle refining furnace. Keywords LF ladle refining furnace refining fine adjustment of component
1 前言 近年来,随着我国钢产量的提高,钢材市场由原来的卖方市场向买方市场的转变,用户对钢材质量提出了越来越高的要求,各钢厂都纷纷采用新技术新工艺来提高产品的竞争力,达到占领市场的目的。以目前国际上公认的现代炼钢最佳工艺路线(①高炉——铁水预处理——转炉——炉外精炼——连铸 ②废钢预热——超高功率电炉——炉外精炼——连铸)为主线,钢铁冶金新技术新工艺得到了长足的发展,而炉外精炼技术作为其中重要的一环,以及它对提高钢的内在质量,改善钢材的化学和力学性能,在转炉和连铸之间起到的缓冲调节作用,已经越来越引起人们的重视。其中LF钢包精炼炉(简称LF炉)因其设备投资少,精炼效果明显而发展很快。 根据我厂的实际情况和存在和问题,通过对各种炉外精炼装置特点的比较,最后选择了LF钢包精炼炉,自1997年5月投产以来一年的实践表明,LF炉可以有效地改善钢的内在质量和控制钢水温度,在转炉和连铸之间起到了良好的缓冲调节作用,稳定了生产,提高了生产效率,从而证明在中小转炉(30t以下)厂建设LF钢包精炼炉是可行的。
2 方案选择 选择方案时,我厂的基本情况是:600t混铁炉一座,铁水由高炉供应,可部分预脱硫,20t氧气顶吹转炉三座,出钢量30t,5台连铸机,其中小方坯连铸机三台12流,矩形坯连铸机两台四流,年产量1996年达到了118万t,主要冶炼普碳钢、低合金钢和新开发的高碳钢、H08和标准等低碳系列,主要存在如下问题: (1)钢水成份偏差大,特别是20MnSi钢种的C、Mn成份不稳定,造成螺纹钢筋性能不合; (2)钢水洁净度差,内部夹杂含量多,不能适应高速线材轧制要求,退废量占投料数量的1.5%以上; (3)钢水温度波动大,由于3座转炉配5台连铸机,钢水不好调度,钢水镇静时间范围大,再加上转炉容量小控制不稳定,出钢温度波动大,给连铸生产带来不利的影响。 为了解决以上问题,综合比较各种炉外精炼装置的功能,从中优选出LF钢包精炼炉和CAS-OB两种进行论证: 2.1 LF炉 该装置主要特点是三根电极埋弧加热,升温速度一般为3~5℃,钢包底吹氩气搅拌,可以均匀成份和温度,促使夹杂物上浮,还可以通过加料装置进行成份微调。 2.2 CAS-OB法 CAS-OB精炼法为日本新日铁最早推出,其特点是:钢包底吹氩撇开浮渣,在钢包顶部插入一个锥形浸渍罩,罩内钢水表面无渣,上面有足够的空间,从罩内加入合金进行成份微调,或把铝或硅铁加入钢液面,在罩上面插入氧枪吹氧提温,利用硅、铝氧化的化学热升温,供氧强度一般为30m3/h.t,升温速度可达15℃/min。该法吹氧后C、Si、Mn等元素有轻微的烧损,发热元素铝在钢中有少量增加,酸溶铝一般为0.008%~0.012%,由于底吹氩搅拌,钢中总夹杂物含量无明显变化,该法对一般要求的钢种完全可以满足连铸的需要,是一种既简单又实用的精炼方法。 从以上分析表明,LF炉对脱氧脱硫都有明显的效果,可以进行成份微调及温度控制,基本满足我厂的要求,在一钢建设两台LF钢包精炼炉,使一钢形成高炉——铁水预处理——转炉——炉外精炼——连铸的现代化炼钢最佳工艺流程。
3 LF炉工艺流程及参数 3.1 工艺流程 3.2 主要工艺技术参数。 主要工艺技术参数见表1。
表1 主要工艺技术参数 项 目 参 数 钢包容量/t 35 变压器容量/kVA 1号炉:7000,2号:6500 一次电压/kV 10
二次电压/V 1号:161~215.5 2号107~208
二次电流/kA 16~18 升温速度/℃.min-1 >3 精炼周期/min 27 电耗/kWh.t钢-1 ~35 氩气耗量/m3.h-1 30 压缩空气耗量/m3.h-1 12 冷却水耗量/m3.h-1 200 年处理量/万t 60 电极直径/mm 300 极心园直径/mm 500 电极行程/mm 1200~1450 喂丝机喂线速度/m.min-1 10~150,20~300 喂线规格/mm <15,<16×7 喂线长度误差/m <0.22 喂线速度误差/% <2.5
4 LF炉效果分析
LF炉的投入使用,在品种钢开发方面,在提高钢的实物质量方面以及在协调转炉与连铸之间的生产节奏、稳定生产方面,都起到了非常重要的作用。自1997年5月投产至1998年底,共精炼钢水24万t,其中生产大规格螺纹钢筋用20MnSi17万t,H08、标准件等低碳系列2116t,45号钢21983t,16Mn 3751t,共加热2321炉,温度命中率87%。 4.1 品种钢开发的有力工具 生产大规格螺纹钢筋用20MnSi、H08、45号钢等新品种的开发成功,LF炉都起到了关键性作用。 建设LF炉以前,曾试炼了几次H08钢种,都因为铸坯气泡严重或钢中酸溶铝含量过高造成中包结瘤而失败。LF炉投产以后,可以准确地确定钢中氧含量,通过喂Ca-Si线或Al线,严格控制钢中氧含量在40×10-6以下,而酸溶铝含量不超过0.008%,从而有效的控制了铸坯气泡和中包结瘤,使H08冶炼一举获得成功;充分利用LF炉的成分微调功能,使45钢号的成分命中率从70%~80%提高到100%,使大规格螺纹钢筋用20MnSi的内控成分命中率从60%~70%提高到90%以上。另外,LF炉对提高45钢热顶锻合格率以及大规格螺纹钢筋用20MnSi的小冷弯合格率都起到了重要作用。 4.2 提高钢的质量 LF炉通过底吹氩、喂丝和电弧加热等手段,可以均匀钢水成份和温度,减少钢中气体和夹杂,净化钢液。 4.2.1 成份 底吹氩4~6min既可达到均匀成份的目的,经精炼处理后,钢水成份变化不大(见表2),经喂丝、添加合金等成分微调手段后,可适当增加合金元素的含量。
表2 精炼前后成份变化表/% 元 素 C Mn Si P S 精炼前平均 0.1612 0.5266 0.1761 0.02208 0.02288 精炼后平均 0.1547 0.5322 0.1957 0.02356 0.02109 增 量 -0.0065 0.0056 0.0196 0.0015 -0.0018 [C]:氩气泡在上升过程中形成的假真空效应,起到了微脱碳作用,钢中的碳含量平均下降0.0065%;喂入碳线后,根据需要可以使钢中[C]增加0.01%~0.008%; [Si]:由于喂Ca-Si线使钢中硅含量平均上升了0.0196%;加入小块Si-Fe,可以使钢中硅含量增加0.01%~0.04%; [Mn]:随着[O]及(FeO)的下降,存在回锰现象,回锰量约为0.0056%;加入小块Fe-Mn,可以使钢中锰含量增加0.01%~0.06%; [P]:LF炉精炼处理时,氧化性气氛由强变弱,产生回磷现象,磷含量升高0.0015%; [S]:与回磷相反,LF炉处理时,随着温度的均匀,(FeO)的降低,氧化性气氛由强变弱,钢水流动性渐好,脱硫条件改善,另外,Ca是一种强脱氧剂和脱硫剂,钙喂入钢液中发生如下脱硫反应: [Ca]+[S]→(CaS) LF炉处理后,硫含量降低0.0018%。 4.2.2 温度 大部分钢水因转炉热效率很高,一般不需要加热即可满足连铸的要求,吹氩4~6min温度就可达到均匀化,平均温降3~5℃/min,如再延长吹氩时间,则平均温降为0.5~1.0℃/min。 LF炉的升温速度很快,平均温升2~5℃/min,在通电起弧加热的前2~4min,有一个钢水均匀温度和钢包蓄热的过程,再加上吹氩温降,所以综合起来温度并不升高,此后才逐渐提高,而且加热时间越长,温升速度越快,温升变化与时间基本符合如下关系:
y=-0.0641x2+4.7952x-8.1695 式中 y——温升/℃ x——时间/min 经精炼处理的钢水,由于温度与流动性的改善,温度可以比未精炼的钢水低10~15℃,并且中间包温度前中后差别很小(见表3)。
表3 精炼与未精炼钢水温度对比 项 目 大包至中包温降 中包温度偏差 未精炼/℃ 60~85 ±10 精 炼/℃ 50~60 ±4 4.2.3 钢中气体和夹杂 钢液中氧的去除主要靠喂Ca-Si丝和Al丝,[H]、[N]的去除服从气体的平方根定律,利用氩气泡的假真空效应来实现。 经过LF炉吹氩喂丝加热等处理后,钢中氧含量由精炼前平均110×10-6降至精炼后的45×10-6,平均降低59.09%,对[H]、[N]的统计较少,有待进一步探讨。 4.3 稳定生产节奏 LF炉的使用,在转炉与连铸之间起到了缓冲调节作用,可以减少因转炉事故造成钢水供给不上而使连铸停机、因连铸事故造成钢水镇静时间过长温度过低而被迫回炉等事故,可使停机及回炉等事故大大减少,稳定了生产,提高了转炉及连铸的作业率。
5 存在问题及改进措施 生产实践表明,LF炉工艺先进、设计合理,基本满足生产需要,但也