炉预熔精炼渣的研制与应用.ppt
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CaO是冶金生产中造渣、脱磷、脱硫等必不可少的成分，为保证 良好的脱硫效果，要求精炼渣系中含有较高的自由态CaO。 有利于A脱l2O硫3，；一而方另面一，方其面量，的其增增加加，降炉低渣了粘Ca度O降活低度，，促抑进制渣脱钢硫反的应进，行。 Al2O3属于表面活性物质有利于泡沫渣的维持。
SiO2主要来源于原料中的杂质(脉石) 和脱氧产物，其具有一定的助熔剂作用，但是含量增加对脱氧、脱 硫均不利；对钢中点状夹杂的减少有利。
有利于C脱aF硫2可。显但著其降量低过精大炼，渣不粘仅度不，利使于炉脱渣氧流，动而性且改对善炉，衬增侵加蚀传也质较， 快。
MgO的含量在8%左右时炉渣中MgO溶解度达到饱和， 从而阻止了炉渣对炉衬的侵蚀，这对于延长耐火材料的寿 命是有益的。
BaO是脱硫、脱磷的有效成分，也是最近研究的热 点，本实验中作为一个考察目标。
3.1.4 其他精炼渣系
SN能iaO将2O2渣硫(A5系脱l3i.e6，至n%H该1)-.0S渣C到iOh系2a20n(在p3等p91m.人55。％5通0)℃过和和与N1aC62aO0O0(4基℃8.的时9％渣，)系-渣Si比系O2较组(3，7成.0研分％究别)的了为两N种a2O渣- 系
3.2 组分选择
(1) 这种渣的熔点很高，熔速慢，在初炼炉出钢过程加入 时不易成渣，需靠提高出钢温度或LF炉电弧加热化渣，影响生 产节奏；并且深脱硫效果不理想。
(2) 渣料中石灰活性度较高，容易吸收水分、二氧化碳等 变质，造成运输和储藏上的不便。
预熔精炼渣概念
预熔精炼渣，就是在精炼工艺之前用一定的化渣装置将造渣 原料进行提前熔融化合所得到的产物。它不再是机械的混合物， 而是在化渣装置中通过复杂的物理化学反应所形成的复杂化和物， 并且成分均匀稳定，无水分，成渣迅速，与目前广泛使用的传统 固体合成渣有本质上的区别。
由于精炼渣的主要作用有脱氧、脱硫、防止二次氧化、吸附 夹杂及保护包衬耐火材料等，因而在渣系选择上必须满足适宜的 碱度、低氧化性和高流动性等条件。目前为止，各国的冶金工作 者已研究出了许多精炼渣系，比较常用的是CaO-CaF2和CaO-A12 O3为基的精炼渣系。
3.1.1 CaO-CaF2渣系
该渣系C在aO1-5C0a0F2℃渣下系的具硫有容很高强达的0脱.03硫，、被脱认氧为能是力脱。硫据能文力献最报强道的， 渣系。
3 预熔精炼渣的设计
在LF精炼过程中，精炼渣的熔化是冶炼开始的一项重要任务。 工艺要求精炼渣在尽量短的时间内熔化，形成粘度适宜，流动性、 铺展性和起泡性能好的液态渣。传统的精炼渣是由活性石灰、高铝 熟料等高熔点物质机械混合而成，一般需要有助熔剂才能熔化，或 者靠氧化性的炉内气氛熔化。
3.1 精炼剂渣系的选择
LF炉预熔精炼渣的研制与应用
主要内容
1. 问题的提出 2. 当前的国内外研究情况 3. 正交实验设计 4. 实验室研究 5. 工业实验 6. 结论
1 课题提出
目前国际比较流行的精炼渣是以CaO-Al2O3-CaF2为基础的 固体合成渣，该渣是将活性石灰、高铝熟料、萤石等原料按一 定比例机械的混合在一起，虽然可以达到大部分钢种的精炼要 求，但是这种固体合成渣存在两个缺陷：
发展预熔精炼渣的目的和意义
(1) 寻求熔化温度明显低于机械混合渣的预熔精炼渣，得到低熔 点，高熔速，起泡性能好的新型精炼渣。
(2) 找到脱硫效果优于机械混合渣的精 炼渣，要求其脱硫速 率大于机械混合渣，同时钢中终点硫也低于机械混合渣，达到深脱 硫的目的。
(3) 对炉衬的侵蚀小。 (4) 熔渣应该具有良好的铺展性，使钢液与
牛四通等人通过正交试验的离差分析法和计算工程平均值 法，得出了低碱度、中碱度、高碱度范围内的具有最佳发泡指 数的精炼渣组成。
项目 碱度 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2 低碱度 1.6 41.23 25.11 8 15 10
中碱度 2.6 47.67 18.33 9 10 15
高碱度 3.6 55.64 16.36 8
7
9
陈祖廉认为针对不同目的精炼渣最有效配置成分如表所示 。
CaO Al2O3(+MnO) SiO2(+P2O5) MgO FeO
脱硫 50~55 20~25
10~15
≤5 ＜0.5
脱氧 50~55 10~25
10~15
≤5 ＜0.5
脱磷 45~55
6
6~10
≤2 30~40
S.Gilbet研究发现当钢水含硫量已降至0.010%时，在1665℃ 左炼右渣采能用将钢硫包脱处至理20，pp使m；用在配1比65为0~6107%00C℃aO，~4通0%过Al.l32~O13.的9 N高m碱3·度mi精n-1 强度底吹氩气，仍采用上述渣系得到10ppm的硫含量。
空气隔离。 (5) 尽量缩短冶炼周期，达到节能高效的生产效果。
2 精炼渣脱硫的研究现状
LF炉目前主要应用石灰-氟化钙和石灰-高铝熟料渣，前者成渣迅速 并能较好脱硫，但对钢包内衬的侵蚀严重，降低钢包的使用寿命，其埋 弧效果不理想，氟化物对环境的污染也不可忽视；后者使用Al2O3代替或 部分代替CaF2即能达到良好的脱硫效果，又能减缓石灰-氟化钙渣系的负 面作用，石灰-高铝熟料渣系在对钢包耐材的侵蚀和埋弧操作方面有所改 进但成渣速度和精炼效果会受到一定影响。
3.1.2 CaO-Al2O3渣系
产超低C硫aO钢-A。l2O3渣系也具有较强的脱硫能力，该渣系也被用来生 E.T. Turkdogan等人对熔融氧化物的硫容进行了研究，他们
认为铝酸盐与硅酸盐相比脱硫速度和硫容更大，但该渣系的炉渣 流动性稍差。
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3.1.3 CaO-Al2O3-CaF2渣系
由于无氟渣存在流动性不好的缺点，完全采用无氟渣系还有待研 究，国内部分钢厂和国外很多钢厂都在CaO-Al2O3渣系的基础上加入适 量的CaF2形成CaO-Al2O3-CaF2渣系，但在实际生产过程中，由于炉衬 受到侵蚀等原因会带入一定的MgO，作为脱氧产物和精炼渣原料中都 会 系带。入部分SiO2，因而实际渣系为CaO-Al2O3-CaF2-MgO- SiO2五元渣
SiO2主要来源于原料中的杂质(脉石) 和脱氧产物，其具有一定的助熔剂作用，但是含量增加对脱氧、脱 硫均不利；对钢中点状夹杂的减少有利。
有利于C脱aF硫2可。显但著其降量低过精大炼，渣不粘仅度不，利使于炉脱渣氧流，动而性且改对善炉，衬增侵加蚀传也质较， 快。
MgO的含量在8%左右时炉渣中MgO溶解度达到饱和， 从而阻止了炉渣对炉衬的侵蚀，这对于延长耐火材料的寿 命是有益的。
BaO是脱硫、脱磷的有效成分，也是最近研究的热 点，本实验中作为一个考察目标。
3.1.4 其他精炼渣系
SN能iaO将2O2渣硫(A5系脱l3i.e6，至n%H该1)-.0S渣C到iOh系2a20n(在p3等p91m.人55。％5通0)℃过和和与N1aC62aO0O0(4基℃8.的时9％渣，)系-渣Si比系O2较组(3，7成.0研分％究别)的了为两N种a2O渣- 系
3.2 组分选择
(1) 这种渣的熔点很高，熔速慢，在初炼炉出钢过程加入 时不易成渣，需靠提高出钢温度或LF炉电弧加热化渣，影响生 产节奏；并且深脱硫效果不理想。
(2) 渣料中石灰活性度较高，容易吸收水分、二氧化碳等 变质，造成运输和储藏上的不便。
预熔精炼渣概念
预熔精炼渣，就是在精炼工艺之前用一定的化渣装置将造渣 原料进行提前熔融化合所得到的产物。它不再是机械的混合物， 而是在化渣装置中通过复杂的物理化学反应所形成的复杂化和物， 并且成分均匀稳定，无水分，成渣迅速，与目前广泛使用的传统 固体合成渣有本质上的区别。
由于精炼渣的主要作用有脱氧、脱硫、防止二次氧化、吸附 夹杂及保护包衬耐火材料等，因而在渣系选择上必须满足适宜的 碱度、低氧化性和高流动性等条件。目前为止，各国的冶金工作 者已研究出了许多精炼渣系，比较常用的是CaO-CaF2和CaO-A12 O3为基的精炼渣系。
3.1.1 CaO-CaF2渣系
该渣系C在aO1-5C0a0F2℃渣下系的具硫有容很高强达的0脱.03硫，、被脱认氧为能是力脱。硫据能文力献最报强道的， 渣系。
3 预熔精炼渣的设计
在LF精炼过程中，精炼渣的熔化是冶炼开始的一项重要任务。 工艺要求精炼渣在尽量短的时间内熔化，形成粘度适宜，流动性、 铺展性和起泡性能好的液态渣。传统的精炼渣是由活性石灰、高铝 熟料等高熔点物质机械混合而成，一般需要有助熔剂才能熔化，或 者靠氧化性的炉内气氛熔化。
3.1 精炼剂渣系的选择
LF炉预熔精炼渣的研制与应用
主要内容
1. 问题的提出 2. 当前的国内外研究情况 3. 正交实验设计 4. 实验室研究 5. 工业实验 6. 结论
1 课题提出
目前国际比较流行的精炼渣是以CaO-Al2O3-CaF2为基础的 固体合成渣，该渣是将活性石灰、高铝熟料、萤石等原料按一 定比例机械的混合在一起，虽然可以达到大部分钢种的精炼要 求，但是这种固体合成渣存在两个缺陷：
发展预熔精炼渣的目的和意义
(1) 寻求熔化温度明显低于机械混合渣的预熔精炼渣，得到低熔 点，高熔速，起泡性能好的新型精炼渣。
(2) 找到脱硫效果优于机械混合渣的精 炼渣，要求其脱硫速 率大于机械混合渣，同时钢中终点硫也低于机械混合渣，达到深脱 硫的目的。
(3) 对炉衬的侵蚀小。 (4) 熔渣应该具有良好的铺展性，使钢液与
牛四通等人通过正交试验的离差分析法和计算工程平均值 法，得出了低碱度、中碱度、高碱度范围内的具有最佳发泡指 数的精炼渣组成。
项目 碱度 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2 低碱度 1.6 41.23 25.11 8 15 10
中碱度 2.6 47.67 18.33 9 10 15
高碱度 3.6 55.64 16.36 8
7
9
陈祖廉认为针对不同目的精炼渣最有效配置成分如表所示 。
CaO Al2O3(+MnO) SiO2(+P2O5) MgO FeO
脱硫 50~55 20~25
10~15
≤5 ＜0.5
脱氧 50~55 10~25
10~15
≤5 ＜0.5
脱磷 45~55
6
6~10
≤2 30~40
S.Gilbet研究发现当钢水含硫量已降至0.010%时，在1665℃ 左炼右渣采能用将钢硫包脱处至理20，pp使m；用在配1比65为0~6107%00C℃aO，~4通0%过Al.l32~O13.的9 N高m碱3·度mi精n-1 强度底吹氩气，仍采用上述渣系得到10ppm的硫含量。
空气隔离。 (5) 尽量缩短冶炼周期，达到节能高效的生产效果。
2 精炼渣脱硫的研究现状
LF炉目前主要应用石灰-氟化钙和石灰-高铝熟料渣，前者成渣迅速 并能较好脱硫，但对钢包内衬的侵蚀严重，降低钢包的使用寿命，其埋 弧效果不理想，氟化物对环境的污染也不可忽视；后者使用Al2O3代替或 部分代替CaF2即能达到良好的脱硫效果，又能减缓石灰-氟化钙渣系的负 面作用，石灰-高铝熟料渣系在对钢包耐材的侵蚀和埋弧操作方面有所改 进但成渣速度和精炼效果会受到一定影响。
3.1.2 CaO-Al2O3渣系
产超低C硫aO钢-A。l2O3渣系也具有较强的脱硫能力，该渣系也被用来生 E.T. Turkdogan等人对熔融氧化物的硫容进行了研究，他们
认为铝酸盐与硅酸盐相比脱硫速度和硫容更大，但该渣系的炉渣 流动性稍差。
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3.1.3 CaO-Al2O3-CaF2渣系
由于无氟渣存在流动性不好的缺点，完全采用无氟渣系还有待研 究，国内部分钢厂和国外很多钢厂都在CaO-Al2O3渣系的基础上加入适 量的CaF2形成CaO-Al2O3-CaF2渣系，但在实际生产过程中，由于炉衬 受到侵蚀等原因会带入一定的MgO，作为脱氧产物和精炼渣原料中都 会 系带。入部分SiO2，因而实际渣系为CaO-Al2O3-CaF2-MgO- SiO2五元渣