当前位置：文档之家 › LF炉精炼过程钢水温度预报技术

LF炉精炼过程钢水温度预报技术

  • 格式：doc
  • 大小：91.50 KB
  • 文档页数：14

香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 http://www.gzyycn.com http://www.gzxph.com

香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 收稿日期: 2001205216

基金项目: 国家“九五”重点科技攻关项目(952524202202)· 作者简介: 武拥军(1970 - ) ,男,河南濮阳人,东北大学博士研究生; 姜周华(1963 - ) ,男,浙江萧山人,东北大学教授,博士; 姜茂 发(1956 - ) ,男,山东栖霞人,东北大学教授,博士生导师· 2 0 0 2 年 3 月 第23卷第3期 东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Journal of Northeastern University (Natural Science) Mar . 2 0 0 2 Vol123 ,No. 3 文章编号: 100523026 (2002) 0320247204 LF炉精炼过程钢水温度预报技术 武拥军 , 姜周华 , 姜茂发 (东北大学 材料与冶金学院, 辽宁 沈阳 110004) 摘 要: 基于L F炉精炼过程 ,以钢水和炉渣为研究体系 ,通过对其能量收入和损失的系统分 析与计算 ,利用热平衡规律 ,详细推导并建立了钢水升温速率模型· 其中钢包包壁的传热机制(包 括包侧壁和包底)分别采用圆柱坐标下和直角坐标下的一维非稳态导热微分方程及其初始条件和 第三类边界条件来描述 ,以有限差分方法求解· 编制成计算机程序对实际过程模拟仿真· 仿真结果 与实际值的误差均在 ±5 ℃之内· 关 键 词: L F炉;炉外精炼;钢水温度预报;热平衡;模拟仿真 中图分类号: TF 769. 2 文献标识码: A 随着计算机及自动控制技术在钢铁工业中的 应用,在电炉冶炼—炉外精炼—连铸—轧制这一短 流程生产工艺中,LF炉对连铸缓冲器的作用日益 突出· 因此,LF炉精炼过程中温度的控制成为整个 短流程是否顺行的关键因素· 目前,我国钢铁企业 LF炉精炼过程中温度的人工控制已与现代化生产 的快节奏和对产品质量的精确控制不相适应· 开发 并实现LF炉精炼过程钢水温度预报成为冶金工 作者面临的一个十分紧迫的课题[1～3 ] · 而国外在这 方面的工作,已远远走在了前面[4～14 ] · 1 基于能量平衡的温度预报模型的 建立与求解 111 输入体系的电能 Qse = 6 Carc , iParc , i = 6 3 i =1 香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 http://www.gzyycn.com http://www.gzxph.com

香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 Iarc , iUarc , i Carc , i ·

(1) 其中, Uarc , i = U2 i - I 2 i ·x 2 - Ii r · (2) 式中, Qse为输入体系的电能, W; Iarc , i、 Uarc , i、 Parc , i分别为某相电弧的电流,A;电压, V;功率, W; Carc , i为某相电弧电能对熔池的热交换系数, 其大小与埋弧程度有关, Carc在 0～1 间取值; r、 x 为包括变压器和短网在内的电阻和感抗,Ω,其 值可由短路试验获得; Ui、 Ii 为分别为相电压,V 和电流 ,A· 112 体系的热损 11211 通过炉衬散出的热量 1) 在计算炉衬散热量之前 ,首先要计算炉衬 的瞬时温度分布· ①炉衬侧壁:为圆柱坐标下的一维非稳态导 热 ,导热微分方程为 92 T 9 r 2 + 1 r 9 T 9 r = 1 a 9 T 9τ· (3) 边界条件为 r = r1 , T = Tst ; (4) r = r2 , - λ5 T 5 r r = r 2 =α( T - Ta) · (5) 初始条件( τ= 0 时)为 T - Tls ,0 Tst ,0 - Tls ,0 = - ln r2 香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 http://www.gzyycn.com http://www.gzxph.com

香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 r

ln r2 r1 · (6) ②包底:为无限大平板一维非稳态导热 ,导 热微分方程为 92 T 9 Z2 = 1 a 9 T 9τ· (7) 边界条件为 Z = 0 , T = Tst ; (8) Z = z l , - λ9 T 9 Z z = z 1 =α( T - Ta) · (9) 初始条件( τ= 0 时)为 T = Tst ,0 - Z Z1 ( Tst ,0 - Tls ,0) · (10) 上面各式中, a 为导温系数, m2 / s; Tst、Tls、Ta、Tst ,0、 Tls ,0分别为钢水、钢包外壁、大气的温度及 钢包到达L F精炼工位(即τ= 0)时的钢水温度和 钢包外壁温度, K;α、 λ为对流换热系数及导热系 数,W/ (m2 · K) ; r、 Z 为钢包尺寸, r1、 r2、 z 1 分别 为钢包内径、外径及包底厚度,m;τ为时间, s· 2) 推导包壁初始温度 Tls ,0· 由热平衡关系, 电炉出钢到钢包到达 L F 工位期间,钢水的温降 等于其辐射热损和钢包包衬蓄热之和,即有 mst ·cst ( Ttap - Tst ,0) = Qr , s + ( Tln ,2 - Tln ,1) ·mln ·cln · (11) 设 ΔTln = Tln ,2 - Tln ,1 ,ΔTst = Ttap - Tst ,0 则 ΔTln = mst ·cst · ΔTst - Qr ,s mln ·cln · (12) 香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 http://www.gzyycn.com http://www.gzxph.com

香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 式中, Ttap、 Tln ,1、 Tln ,2为电炉出钢温度、出钢时及

钢包到位时炉衬温度, K; Qr ,s为出钢及运包过程 钢水的辐射热损失,W· 由于炉衬温度的变化值与出钢时钢水温度和 炉衬温度之差成正比,即 Ttap - Tln ,1 ΔTln = k ( > 1) , (13) 所以 Tln,2 =ΔTln + Tln,1 =ΔTln + Ttap - k TΔln = Ttap - ( k - 1)ΔTln = Ttap - k′ Δ Tln·(14) 将式(12)代入式(14)得 Tln ,2 = Ttap - k′ mln ·cln ( mst ·cst · ΔTst - Qr ,s) · (15) 设炉衬、钢水量和钢水辐射热不变,则 Tln ,2 = Ttap - k1ΔTst + k2 · (16) 钢包到达 L F 炉工位时,若其炉衬温度分布 视为稳态,则 Tls ,0 = Ttap - a0ΔTst - b0 · (17) 由现场实际测得 Tls ,0 , Ttap , Tst ,0等数据,运 用回归方法即可确定方程(17)中的待定系数 a0 和b0· 其中, Ttap、Tst ,0是实际生产必测数据,而 Tls ,0可由点温计或热电偶现场实际测定· 3) 求出炉衬温度分布后,便可求出炉衬的散 热量,以 Qln表示· Qln = λ9 T 9 r r = r 1 ·2 πr1 hm + k 5 T 5 Z z =0 · π r 2 1 · (18) 式中, hm 为熔池液面高度,m· 11212 加合金及渣料时的热效应 1) 合金加入后,将经历升温、熔化、溶解、氧 化等一系列过程,并最终与熔池温度相平衡· 因此 香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 http://www.gzyycn.com http://www.gzxph.com

香雪制药 胆囊炎 小儿化食口服液 清肝利胆口服液 盆腔炎 麦粒肿 新生儿黄疸 广州市根竹药业有限公司 合金化过程的热效应 6 Hi 由三部分组成

6 Hi = Hm ,i - ( Hs ,i + Hox ,i ) · (19) ①固体合金料熔化热,以 Hm ,i表示 Hm ,i = Wi [ cs ,i ( Tf ,i - T0 , i ) +ΔHf ,i + cl ,i ( Tst - Tf ,i ) ] ×1000 · (20) 式中, T0 , i、 Tf ,i、 Tst为合金入炉温度、液相线温度 和熔清时熔池温度, K; cs ,i、 cl ,i为合金固相、液相 比热容, kJ / (kg· K) ; Wi 为合金加入量, kg;ΔHf ,i 为合金熔化潜热, kJ / kg· ②合金元素熔解于钢液的熔解热,以 Hs ,i表示 Hs ,i =ΔHs ,i Wi ·wi ×1000 Mi · (21) 式中,ΔHs ,i为合金所含元素熔解热,kJ/ mol ; wi 为合 金元素含量, %; Mi 为合金元素摩尔量,kg/ mol· ③合金元素的氧化放热,以 Hox ,i表示 Hox ,i =ΔHox ,i Wi ·wi (1 -ηi ) ×1000 Mi · (22) 式中,ΔHox ,i为合金元素氧化反应热, kJ / mol ;ηi 为合金元素收得率, %· 2) 加渣料的热效应,以 H′ i 表示 H′ i = W′ i [ c′ s ,i ( T′ f ,i - T′ 0 , i ) +ΔH′ f ,i + c′ l ,i ( T′ st - T′ f ,i ) · (23) 式中, W′ i 为渣料加入量, kg; c′ s ,i、 c′ l ,i为炉渣固、液 相比热, kJ / ( kg· K) ;ΔH′ f ,i为炉渣熔化潜热, kJ / kg ; T′ f ,i、 T′ 0 , i、 T′ st为炉渣熔点、渣料入炉前温度和 熔池温度, K· 3) 加入合金及渣料的总热效应,以 Qch表示· Qch = (

合集下载

lf炉外精炼工艺流程

lf炉外精炼工艺流程

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。

LF炉技术操作规程

LF炉技术操作规程

1.工艺流程钢水进站----接底吹氩管----钢包进入工作位----测温取样〔定氧〕--加热、造渣---- 调成份----测温取样〔定氧〕----喂线----静吹-----测温取样----钢水到非工作位----加保温剂--- 吊包----连铸2.主要原料技术条件2.1石灰2.1.1化学成份要求：执行公司原材料技术标准2.1.2要求纯洁，在仓内储存≤3 天。

2.1.3粒度要求：5～45mm2.2萤石2.2.1化学成份要求：执行公司原材料技术标准2.2.2杂质<5%。

2.2.3粒度要求：5～20mm。

2.3合成渣、预熔精炼渣2.3.1化学成份要求：执行公司原材料技术标准2.3.2粒度要求：5～20mm2.4铁合金2.4.1合金粒度：10～30mm2.4.2合金料必需按成份、品种分类存放，合金称量准确。

2.5平台备料：铝粉、硅铁粉、增碳剂及所需金属料等3.精炼正常工作条件3.1钢包条件3.1.1底吹透气砖检验合格，其它部位可正常工作。

3.1.2钢包干净，无包沿。

3.1.3正常周转包，红包出钢。

3.2对转炉出钢的要求3.2.1经“LF”处理的钢种出钢后钢包净空≥350mm。

3.2.2转炉出钢后实行挡渣出钢，要求钢包内渣层厚度≤70mm。

3.2.3转炉出钢后，到“LF”的温度应符合温度制度要求。

- -3.2.4转炉出钢后，钢水合金成份掌握在国标中限以下；C 含量低于所炼钢种下限；P 含量低于上限0.007%；S 含量不得高于成品上限0.040％。

3.2.5转炉出钢到1／4～1／3 时，按钢种要求，参加石灰400～500kg 和合成渣(低碳低硅钢种使用预熔精炼渣)200～300kg，进展预造渣。

3.3“LF”炉的水冷系统无报警〔温度、流量〕。

3.4变压器的冷却系统无报警〔温度、流量〕。

3.5电极升降系统无报警，炉盖在低位，钢包车到工作位。

3.6“LF”炉的液压系统无报警。

3.7“LF”炉的气动系统无报警。

LF精炼全解析

LF精炼全解析

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精炼

LF精炼


LF精练技术 精练技术
• LF炉(LADLE FURNACE)即钢包精炼炉， 炉 即的炉外精炼设备。 • LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。 实 炉一般指钢铁行业中的精炼炉。 炉一般指钢铁行业中的精炼炉 际就是电弧炉的一种特殊形式。 际就是电弧炉的一种特殊形式。
LF炉主要任务
• • • • • ①脱硫 ②温度调节 ③精确的成分微调 ④改善钢水纯净度 ⑤造渣
LF炉用途
• LF炉是70年代初期出现的新型精炼设备，它具有下列用途： • (1)LF炉与电炉相连，加快了电炉的生产周期并提高电炉钢质量。 • (2)LF炉与LD转炉相连，可以对转炉钢还原精炼，因此能提高钢 质量并可生 • 产出新钢种。 • (3)LF炉能严格调节钢液的成分和温度，对钢的淬透性和特殊钢 的连铸有利。 • (4)LF炉能加热和对钢液保温并能长时间的存放钢液，可以保证 连铸的顺利 • 进行，因此是连铸车间不可缺少的设备。 • (5)LF炉具有保温钢液的性能，可以利用小炉子生产大钢锭，或 将一炉钢液 • 浇铸成数个成分不同的锭子。
LF炉的发展历史 炉的发展历史
• LF钢包精炼炉是由日本大同钢铁公司 率先开发使用的。该公司用LF炉冶炼取代 了电弧炉的还原精炼期，从而减轻了电弧 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 。
LF的处理效果
• 1. 脱硫率达到50%~70%，可以生产出w（s）≤0.01%的钢。 • 如果处理时间充分，甚至可达到w（s）≤0.005%的水平。 • 2 .可以生产高纯度钢，钢中夹杂物总量可降低50%，大颗粒 夹杂物几乎全部去除；钢中含氧量可达到0.002%~0.003%的 水平。 • 3 .钢水升温速度可以达到4~5℃/min • 4.温度控制精度±（3~5） ℃ • 5.钢水成分控制精度高，可以生产诸如w（c）±0.01%、w （si）±0.02%、w（mn）±0.02%等元素含量范围很窄的钢。