LF精炼炉基本工艺PPT课件
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5.7 LF炉埋弧精炼技术 5.8 LF钢包炉供配电制度 5.9 LF钢包炉的脱硫工艺 • 1） 渣指数与硫分配比的关系 • 2） LF炉合成渣脱硫技术 • 3） LF炉合成渣脱硫技术
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• 5.10 LF钢包炉防止增氮技术
• 5.11 LF钢包炉的吹氩工艺
• 5.12 低夹杂物在LF钢包炉的精炼技术
达到3～5℃／min，可以大大降低初炼炉的出钢温度，同时考虑
到LF炉进行的是电极物理升温，避免了如RH-OB升温所产生大量
Al2O3夹杂对钢内在质量的影响。
• C与渣中氧化物主要发生如下反应：
• C+FeO→Fe+CO
• C+MnO→Mn+CO
• 其结果不仅使渣中不稳定的氧化物减少，提高了炉渣的还原性， 而且还可提高合金元素的收得率，合金元素的收得率都较电炉单 独冶炼有了较大程度的提高。碳与氧化物作用的另一结果是生成 CO气体，CO的生成使LF炉内气氛具有还原性，钢液在还原性气 氛下精炼，可进一步提高质量。
• 根据钢种、脱氧方法及初炼炉类型的不同， 可采用不同的LF炉操作工艺，几种典型的LF炉 操作程序如(图2-1-3 )所示。LF基本工艺为： 将转炉或电炉氧化末期的钢水，经过扒渣，去 除50～90％的氧化性渣，并在LF炉加入合成 渣料及脱氧剂，在还原性气氛下，通过电极埋 弧造渣，完成钢液的脱硫、脱氧、合金化、温 度及夹杂物的控制。
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• ④ 白渣精炼
•
LF炉是利用白渣进行精炼的，它不
同于主要靠真空脱气的其它精炼方法。
白渣在LF炉内具有很强的还原性，这是
LF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌互相
作用的结果。通过白渣的精炼作用可以
降低钢中氧、硫及夹杂物的含量。
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2 惰性气体搅拌能均匀 钢液成分及温度加速 冶金反应
4 碱性还原渣可 有效地脱氧及脱 硫精确地控制化 学成分，提高金 属收得率
•
吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与
成分均匀，能快速精确地调整复杂的化学组成，而这
对优质钢来说又是必不可少的要求。
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• ③ 电极埋弧加热
•
LF精炼炉采用三根石墨电极进行加热，加热时电弧插入渣层
中采用埋弧加热，这种方法的辐射热小，对炉衬有很大的保护作
用，与此同时加热的热效率较高，热利用率好，通常升温幅度能
LF炉基本工艺
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5.1 LF钢包炉精炼工艺的基本特点：
• LF钢包炉是70年代初期在国内发展起来的精炼设备。 由于它的设备简单、投资费用低、操作灵活和精炼效 果好,而成为冶金行业精炼设备的后起之秀，在日本及 世界各地得到了广泛的应用与发展。
• LF钢包炉既可以与电炉配合，以取代电炉的还原期， 还可以与氧气转炉配合，生产各种优质钢种。此外， LF钢包炉还是连铸车间，特别是合金钢连铸生产线上 不可缺少的控制成分、温度及保存钢水的设备 ．因此， LF炉的出现形成了LD-LF-RH-CC或EAC-LF-VD-CC新 的生产优质钢的联合生产线。
保持还原渣的流动性
加热时电极中的C使渣中 氧化物FeO、MnO等还原：
C+FeO→Fe+CO C+MnO→Mn+CO
1 炉内还原 气氛：
O2≈0％， H2O≈0％
可预防钢液 吸H及N
LF 炉各 精炼 功能 的相 互关 系
3 埋弧加热 高热效率 耐火材料较低烧损 钢液较少吸氮及增碳
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5.3 LF钢包炉精炼的基本工艺过程：
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5.2 四个独特的精炼特点：
• ① 炉内还原性气氛 • LF炉本身一般不具备真空系统，通常在大气压下进行
精炼，主要靠钢包包沿与水冷炉盖间的密封气幕起到 隔离空气的密封作用。再加上在造还原渣过程中，渣 料中的C及加热时的石墨电极与炉渣中的FeO、MnO、 Cr2O3等氧化物作用生成CO气体，增加了炉气的还原 性, 并保待炉内微正压, 使LF炉内气氛中的氧含量减为 0.5％左右，阻止了外界及炉气中的氧向钢液传递，保 证了精炼时炉内的还原性气氛。钢液在还原条件下精 炼,可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利 于钢液质量的提高。
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• ② 氩气搅拌
• 良好的氩气搅拌是LF炉精炼的又一特点。氩气搅 拌有利于钢-渣间的化学反应，它可以加速钢-渣之间 的物质传递，有利于钢液的脱氧、脱硫反应的进行。 吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3 类型的夹杂物上浮去除更为有利。值得提出的是LF炉 的吹氩搅拌是在排除了大气密封还原气氛下进行的， 因此可以适当加大吹氩流量，通常吹氩搅拌处理 15min后，可使钢中大于20μm的Al2O3夹杂基本全部 去除，残留钢中的只是小颗粒的Al2O3夹杂。
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5.4 LF钢包炉的温度管理及温度制度 • 1） LF 炉温度管理 • 2） LF钢包炉温度制度 • 3） 液相线温度计算
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5.5 LF合金化与成分调整 • 1） 铁合金质量管理 • 2） 铁合金的温度效应 • 3） 铁合金收得率及加入量 • 4) 合金加入时机
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• 5.6 LF钢包炉合成渣应用及造渣制度 • 1） 合成渣的作用机理及应用 • 2） 精炼渣组份与性能的关系 • 3） 精炼及造渣工艺
•
1） 夹杂物变形处理用酸性合成渣技术
•
2） 喂Ca-Si丝夹杂物形态的控制
•
3） 白渣精炼
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• LF炉精炼钢水的基本原理如图所示，LF炉主要由装有 底吹氩搅拌装置的钢包、水冷炉盖、电极加热系统、 合金加料系统及除尘等装置组成。在保持钢包内还原 性气氛条件下，用电弧加热高碱度炉渣，边造渣边完 成脱氧、脱硫等一系列炉渣精炼，该工艺不仅能精确 地控制化学成分和温度，而且通过合成渣精炼具有脱 硫、脱氧及夹杂物变性等功能。LF炉配以真空系统时， 还具有较好的去氢作用。另外，通过采用埋弧造渣加 热的方法，在提供最佳热效率的基础上，有效地阻止 了电极弧光对钢包壁的强辐射，对钢包渣线部分耐材 起到很大的保护作用, 从而提高了LF钢包的使用寿命。
5.7 LF炉埋弧精炼技术 5.8 LF钢包炉供配电制度 5.9 LF钢包炉的脱硫工艺 • 1） 渣指数与硫分配比的关系 • 2） LF炉合成渣脱硫技术 • 3） LF炉合成渣脱硫技术
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• 5.10 LF钢包炉防止增氮技术
• 5.11 LF钢包炉的吹氩工艺
• 5.12 低夹杂物在LF钢包炉的精炼技术
达到3～5℃／min，可以大大降低初炼炉的出钢温度，同时考虑
到LF炉进行的是电极物理升温，避免了如RH-OB升温所产生大量
Al2O3夹杂对钢内在质量的影响。
• C与渣中氧化物主要发生如下反应：
• C+FeO→Fe+CO
• C+MnO→Mn+CO
• 其结果不仅使渣中不稳定的氧化物减少，提高了炉渣的还原性， 而且还可提高合金元素的收得率，合金元素的收得率都较电炉单 独冶炼有了较大程度的提高。碳与氧化物作用的另一结果是生成 CO气体，CO的生成使LF炉内气氛具有还原性，钢液在还原性气 氛下精炼，可进一步提高质量。
• 根据钢种、脱氧方法及初炼炉类型的不同， 可采用不同的LF炉操作工艺，几种典型的LF炉 操作程序如(图2-1-3 )所示。LF基本工艺为： 将转炉或电炉氧化末期的钢水，经过扒渣，去 除50～90％的氧化性渣，并在LF炉加入合成 渣料及脱氧剂，在还原性气氛下，通过电极埋 弧造渣，完成钢液的脱硫、脱氧、合金化、温 度及夹杂物的控制。
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• ④ 白渣精炼
•
LF炉是利用白渣进行精炼的，它不
同于主要靠真空脱气的其它精炼方法。
白渣在LF炉内具有很强的还原性，这是
LF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌互相
作用的结果。通过白渣的精炼作用可以
降低钢中氧、硫及夹杂物的含量。
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2 惰性气体搅拌能均匀 钢液成分及温度加速 冶金反应
4 碱性还原渣可 有效地脱氧及脱 硫精确地控制化 学成分，提高金 属收得率
•
吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与
成分均匀，能快速精确地调整复杂的化学组成，而这
对优质钢来说又是必不可少的要求。
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• ③ 电极埋弧加热
•
LF精炼炉采用三根石墨电极进行加热，加热时电弧插入渣层
中采用埋弧加热，这种方法的辐射热小，对炉衬有很大的保护作
用，与此同时加热的热效率较高，热利用率好，通常升温幅度能
LF炉基本工艺
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5.1 LF钢包炉精炼工艺的基本特点：
• LF钢包炉是70年代初期在国内发展起来的精炼设备。 由于它的设备简单、投资费用低、操作灵活和精炼效 果好,而成为冶金行业精炼设备的后起之秀，在日本及 世界各地得到了广泛的应用与发展。
• LF钢包炉既可以与电炉配合，以取代电炉的还原期， 还可以与氧气转炉配合，生产各种优质钢种。此外， LF钢包炉还是连铸车间，特别是合金钢连铸生产线上 不可缺少的控制成分、温度及保存钢水的设备 ．因此， LF炉的出现形成了LD-LF-RH-CC或EAC-LF-VD-CC新 的生产优质钢的联合生产线。
保持还原渣的流动性
加热时电极中的C使渣中 氧化物FeO、MnO等还原：
C+FeO→Fe+CO C+MnO→Mn+CO
1 炉内还原 气氛：
O2≈0％， H2O≈0％
可预防钢液 吸H及N
LF 炉各 精炼 功能 的相 互关 系
3 埋弧加热 高热效率 耐火材料较低烧损 钢液较少吸氮及增碳
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5.3 LF钢包炉精炼的基本工艺过程：
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5.2 四个独特的精炼特点：
• ① 炉内还原性气氛 • LF炉本身一般不具备真空系统，通常在大气压下进行
精炼，主要靠钢包包沿与水冷炉盖间的密封气幕起到 隔离空气的密封作用。再加上在造还原渣过程中，渣 料中的C及加热时的石墨电极与炉渣中的FeO、MnO、 Cr2O3等氧化物作用生成CO气体，增加了炉气的还原 性, 并保待炉内微正压, 使LF炉内气氛中的氧含量减为 0.5％左右，阻止了外界及炉气中的氧向钢液传递，保 证了精炼时炉内的还原性气氛。钢液在还原条件下精 炼,可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利 于钢液质量的提高。
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• ② 氩气搅拌
• 良好的氩气搅拌是LF炉精炼的又一特点。氩气搅 拌有利于钢-渣间的化学反应，它可以加速钢-渣之间 的物质传递，有利于钢液的脱氧、脱硫反应的进行。 吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3 类型的夹杂物上浮去除更为有利。值得提出的是LF炉 的吹氩搅拌是在排除了大气密封还原气氛下进行的， 因此可以适当加大吹氩流量，通常吹氩搅拌处理 15min后，可使钢中大于20μm的Al2O3夹杂基本全部 去除，残留钢中的只是小颗粒的Al2O3夹杂。
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5.4 LF钢包炉的温度管理及温度制度 • 1） LF 炉温度管理 • 2） LF钢包炉温度制度 • 3） 液相线温度计算
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5.5 LF合金化与成分调整 • 1） 铁合金质量管理 • 2） 铁合金的温度效应 • 3） 铁合金收得率及加入量 • 4) 合金加入时机
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• 5.6 LF钢包炉合成渣应用及造渣制度 • 1） 合成渣的作用机理及应用 • 2） 精炼渣组份与性能的关系 • 3） 精炼及造渣工艺
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1） 夹杂物变形处理用酸性合成渣技术
•
2） 喂Ca-Si丝夹杂物形态的控制
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3） 白渣精炼
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• LF炉精炼钢水的基本原理如图所示，LF炉主要由装有 底吹氩搅拌装置的钢包、水冷炉盖、电极加热系统、 合金加料系统及除尘等装置组成。在保持钢包内还原 性气氛条件下，用电弧加热高碱度炉渣，边造渣边完 成脱氧、脱硫等一系列炉渣精炼，该工艺不仅能精确 地控制化学成分和温度，而且通过合成渣精炼具有脱 硫、脱氧及夹杂物变性等功能。LF炉配以真空系统时， 还具有较好的去氢作用。另外，通过采用埋弧造渣加 热的方法，在提供最佳热效率的基础上，有效地阻止 了电极弧光对钢包壁的强辐射，对钢包渣线部分耐材 起到很大的保护作用, 从而提高了LF钢包的使用寿命。