《LF鋼包爐工藝》PPT課件.ppt

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1、LF鋼包爐工藝碳鋼煉鋼工藝流程優(yōu)化項(xiàng)目部陳開(kāi)鋒2007年3月?tīng)t外精煉培訓(xùn)概述LF是英文LadleFurnace的簡(jiǎn)寫(xiě)，是1971年日本特殊鋼公司（大同鋼特殊鋼公司）開(kāi)發(fā)的鋼包爐精煉法。LF鋼包精煉爐的功能電弧加熱吹氬攪拌合金化和成分調(diào)整喂線和夾雜物變性處理造渣：脫硫、脫氧、吸收夾雜物一、LF爐精煉過(guò)程的溫度控制LF爐的加熱原理:通過(guò)變壓器、二次短網(wǎng)，電極橫臂將電流輸送到電極；電極與鋼水之間產(chǎn)生電弧，將電能轉(zhuǎn)化成熱能送到鋼水，從而達(dá)到加熱升溫的目的。影響鋼水升溫的主要因素進(jìn)入熔池中的電弧熱量鋼包狀態(tài)

2、渣層厚度吹氬攪拌1、鋼包狀態(tài)鋼包狀態(tài)一般指鋼包預(yù)熱溫度，由于鋼包包壁的吸熱，加熱過(guò)程中，鋼液的升溫速率不是恒定的，開(kāi)始時(shí)由于鋼包包壁吸熱快，鋼液升溫速率比較小。2、渣層厚度渣越薄，表面散熱量越大，渣厚小于50mm時(shí)，渣厚對(duì)渣表面散熱量影響較大；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。如下圖不同渣厚時(shí)，渣表面熱損失隨時(shí)間的變化3、吹氬攪拌對(duì)60t鋼水而言氬氣升溫造成引起的鋼水溫降為0.005℃/min，這不是引起鋼水溫降的真正原因。吹氬引起鋼液溫降的主要原因?yàn)椋捍禋鍞嚢柘税鼉?nèi)鋼

3、液的溫度分層，增加了鋼液向包壁的熱傳導(dǎo)能力；吹氬攪拌時(shí)鋼液面裸露，散熱增加。加熱時(shí)功率選擇一般在精煉初期采用短電弧，大功率，以快速熔化渣料；在渣料熔化后，適當(dāng)拉長(zhǎng)電弧，增大輸入功率，快速升溫；在精煉后期，根據(jù)鋼種要求選擇適當(dāng)?shù)碾娀￠L(zhǎng)度和合適的輸入功率，將鋼水溫度控制在較窄的范圍內(nèi)，以滿足連鑄對(duì)鋼水溫度的要求。提高LF爐熱效率的主要技術(shù)措施（1）優(yōu)化供電制度，提高電效率和電弧的傳熱效率（2）加強(qiáng)鋼包烘烤和實(shí)施鋼包周轉(zhuǎn)的優(yōu)化二、LF精煉過(guò)程的吹氬攪拌在精煉過(guò)程中，通過(guò)吹氬均勻鋼水成分和溫度，加快夾雜物

4、的上浮，促進(jìn)鋼渣間界面反應(yīng)。1、吹氬功率的選擇不同的操作工藝需要選擇不同的吹氬功率，參考下表:2、吹氬注意的問(wèn)題1.過(guò)強(qiáng)的攪拌2.若攪拌三、非金屬變性處理非金屬夾雜的變性處理就是向鋼液噴入某些固體熔劑，即變性劑，改變存在于鋼液中的非金屬夾雜物的性質(zhì)，達(dá)到消除或減小它們對(duì)鋼性質(zhì)的不利影響，以及改善鋼液的可澆注性，保證連鑄工藝操作順利進(jìn)行。鈣的變性作用問(wèn)題:鋁脫氧的鋼中存在的氧化鋁夾雜物多數(shù)熔點(diǎn)很高，在連鑄溫度下呈固態(tài)，很容易在中間包水口處聚積引起堵塞。而在鋼中的A12O3在軋制過(guò)程會(huì)被破碎，延軋制方

5、向連續(xù)分布，造成嚴(yán)重的缺陷。解決辦法:如果控制鋁脫氧產(chǎn)物在煉鋼連鑄溫度下呈液態(tài)，可以大量上浮，不僅可以消除水口堵塞保證連鑄順利進(jìn)行，而且有利于改善鋼的質(zhì)量。從CaO-Al2O3二元相圖(見(jiàn)下圖)可以看出，在可能形成的5種鈣鋁化合物中12CaO·7Al2O3(C12A7)的熔點(diǎn)最低1415℃，而且密度也小2.83g/cm3，在連鑄中間包中易于排除。CaO-Al2O3相圖鈣變性處理過(guò)程正是基于此原因，對(duì)Al2O3夾雜采取鈣變性處理方式。[Ca]十[O]=(CaO)，加入的鈣很容易形成CaO.2Al2O

6、3型夾雜物，隨著CaO不斷增加而改變?yōu)镃aO.Al2O3，最后形成富CaO的低熔點(diǎn)的鋁酸鈣夾雜物。四、造渣：脫硫、脫氧、吸收夾雜物原理LF爐能夠創(chuàng)造良好的還原氣氛和優(yōu)越的冶金熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)條件，充分保證了脫硫、脫氧和夾雜物的去出。（1）還原氣氛LF爐本身不具備真空系統(tǒng)，但由于鋼包與爐蓋密封，隔離空氣，加熱時(shí)石墨電極與渣中FeO、MnO、Cr2O3等反應(yīng)生成CO氣體，使LF爐內(nèi)氣氛中氧含量減少。精煉過(guò)程通過(guò)擴(kuò)散脫氧和沉淀脫氧造成鋼液的還原條件，可以進(jìn)一步脫氧、脫硫及去除非金屬夾雜。（2）氬氣攪拌氬氣

7、攪拌加速鋼—渣之間物質(zhì)傳遞，有利于鋼液脫氧、脫硫反應(yīng)。吹氬可以加速Al2O3夾雜物上浮速度，在密封的LF爐，吹氬15min后，可使鋼中大于20μm的Al2O3夾雜基本清除。1、白渣精煉LF爐操作中通過(guò)對(duì)爐渣強(qiáng)化脫氧形成白渣，由于渣對(duì)鋼液中氧化物的吸附和溶解，達(dá)到鋼液脫氧效果。(無(wú)污染脫氧方法)LF爐由于有溫度補(bǔ)償，吹氬強(qiáng)烈攪拌，隨渣中堿度提高，硫的分配比增大，可煉出低硫鋼或超低硫鋼。目前國(guó)內(nèi)外冶煉低硫鋼和超低硫鋼時(shí)渣中（FeO+MnO）的理想控制范圍是小于0.5%。熔渣顏色黑色:w(FeO+MnO

8、)>2%，渣的氧化性很強(qiáng)，不具備還原功能，需要進(jìn)行強(qiáng)烈的還原脫氧?；疑胶稚?w(FeO+MnO)=1%～2%，渣的氧化性較弱，但還需要進(jìn)一步地還原。白色到黃色:這種渣子還原得較好，黃色表明發(fā)生了脫硫，這種渣冷卻下來(lái)后會(huì)碎裂成粉狀。爐渣脫硫脫硫的問(wèn)題就目前水平而言已經(jīng)解決。日本某廠通過(guò)爐外精煉的有關(guān)操作已可將鋼中的硫降到2ppm的水平。脫硫應(yīng)保證爐渣的高堿度、強(qiáng)還原性即渣中自由CaO含量要高；渣中（FeO+MnO）%要充分低，一般小于0.5%是十分必要的。從熱力學(xué)的角度講，溫度高有