浅析LF炉脱硫精炼渣
LF脱硫分析

LF脱硫1影响LF炉脱硫效率因素分析相对转炉氧化性炉渣而言,LF炉脱硫是在还原渣条件下进行的,因而其脱硫效率要远远高于转炉,其反应主要发生在炉渣和钢水界面之间,通过钢渣反应,使硫由钢水向炉渣的扩散转移,其基本反应为:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)。
LF炉精炼脱硫,首先要形成还原性的白渣,然后钢水和炉渣中的氧以FeO形式被渣子吸收,在白渣中还原,并达到一定的平衡值,这是脱硫去夹杂的基本条件,在一定碱度和氩气环境下,CaO被还原渣中A1、C、Si等元素还原出Ca与钢水中的硫反应形成高熔点CaS进入炉渣。
LF炉脱硫效率受钢水条件、炉渣状况、动力搅拌及操作多方面影响。
转炉炉渣FeO含量一般在15—20%左右,因此转炉炉渣脱硫能力较差,为提高LF炉脱硫能力,必须将炉渣中氧含量降低,实践证明当炉渣中FeO含量低于2.5%后,炉渣的脱硫能力逐步提高,特别是当FeO 含量低于1%后,炉渣脱硫能力显著提高。
精炼过程温度控制LF炉精炼初期采用边化渣边提温,最终达到出站温度的操作工艺,由于对精炼初期和过程无严格温度控制要求,造成实际钢水前期温度偏低,过程温度较不稳定,、影响了精炼脱硫效率,需要进行改进。
精炼还原气氛控制保持精炼过程钢包上面还原气氛有利于减少钢水二次氧化,保持炉渣还原状态,同时有效减少钢水吸氮现象,保证钢水纯净度。
LF炉采用罩式除尘,可有效将精练过程烟气排走,但相应造成钢水表面空气流动,炉盖内为氧化性气氛,不利于钢水质量控制。
喂线控制控制根据钢种需要精炼后期喂Ca线,统计喂Ca线100炉前后钢水硫含量,喂线脱硫率为5%,对脱硫有一定影响,但过分增加SiCa量严重增加生产成本,同时影响钢水成分稳定性,不作为重点改进方面。
2提高精炼脱硫效率的改进措施精炼过程温度控制LF炉提温是在非氧化性气氛下利用电弧加热来提高钢水温度,补偿处理过程钢水温降及造渣、合金化的吸热,便于形成有利于脱硫、脱氧、去除夹杂的钢包渣。
浅析LF炉脱硫精炼渣

浅析LF炉脱硫精炼渣【摘要】随着现代科学技术和工业的发展,对钢材质量(如纯净度)要求越来越高,用普通炼钢炉冶炼出来的钢水已经难以满足其质量的要求。
另外,连铸技术的发展,对钢水的成分、温度和气体的含量等也提出了更严格的要求。
于是就产生了各种将初炼钢水进行炉外精炼的方法。
LF精炼法是其中最常用的一种。
本文对LF法中常用的几种脱硫渣系(如CaO- CaF2、CaO-Al2O3、CaO-Al2O3-CaF2、BaO-MgO-Al2O3-SiO2)的组成及其冶金功能等进行研究与探讨,对精炼渣的发展前景和方向作出展望,为以后精炼渣的开发研究提供了依据和参考。
【关键词】LF精炼渣;脱硫;碱度LF法就是在非氧化性气氛下,通过电弧加热、造高碱度还原渣,进行钢液的脱氧、脱硫、合金化等冶金反应,以精炼钢液。
钢包底部的吹氩搅拌,使钢液与所造的精炼渣充分接触,强化精炼反应,有效去除杂质,促进钢液温度和合金成分的均匀化,为连铸提供温度、成分准确均匀的钢水,协调炼钢与连铸的节奏。
LF合成渣精炼可以更好完成脱硫、脱氧、去除夹杂的任务,从而得到纯净钢水。
1、LF法的精炼原理LF法的工作原理:钢包到站后,将钢包移到精炼工位,加入合成渣料,降下石墨电极插入熔渣中对钢水进行埋弧加热,补偿精炼过程中的温降,同时进行底吹氩搅拌。
LF精炼法通过强化热力学和动力学条件,使钢液在短时间内得到高度净化和均匀。
造白渣进行钢水精炼,可生产超低硫钢和低氧钢。
因此,白渣精炼是LF炉工艺操作的核心,也是提高钢水纯净度的重要保证。
白渣精炼的工艺要点是:①挡渣出钢,控制下渣量小于5kg·t-1钢;②钢包渣改质(一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣),控制钢包渣碱度大于2.5~3,渣中W(FeO+MnO)含量小于1.0~3.0%;③保持熔渣良好的流动性和较高的渣温,确保脱硫、脱氧效果;④控制LF炉内为还原性气氛,避免炉渣再次氧化;⑤适当搅拌,避免钢液面裸露,并保证熔池内具有较高的传质速度。
LF炉高碱度精炼渣脱硫研究实验方案

LF炉高碱度精炼渣脱硫研究实验方案4.研究目标针对LF炉高碱度精炼渣的脱硫问题,通过研究高碱度精炼渣的CaO含量,以及熔化温度、粘度、脱硫率等指标,找到了高碱度精炼渣各成分含量的工艺参数,掌握了CaO—A12O3一CaF2一SiO2四元渣系脱硫的方法,达到LF炉高碱度精炼渣脱硫的目标。
(1)阐明随着市场对钢材质量要求的不断提高和我国钢铁企业在国际市=场中面临的竞争力,高品质洁净钢对钢中硫含量提出的要求越来越严格因此在冶炼过程中必须控制钢中硫含量,提高钢种的质量和性能。
(2)掌握了CaO—A12O3一CaF2一SiO2四元渣系脱硫的方法。
(3)达到满足精炼渣对钢液脱硫效果的需求,提高精炼渣脱硫效率,进一步提高冶炼钢种的冶金性能的目的。
5.研究内容炉外精炼技术在冶炼高品质的钢材中起到了非常重要的作用,是钢铁冶炼过程中不可或缺的环节,精炼渣性能的好坏直接关系到产品的质量和产品在市场中的竞争力,性能良好的精炼渣有助于提高产品的质量以及市场竞争力,同时还可以降低生产成本增加钢铁企业经济效益。
5.1.1对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同碱度对精炼渣脱硫效果的研究。
通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的碱度,研究不同碱度的精炼渣的脱硫效果及变化规律,结合这些规律,分析最佳碱度。
5.1.2对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同Al2O3含量对精炼渣脱硫效果的研究。
通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中Al2O3的用量,研究不同Al2O3含量精炼渣的脱硫效果及变化规律,结合这些规律,分析最佳含量。
5.1.3对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同CaF2含量对精炼渣脱硫效果的研究。
通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中CaF2的用量,研究不同CaF2含量精炼渣的脱硫效果及变化规律,结合这些规律,分析最佳含量。
LF炉合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响

辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文)题目:LF炉合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响函授站点:本钢工学院年级专业:2011级冶金工程(本)学生姓名:郗玲玲指导教师:郑颖2013 年 4 月10 日目录摘要 (1)1 LF炉的精炼功能 (2)1.1炉内气氛 (2)1.2氩气搅拌 (2)1.3埋弧加热 (3)1.4白渣或造高碱度还原渣精炼 (3)1.5合金微调与成分控制 (4)2LF炉合成精炼渣成分对脱硫效果的影响 (5)2.1LF炉合成精炼渣的成分 (5)2.1.1合成渣的主要作用与精炼炉渣的组成 (5)2.1.2合成渣组元的主要作用 (6)2.2LF炉合成精炼渣成分对脱硫效果的影响 (7)3LF炉的操作制度对脱硫效果的影响 (10)3.1造渣制度 (10)3.1.1炉渣碱度控制 (10)3.1.2SiO2含量控制 (10)3.1.3A12O3含量控制 (10)3.1.4渣量控制 (10)3.1.5炉渣流动性控制 (11)3.2吹氩制度 (11)3.3温度制度 (11)3.4成分控制制度 (12)4LF炉脱硫工艺 (13)4.1快速造渣 (13)4.2提高脱S反应速率 (13)4.2.1搅拌能力与脱S速度 (13)4.2.2渣组成的影响 (15)4.2.3熔池温度 (15)结论 (16)参考文献 (18)摘要钢铁工业是国民经济的支柱产业,随着科学技术的不断发展,人们对炼钢生产率、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。
钢包精炼炉是一种炉外精炼设备,具有优异的综合性能,在炼钢生产中得到了广泛的应用,LF炉对钢液进行脱硫和精炼,极大程度地提高了钢的纯净度。
随着对钢的质量要求也越来越高,LF炉对脱硫在整个炼钢的生产中占很重要的位置。
对合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响的研究,是提高钢水质量,降低炼钢成本的重要前提。
关键词:LF炉,脱硫,合成精炼渣,操作制度,炉外精炼1 LF炉的精炼功能LF炉精炼主要是靠桶内的白渣或制造的高碱度还原渣(碱度可达5以上),在低氧的气氛中,由桶底吹入惰性气体(一般为氩气)进行搅拌并由石墨电极对经过初炼炉的钢水加热而进行脱氧、脱硫、合金化等冶金反应,以精炼钢液。
钢包炉LF用预熔精炼渣的研究和应用

1253.6
1266.3
3760.3
1231.6
1239.7
1244.6
3715.9
1293.6
1269.5
1278
3841.1
1259.3
1269.5
1296.7
3825.5
1269.5
1282.5
1248
3800
1272.1
1308.9
1286.3
3867.3
1247.3
1258.6
1264.4
实验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
熔化温度(℃)
1
2
3
合计si (℃)
1295.3
1325.3
1339.5
3960.1
1322.3
1298.7
1307
3928
1303
1298.7
1303
3904.7
1293.7
1290.3
1308.7
3892.7
1240.4
R 45.225 9.041667 17.08333 19.35 22.38333
第一列(A因素) R=1307.1-1261.9=42.2 第二列(B因素) R=1290.6-1281.5=9.1 第三列(C因素) R=1295.1-1278.0=17.1 第四列(D因素) R=1295.6-1276.2=19.4 第五列(E因素) R=1296.6-1274.2=22.2
中,其在它A1因、素A2(、B、A3C、、AD4各和自E)的所1在、的2、实3验、组4 水平都分别出现了一次。把第一组实验所得 的实验数据相加,其和记作I,同理,把第 二组、第三组、第四组的数据相加分别记作 II、III和IV。
LF炉精炼研究总结

LF工艺操作LF 是一种拥有电弧加热装置的炉外精炼方法,于1971年由日本特殊钢公司提出,它也被叫做钢包加热炉。
LF主体是一个带有底吹氩的钢包,来自转炉或电炉的钢液(无渣)注入到该钢包内,然后钢包被吊车吊运到钢包车上,运往LF处理工位。
在水冷炉盖下方提供三相电极,盖上水冷炉盖,加入高碱度的复合渣,然后通电,那么常压下即可达到埋弧加热的效果。
由于LF处理方法提供电弧加热、复合渣精炼,吹氩搅拌和合金微调等功能,因此LF精炼可达到以下冶金目的:1)通过还原气氛中高碱度复合渣的精炼,LF有很高的脱硫和脱氧能力,钢液中硫含量和溶解氧可降低到20PPm以下,此外夹杂物也可有效的去除。
2) 钢液电弧加热调整钢液温度,加速复合渣熔化;3) 底吹氩方式达到钢液成分和温度的混匀;4) 依靠自动加料系统对钢液进行成分微调。
加热过程转炉出钢1) 钢包条件钢包应当干净,不附带任何残余炉渣;此外,换包周期不能多于4小时,否则钢包必须烘烤加热到1000-1200℃。
钢包内残余钢液或炉渣会引起钢包温降,失去的热量需LF处理补偿,这些因素在LF电脑模型中都需要考虑进去。
2) 挡渣转炉出钢需要进行挡渣,众所周知转炉顶吹终点,钢液中存在一定含量的溶解氧,它与渣中氧保持平衡。
渣中FeO 和 P2O5含量很高。
当还原剂加入钢包钢液中溶解氧含量降低,钢渣间的氧平衡被打破,渣中 FeO 含量减小。
因为炉渣的氧化性降低,发生回磷现象。
因此为了阻止钢液回磷和保证稳定的LF加热过程,转炉出钢要求挡渣。
3)合金和造渣剂的添加为保证钢液成分,出钢过程中需加入合金和还原剂。
LF加热过程钢包精炼工艺包括几个过程,彼此间相互关联。
对于不同钢种,加热操作不尽相同,且处理过程参数均有相关的标准计算模型。
步骤A:搅拌当钢包抵达LF处理位,接通自动快换接头向钢包提供氩气,根据钢种选择不同的吹氩模式。
a) 吹氩量: 150~300Nl/min步骤B:混匀依据钢种提供不同的混匀方法a) 吹氩量: 300~600Nl/minb) 还原剂:硅铁,铝丸不同混匀模式中,还原剂用量是一定的 (~TS).这个步骤分为两个加热阶段,第一阶段持续1分钟,加热速度越慢越好,温度上升大约3℃/mi n,这是起弧阶段。
摘 要 LF炉精炼渣对钢水脱硫和促进Al2O3等脱氧产物从钢水中的去除具有重要作用

LF精炼工艺的优化摘要LF炉精炼渣对钢水脱硫和促进Al2O3等脱氧产物从钢水中的去除具有重要作用。
针对中、低碳含铝钢转炉生产的粗钢水[O]含量高和钢水[C]低的特点,提出了采用CaO-Al2O3的LF 炉精炼渣系。
为满足脱硫和吸收同化夹杂的需求,制精炼渣终渣组成中w(SiO2)=4%~7%,w(CaO)/w(Al2O3)=1.7~1.9。
出钢过程中采用渣洗工艺,向钢包内加入大部分精炼渣、出钢末期对转炉下渣还原处理,保证足够的软吹Ar 时间,对16MnR进行精炼,得到了脱硫率为61.8%、铸坯T[O]为22×10-6、铸坯中大型夹杂总量为15.68mg·(10kg)−1的良好冶金效果。
关键词LF炉精炼管线钢1. LF法工艺简介随着连铸技术的发展和对钢质量要求的不断提高,钢包精炼炉(LF 炉)在炼钢工艺中起到越来越重要的作用。
钢包精炼炉除了采用还原气氛埋弧加热、透气砖吹氩搅拌等技术外,还引进了合成渣精炼技术,达到对初炼钢水进一步调质的作用。
通过采用高碱度、高还原性精炼渣料可以进一步脱除钢中硫、氧;合成渣料熔化成渣后形成部分泡沫渣,可对电弧进行埋弧加热操作,减少了电弧对包衬和包盖耐火材料的损坏;LF炉通过底部吹氩搅拌,促使钢中杂物聚集上浮,与熔渣接触被吸收,可以精炼和净化钢液;电弧加热过程电极周围空气中的水分子、氮气极易电离而进入钢液使气体含量增加,通过渣层覆盖钢液,可以有效地防止吸入气体;与脱氧制度配合,对夹杂物进行变性和无害化处理。
但是,要充分发挥精炼渣的作用,必须针对不同的钢种,合理设计精炼渣成分,并且在精炼渣的加入制度、LF 精炼炉操作工艺方面协调配合,才能达到预期效果。
其实LF法就是钢包炉外精炼。
原理:LF是在ASEA-SKF法和VAD法的基础上改进而来的,它采用氩气搅拌,在大气下用石墨电极埋弧加热,再加上白渣精炼技术,组合而成。
效果:1.精炼功能强,适宜生产超低硫(脱硫效率可达50%~70%,至0.010%以下)、超低氧钢(全氧可控制在(20~50)X0.0001%)。
LF炉造渣及脱硫控制详解

以前所使用的合成渣是将所需的各种原料破碎后按一定 比例机械混合压球烧结而成,合成渣的成分含有Al2O3为20%, 其熔点较高,脱硫效果不稳定。相关资料表明这种渣在精炼 过程中,成渣速度慢,烟尘大,精炼时间长。 脱硫原理也表明,实现高效快速脱硫至目标要求,需要 快速形成特定组分的精炼渣。LF炉的处理过程有大约5-8分 钟送电时间在化渣(1500-2000kWh),成渣后才开始脱硫。 要加快LF炉处理节奏,必须使成渣时间缩短。需要使用熔点 更低的预熔渣实现快速成渣。成分如下。
影响脱硫的因素
4、渣量对脱硫率的影响 适当增加渣量,可以稀释渣中的CaS浓度,促进脱硫反 应式向右进行,对脱硫有明显的效果。但是大渣量使脱硫 反应不活跃,脱硫效果增加不明显,同时电耗和辅料消耗 增加。一般控制渣量为钢水量的1%-2%。
影响脱硫的因素
脱硫速度
从宏观理论分析,钢中S的物质移动支配整个反应速 度。 搅拌是促进物质移动速度加快的有效手段,加强搅 拌使渣粒卷入钢水,增加了渣与钢中硫接触的机会,使 反应速度加快,脱硫效率提高。 实验证明,脱硫速度大小依次为:喷吹脱硫剂 (CaO+CaF2)>吹氩搅拌>电磁搅拌(感应)。喷吹脱 硫剂能将钢中硫脱至5ppm以下,对于我厂品种结构来说, 正常情况下,吹氩搅拌完全能满足生产需求。
影响脱硫的因素
2、渣中Al2O3含量对LS的影响 对于铝脱氧钢,渣中的Al2O3与硫化 物容量(Cs)存在如图关系。研究发现, 渣中Al2O3含量大于30%时,随着渣中 Al2O3的增加,硫化物容量(Cs)减小, 同时也发现,随着温度的升高,同渣 系的硫化物容量(Cs)增大,也证明了 温度与脱硫存在线性关系。 在CaO-SiO2-Al2O3渣系中,当Al2O3 含量<30%时,增加渣中的Al2O3含量 可以降低渣的熔点,提高流动性。但 综合考虑炉渣对Al2O3夹杂和脱硫的影 响,一般选择20%-30%较好。
LF精炼脱硫工艺

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。
4
LF炉精炼渣脱硫工艺及理论
3、CaO-Al2O3-CaF2渣系 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-Al2O3CaF2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带入部分SiO2,因而实 际渣系为CaO-Al2O3-CaF2-MgO- SiO2五元渣 系。
16
LF炉精炼渣脱硫工艺及理论
CaF2与CaO等形成一系列低熔点共晶物来 助熔化渣,但在电弧温度下,将有下述反应发 生。
产生的SiF4为气体,并随炉气散失。
17
LF炉精炼渣脱硫工艺及理论
4、Al2O3在精炼渣中的作用 根据CaO-SiO2-Al2O3三元相图,随着渣中
Al2O3含量在一定范围内的提高,渣的熔化温度 降低。
29
LF炉精炼渣脱硫工艺及理论
炉渣脱硫反应表明,随着钢中氧含量的提高, 将抑制脱硫反应的进行,应尽量采取措施降低 钢中氧含量。
渣中氧含量也会影响到钢中的溶解氧含量。 在渣-钢间存在着氧的平衡分配,炉渣氧化 性较高时,炉渣会向钢中供氧,增加钢液中的 溶解氧量。
30
LF炉精炼渣脱硫工艺及理论
9、LF炉脱硫的优势: 1) 有良好的还原性气氛; 2) 能造含 Al2O3 的高碱度渣; 3) 包底吹氩搅拌,渣钢充分,脱硫的动力学条件
液相中的传质速率与熔渣的粘度成反比。 若炉渣粘度过大,则恶化了脱硫的动力学条件,
造成脱硫困难。 提高炉渣的流动性,可以减小乳化渣滴的平均直
LF炉脱硫精炼渣的研究

LF炉脱硫精炼渣的研究摘要:LF钢包精炼炉是冶炼优质钢的常见设备,具有满意的生产能力,在本次研究中,本文通过分析影响LF炉脱硫的相关因素之后,通过开展实证分析的方法,进一步论证了CaO、氧化亚铁、氧化铝、二氧化硅等物质的影响进行阐述,希望为保证钢铁生产顺利进行奠定基础。
关键词:LF炉;脱硫精炼渣;实证分析前言:目前大气污染问题已经得到全社会的广泛关注,而硫则是大气污染的主要物质,为实现可持续发展的目标,很多钢铁企业都在对生产工艺进行完善,其中LF钢精炼炉可以保持炉内的还原环境,其中的合成渣精炼可以更好的实现脱硫脱氧,其中合成渣精炼效果与生产工艺之间存在之间关系,值得关注。
1.影响脱硫效果的相关因素分析1.1 CaO对脱硫率的影响在脱硫渣中,CaO是影响脱硫的重要因素,这是因为LF炉以CaO作为反应的原料直接完成脱硫,在与炉中的硫元素发生化学反应之后可以形成硫化钙,且随着反应的继续,该物质的脱硫率会有进一步提升,生产实践证明,随着炉渣中碱度较低的情况下,无论氧化铝以及二氧化硅等含量多高,其脱硫率的增长缓慢;但是随着碱度的上升,氧化铝以及二氧化硅的含量提升则可以显著提升脱硫率,其原因为:在二氧化硅以及氧化铝的含量增加可以改善炉渣粘度,最终有效改善脱硫动力学水平。
所以在理想的工况下,CaO的含量应控制在60%以上[1]。
1.2氧化铝与二氧化硅的影响根据上文介绍的内容可知,氧化铝以及二氧化硅会对CaO的脱硫效果产生影响,其中二氧化硅作为离子晶体,该物质含量的增加则可以显著提升渣中的F(-)离子水平,该物质与网状硅酸盐产生化学反应之后可以加快脱硫效率;再加之二氧化硅具有改善渣粘度的效果,可以提供理想的脱硫动力学条件。
同时在渣中添加二氧化硅后可以促进硫化钙的固体破坏提升液相,最终优化脱硫条件。
同时在特定的炉渣成分下,随着氧化铝的水平提升,则炉渣的流动性进一步增强,随着脱硫反应的深入,氧化铝水平与脱硫效果正相关。
浅析LF炉脱硫精炼渣

浅析L F 炉脱硫精炼渣
胡秋芳 江西省冶金技师学院 江西新 余 3 3 8 0 1 5
【 摘要 】随着现代科 学技术和工业的发展 , 对钢材质量 ( 如 纯净度) 染 比较严重 。 因此 , 可选用A1 0 , 代替 或部分 代替 C a F 以减少 对环境 的 要 求越 来越 高, 用普 通炼钢 炉冶炼 出来的钢水 已经难 以满足 其质量 的要 污 染。 针对 C a O— A1 : O , 无氟 精炼渣 的开发较 多, A1 O , 同样 能对石灰 起 求。 另外, 连铸技 术 的发展 , 对钢 水的成分、 温度和 气体 的含 量 等也提 出 助熔作用 , 且 活性低 。 了 更严格 的要 求。 于是 就产生 了 各种将 初炼钢 水进行 炉外精炼 的方法。 L F ( 2 ) C a O - A 1 2 0 3 一 C a F 2 渣 系
的铝及Al 2 O , 与普 通化学 试剂 所含晶格 结构 不同, 具 有更 高的活 性。 铝 灰是 非常有开发潜力的脱 硫原料。
3 , 各渣 系组 元对 合 成精 炼 渣脱 硫 效 果 的影 响 3 . I碱 度
随 着 炉渣 碱 度的 提高 , 硫的 分 配比 增大 , 有 利 于脱 硫 的进行 。 当 碱 度大 于2 . 3 时, 硫 的分 配比可以 超过 l O 0 。 但当碱 度过 大 ( 大 干4 . 0 ) 时, 造渣 比较 困难 反而 不利 于脱硫 。 实 际合成精 炼 渣 系的适 宜碱 度为
1 . L F 法 的精 炼 原 理 L F 法的工作原理 : 钢包 到站后 , 将钢包 移到精 炼 工位 , 加入合成渣 料, 降下石墨 电极插入熔 渣 中对钢 水进行埋 弧加热 , 补 偿精炼过 程 中的 温降, 同时进行底吹氩 搅拌。 L F 精炼 法通过 强化热 力学和 动力学条 件 , 使钢 液在短 时 间内得到 高度净化 和均 匀 造白渣进行 钢水 精炼 , 可生 产超 低硫钢 和低 氧钢。 因 此, 白渣精 炼是 L F 炉工 艺操 作的核 心 , 也 是提 高 钢水 纯净 度的 重要保 证。 白渣精炼 的工艺要 点是 : ①挡渣 出钢 , 控 制下渣 量小于5 k g ・ t - 钢, ②钢包渣 改 质 ( 一 般采 用A l : 0 广C a O — S i O : 系炉渣 ) , 控制 钢包 渣碱 度 大 于2 . 5 ~ 3 , 渣 中W( F e O+ Mn O ) 含量 小于1 . 0 -3 . O %l ③保持 熔渣 良好 的流 动性和 较高 的渣温 , 确保脱硫 、 脱 氧效果 。 ④控 ̄ I | L F 炉 内为还 原性 气氛 , 避免 炉 渣再次 氧化 ; ⑤适 当搅拌 , 避 免钢 液面裸 露 , 并保证 熔池
LF脱硫分析

LF脱硫1影响LF炉脱硫效率因素分析相对转炉氧化性炉渣而言,LF炉脱硫是在还原渣条件下进行的,因而其脱硫效率要远远高于转炉,其反应主要发生在炉渣和钢水界面之间,通过钢渣反应,使硫由钢水向炉渣的扩散转移,其基本反应为:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)。
LF炉精炼脱硫,首先要形成还原性的白渣,然后钢水和炉渣中的氧以FeO形式被渣子吸收,在白渣中还原,并达到一定的平衡值,这是脱硫去夹杂的基本条件,在一定碱度和氩气环境下,CaO被还原渣中A1、C、Si等元素还原出Ca与钢水中的硫反应形成高熔点CaS进入炉渣。
LF炉脱硫效率受钢水条件、炉渣状况、动力搅拌及操作多方面影响。
转炉炉渣FeO含量一般在15—20%左右,因此转炉炉渣脱硫能力较差,为提高LF炉脱硫能力,必须将炉渣中氧含量降低,实践证明当炉渣中FeO含量低于2.5%后,炉渣的脱硫能力逐步提高,特别是当FeO 含量低于1%后,炉渣脱硫能力显著提高。
精炼过程温度控制LF炉精炼初期采用边化渣边提温,最终达到出站温度的操作工艺,由于对精炼初期和过程无严格温度控制要求,造成实际钢水前期温度偏低,过程温度较不稳定,、影响了精炼脱硫效率,需要进行改进。
精炼还原气氛控制保持精炼过程钢包上面还原气氛有利于减少钢水二次氧化,保持炉渣还原状态,同时有效减少钢水吸氮现象,保证钢水纯净度。
LF炉采用罩式除尘,可有效将精练过程烟气排走,但相应造成钢水表面空气流动,炉盖内为氧化性气氛,不利于钢水质量控制。
喂线控制控制根据钢种需要精炼后期喂Ca线,统计喂Ca线100炉前后钢水硫含量,喂线脱硫率为5%,对脱硫有一定影响,但过分增加SiCa量严重增加生产成本,同时影响钢水成分稳定性,不作为重点改进方面。
2提高精炼脱硫效率的改进措施精炼过程温度控制LF炉提温是在非氧化性气氛下利用电弧加热来提高钢水温度,补偿处理过程钢水温降及造渣、合金化的吸热,便于形成有利于脱硫、脱氧、去除夹杂的钢包渣。
LF炉精炼造白渣工艺的研究

LF炉精炼造白渣工艺的研究LF炉是钢铁精炼生产过程中非常重要的精炼设备,在钢铁生产过程中所表现出来的脱硫效率较高、钢液成分的控制更加的精确,并且在生产过程中的经济投入量更低,是当前我国钢铁生产企业广泛运用的技术之一。
造白渣工艺是LF 炉精炼过程中非常重要环节,本文就针对该工艺技术进行分析。
标签:LF炉精炼;造白渣工艺;研究分析伴随当前我国工业化的发展速度,不断加快社会经济的发展,对钢铁材料的生产量以及质量的要求不断提升,有效推动了我国钢铁制造技术的高速发展,这对我国炼钢精炼技术层次和整体的炼钢效果和质量提出了较高的要求。
LF炉在整体的投资费用上相对较低,设备构造比较简单,同时在操作过程中比较灵活,所具备的炼钢效果非常优秀,受到了我国社会各大钢铁企业的广泛运用,LF炉的精炼过程主要是通过电极埋弧加热合成渣,使得LF炉内不具备良好的还原环境,通过这种方式实现了对钢铁的脱硫脱氧以及去除内部杂质,提升钢铁纯度和精度的有效目的。
1 精炼渣的主要作用精炼渣再另单独的精炼过程当中,像钢铁内部加入一些特殊性配比成分的合成渣,从晶粒内部的化学成分构造上来分析,其中常见的精炼渣主要是通过CaO-CaF2 基,CaO-Al2O3 基,CaO-Al2O3-SiO2 基等等重点就低碱度较高的熔渣体系。
在合成渣的电弧加热作用下,合成渣通过固态形式慢慢融化成为液态渣,并且和钢液进行有效的混合,在反应过程当中起到了保温绝热以及精炼钢铁的实际效果。
在反应过程当中所表现出来的作用分为以下几个方面,第一,脱硫作用;第二脱氧作用;第三实现高精度的反应环境;第四,高还原性渣料在LF炉内部的吹氩搅拌作用。
通过这种方式可以有效的提升和钢液之间的混合接触面积,进而充分的发挥出其还原性的作用,在很大程度上提升的脱硫和脱氧的效果。
吹氩搅拌的操作过程当中,会使得钢液内部的杂质不断的向上聚集,并且和残渣接触的部分会被慢慢的吸附,有效实现了对钢鐵液体的净化。
浅析LF炉精炼渣冶金性能的研究现状

浅析L F 炉精炼渣冶金性能的研究现状
李 永春 上海宝山钢铁股份有限公司炼钢厂 上海 2 0 0 9 4 1
会各 界对钢材质量 需求的提 升, 钢 包精 炼炉受到的重视 程度越 来越 大,在 很 多钢铁 台 炼 企业 的钢 包精 炼炉中除采用常规化 的还 原氛埋孤 的加热技 术、 透 气砖 的吹氩搅拌技术 及真 空脱气等较 为成熟的技 术外, 合成渣 的精 炼技 术也得 到着较 为广泛的应 用。文章就 目前合成精 炼渣所具有的作用及 L F 炉精 炼渣冶金 的熔化性能、 脱 硫性能及发泡性能等重点性 能进行研究分 析, 并就L F 炉精炼渣冶金性能的发展趋势等进行 简单分析。 【 关键 字】 L F 炉; 精 炼渣; 冶金性 能
二. L F 炉 精 炼 渣 的冶 金 性能 现 状 1 . L F 炉精炼渣 的熔 化性 能研 究 在 未混转 炉渣 时的L F 炉精炼 渣的熔 化性能 , 对其设计 相关 的熔 化 试验 并就未 混转 炉渣时 的L F 炉 精炼渣 的熔化试 验现 象进行 观察 , 进 行
实验 的精 炼渣 的样 号 选定为 控铝 钢 、 含铝 钢 , 对混 合渣料 进行 破碎 至 2 0 - 6 0 目 的破 碎处理 , 将 其混 合均匀后放 置在试验石墨坩 埚 内, 将其 整 体 放 置于二 氧化钼炉 中升 温至 1 4 5 0  ̄ C , 熔化 试验 的具体表现 为 : 对于未 混 转炉渣 时的L F 炉精炼渣 , 其在 1 4 5 0  ̄ C 的温度状 态下, 精炼渣 中含有 的 碳 酸盐 成分基 本上 已经全 部分解 , 但是精 炼渣并未发生 熔化 , 精炼渣在 最后可 能会 出现 烧结 现象 。 因为在设 计 该实验 时将精 炼渣 中的碳 酸盐 成 分看 作氧化 钙、 氧化 硅、 氧化铝 、 氧化 镁 , 将其 中的氧化镁看作氧化钙 进 行的试 验 , 精炼 渣的熔点 应该在 1 5 5 0 — 1 9 0 0  ̄ C , 所 以1 4 5 0  ̄时精 炼渣
LF炉合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响

LF炉合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响发布时间:2021-07-28T09:42:49.907Z 来源:《基层建设》2021年第13期作者:肖文华[导读] 摘要:炼钢工业是国民经济的支柱产业之一,随着科学技术的发展,人们对钢厂的生产率和钢材成本提出了越来越高的要求,这使得传统的炼钢设备和工艺难以满足需要。
广西柳州钢铁集团有限公司广西柳州市 545002摘要:炼钢工业是国民经济的支柱产业之一,随着科学技术的发展,人们对钢厂的生产率和钢材成本提出了越来越高的要求,这使得传统的炼钢设备和工艺难以满足需要。
LF路是一种综合性能优良的炉外精炼设备,广泛应用于钢铁生产中,LF钢水脱硫精炼炉大大提高了钢的纯度,LF炉在钢铁产品总产量中占有重要地位。
研究合成精炼渣和操作制度对脱硫的影响,是提高钢铁质量、降低钢铁生产成本的前提。
关键词:LF炉脱硫合成精炼渣操作制度一、LF炉精炼功能LF炉主要采用桶内白渣或高碱还原渣(碱度可达5以上),桶底吸入惰性气体(一般为氩气)在低氧气氛下混合,石墨电极具有冶金脱氧脱硫作用。
LF炉的电弧加热提供了较长的精炼时间,从而降低了钢中的氧和硫含量(高达10ppm)。
1.1炉内气氛LF炉本身没有真空系统作为空气绝缘密封,如果密封性好,将提高炉子的电阻,结果表明,微压能有效地防止钢的二次氧化石墨电极还可以产生CO气体,这是由于炉内氧气的作用,从而降低了氧含量lf.5%。
防止氧气渗入炉内金属。
1.2氩气混合LF炉-氩搅拌。
良好的氩气搅拌是LF精炼的另一个特点,特别是当它们以alo3的形式出现在其中一个工厂时,钢包内AB3含量在20um 以上,用氩气吹扫钢包15分钟后即可完全去除,其余钢中仅为ABO颗粒。
富氩加速了氧化还原过程,有利于铬、钨等有价合金的回收。
1.3电弧加热为保证精炼前后工艺(转炉、电弧炉、连铸)的一致性,精确调整浇注温度(精炼时间不应局限于钢水温度的降低),精炼项目的多样化,提高了不同钢种在炉外精炼装置设计中的适应性和灵活性,主要讨论了加热装置的使用。
LF精炼炉渣性能探讨

第32卷第4期2010年8月甘 肃 冶 金GANSU METALL URGYV o.l32 N o.4Aug.,2010文章编号:1672 4461(2010)04 0012 02LF精炼炉渣性能探讨王菲,杨军,徐畔来(西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055)摘要:LF钢包炉作为一种高效钢的二次精炼手段,借助电弧加热、造还原渣和底吹氩气搅拌等手段,以达到快速脱氧、脱硫、均匀钢水温度、成分,以及有效去除钢水中夹杂物的目的。
探讨合理的精炼渣成分对于提高LF的作业率,降低脱硫时间,优化转炉、精炼炉和连铸之间的工艺衔接和加快生产节奏都具有重要的意义。
关键词:LF炉;脱硫;精炼炉渣中图分类号:T F703.5文献标识码:AD iscussion On The LF Refi ni ng Slag Perfor m anceWANG Fe,i YANG Jun,XU Pan la i(The Schoo l ofM etall u rgicalE ngi neeri ng X i an Un i versit y ofA rch it ect ure and Techn ol ogy,X i an710055,Ch i na)Ab stract:Be i ng cons i dered as one o f high e fficiency m ethods o f second refi n i ng,LF was i n v irtue som e m easures o f heati ng up by the e l ectric a rc,reduc tive sl ag and argon b l ow i ng t o achieve the a i m s o f rapid deox i dati on,desul phur i zati on,m ix i ng t he temperature and co m ponents o f li quid steel and remov i ng the inc l usion from the liqu i d stee l ava ilab l y.It was ve ry i m portant to fi nd out t he opti m u m co m pos ition of refi n i ng slag,wh i ch w ill o ffer a g rea t s i gnificance on reduc i ng t he ti m e of desu l phuri za tion,harmonizi ng t he LD,LF and conti nuous casti ng and accelerati ng the producti on rhy t h m.K eyW ord s:LF;desulphur izati on;re fi ning sl ag1引言随着用户对钢材质量的要求越来越高,炉外精炼作为提升钢材质量的重要手段得到了迅速的发展。
LF炉造渣及脱硫控制详解

素即能经济地去除,钢水脱硫是通过高碱度渣还原精炼进行的。但硫与钢中
其它元素不同,不会从大气和耐材溶解到钢水中,增硫的可能性小,所以脱 硫变得单纯。而且钢材向高级化和大型化发展的同时,脱硫目标值也不断提
高。
LF炉作为现代化钢厂必备的精炼手段,通过精炼渣脱硫是其主要功能之 一。选择适合于生产现场的渣系和脱硫工艺,使其能更好地为生产服务,是 我们研究的目标之一。
10
50.63~56.33
4.57~9.01
18.88~26.54
0.378~0.673
1.38~3.61
平均值
53.51
6.3
24.06
0.527
1.84
8.49
优化后
10
43.13~52.76
6.87~8.40
21.90~32.43
0.771~1.520
0.712~2.478
平均值
47.83
7.06
萤石量 (BOF+LF) 33868
吨钢消耗量(Kg/t)
11月份(13-26) 168 32655
4.1
112472 3.4
0.98
256 0.007
吨钢消耗量(Kg/t)
2、电耗降低(LF 炉处理碳钢产量基 本相当)
产量(t)
电耗(kWh/t)
3月份
312609
34.5
11月份
295198
33.1
LF炉入站钢水的硫含量,并且形成熔化良好的精炼渣,使LF炉省去了
成渣步骤,缩短了脱硫时间,加快了处理节奏。而且LF炉送电过程中 不加渣料,冒烟现象也大为减少。
使用预熔渣后的脱硫率
炉号 工 序 BOF LF BOF LF BOF LF 钢种 石灰 顶渣 (Kg) (Kg) 800 502 出钢加 AlMnFe (Kg) 956 渣面加铝量 (Kg) 100 134 Q345B 799 502 880 67 0.0246 0.0126 0.0055 LF加铝 (Kg) BOF3#S(%) BOF4#S(%) 0.0216 0.0158 0.002 成品S(%) 脱硫率(%) 26.9% 90.7% 48.8% 77.6% 13.9% 0.0112 71.2%
转炉LF精炼脱硫探讨

2 1 碱 度控 制 .
由于该反应是渣钢界面反应 , 只有保持流动性
良好 的炉 渣 , 证 钢 渣 界 面传 递 畅通 无 阻 , 能 使 保 才 得反应 向脱 硫 方 向进 行 。 因此 在 精 炼 过 程 中必 须 保持 全程 良好 的炉 渣流 动性 。
图 1 熔渣碱 度 与硫 的分 配 系数 的 关 系
12 炉 渣 (e 含 量 . FO) 渣 中 (e ) FO 的含 量 。在 精炼 造 渣过 程 中 , 随 着扩 散 脱 氧 的进 行 , 中 (e 的 含 量 逐 渐 降 低 。 渣 FO) 从脱 硫 反应 式 () 1中可 以看 出 , 中氧 化铁 (e ) 渣 FO 含 量 的降低 有 利 于脱 硫 反 应 向 右进 行 。在 还 原 气 氛 下, 只要 保持 炉渣 具有 较 高 的碱 度脱 硫 效 果就 极 为
硫是钢 中的长存元素之一 , 它会使大多数钢种 的加工性能和使用性能变坏 , 因此除了少数易切 削 钢 种外 , 它是 需 要在 冶炼 中脱 除 的有 害元 素 。钢 中
的硫 主要 来 源 于 炼 钢 生 产 所 用 的原 料 如 铁 水 、 废
炉渣 的脱硫能 力增 大。但 碱度过高会引起炉渣 的 黏 度增 大 , 化 双相反 应 的动 力 学 条件 而 不 利 于脱 恶
2 2
冶全
21 月 二 0 年5 第 期 1
转炉 L F精 炼 脱 硫 探 讨
李 军辉 刘玲 月2
(. 1杭州钢铁集 团公司转炉炼钢厂 杭 州 302 ; 2 宁波钢铁有限公 司 宁波 350) 102 . 187
LF精炼炉脱硫工艺制度的研究与优化

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炉精炼渣的组成及冶金性能的分析

LF炉精炼渣的组成及冶金性能的分析冉锐摘要: 钢水炉外精炼是当前国内外炼钢工业的前沿新技术.随着纯净钢生产技术的进步和连铸技术的发展,以及降低生产成本的要求,炉外精炼工艺与(略).日本、欧美等先进的钢铁生产国家,炉外精炼比超过90%,其中真空精炼比超过50%,有些钢厂已经达到100%.钢水炉外精炼是高技术含量新产品的质量保证基础,是现代炼钢生产流程与产品高质量水平的标志.各种炉外精炼设备的冶金功能主要包括:熔池搅拌功能,(略)和温度,保证钢材质量均匀;提纯精炼功能,通过钢渣反应、真空冶炼以及喷射冶金等方法,去除钢中S、P、C、N、H(略)质和夹杂物,提高钢水纯净度;钢水升温和控温功能,对钢水实现成分微调;生产调节功能(略)连铸生产.介绍了几种常见的炉外精炼工艺:LF、RH、VD与VOD和CAS和气体搅拌等精炼工艺的特点. 从埋弧渣的物理性能和化学成分入手,探索其熔化性能,脱硫脱氧能力等物化性能,研究埋弧渣的成分和其发泡效果. 埋弧基渣的储泡能力与炉渣的物理化学性能有关,炉渣的物理性能指炉渣的密度,粘度,表面张力.关键字: 钢水炉外精炼.纯净钢.泡沫渣.脱硫.前言随着社会经济的高速发展,对钢铁产品的要求也越来越高,比如与传统板坯相比,薄板坯连铸的结晶器热流大,在弯月面附近处的凝固坯壳产生较高的表面张力,往往导致形成纵向表面裂纹。
尤其是碳含量在0065%~0.15%范围内时,凝固过程中形成单向奥氏体的温度愈高,铸态钢奥氏体晶粒就愈大,钢的塑性就愈低,就愈易产生表面裂纹。
为此应尽量避开这一碳含量区域。
如果生产冷轧带卷,必须有高质量的钢水,尤其对原料的要求很高;若电炉炼钢,应加海绵铁并使用优质废钢;对铝和氮的要求也很严格,以避免氮化铝的析出,脆化奥氏体晶界面,使连铸坯出现角横裂或振痕处的横裂。
而国外许多大型钢铁企业都非常重视LF炉精炼工艺的改进,值得我们国家的钢铁企业学习借鉴.炉外精炼技术的特点与功能炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。
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浅析LF炉脱硫精炼渣
【摘要】随着现代科学技术和工业的发展,对钢材质量(如纯净度)要求越来越高,用普通炼钢炉冶炼出来的钢水已经难以满足其质量的要求。
另外,连铸技术的发展,对钢水的成分、温度和气体的含量等也提出了更严格的要求。
于是就产生了各种将初炼钢水进行炉外精炼的方法。
LF精炼法是其中最常用的一种。
本文对LF法中常用的几种脱硫渣系(如CaO- CaF2、CaO-Al2O3、CaO-Al2O3-CaF2、BaO-MgO-Al2O3-SiO2)的组成及其冶金功能等进行研究与探讨,对精炼渣的发展前景和方向作出展望,为以后精炼渣的开发研究提供了依据和参考。
【关键词】LF精炼渣;脱硫;碱度
LF法就是在非氧化性气氛下,通过电弧加热、造高碱度还原渣,进行钢液的脱氧、脱硫、合金化等冶金反应,以精炼钢液。
钢包底部的吹氩搅拌,使钢液与所造的精炼渣充分接触,强化精炼反应,有效去除杂质,促进钢液温度和合金成分的均匀化,为连铸提供温度、成分准确均匀的钢水,协调炼钢与连铸的节奏。
LF合成渣精炼可以更好完成脱硫、脱氧、去除夹杂的任务,从而得到纯净钢水。
1、LF法的精炼原理
LF法的工作原理:钢包到站后,将钢包移到精炼工位,加入合成渣料,降下石墨电极插入熔渣中对钢水进行埋弧加热,补偿精炼过程中的温降,同时进行底吹氩搅拌。
LF精炼法通过强化热力学和动力学条件,使钢液在短时间内得到高度净化和均匀。
造白渣进行钢水精炼,可生产超低硫钢和低氧钢。
因此,白渣精炼是LF炉工艺操作的核心,也是提高钢水纯净度的重要保证。
白渣精炼的工艺要点是:①挡渣出钢,控制下渣量小于5kg·t-1钢;②钢包渣改质(一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣),控制钢包渣碱度大于2.5~3,渣中W(FeO+MnO)含量小于1.0~3.0%;③保持熔渣良好的流动性和较高的渣温,确保脱硫、脱氧效果;④控制LF炉内为还原性气氛,避免炉渣再次氧化;⑤适当搅拌,避免钢液面裸露,并保证熔池内具有较高的传质速度。
2、LF脱硫精炼渣的分析
2.1 硫在钢中的危害
硫对钢的性能具有很大的不利影响。
硫在钢中以硫化物(如Fe2S、MnS等)的形式存在,会使钢的热加工性能变差,使钢形成“热脆”(当钢水过氧化时,钢的热脆性更加严重);硫使钢的塑性变差(特别是钢材的横向塑性变差);硫还影响钢材的焊接性能,在焊接时会出现高温龟裂,同时硫会氧化成SO2逸出,导致在焊缝中造成气孔;硫还是影响管线钢等钢材的抗氢致裂纹(HIC)和抗硫应
力裂纹(SSC)能力的主要元素。
LF精炼法是脱硫的最有效工艺,在铁水预处理→转炉→LF炉工艺过程中可以达到深脱硫的目的,钢水硫的含量可以控制到10~20×10-6。
因此,研究LF脱硫精炼渣对炼钢工艺的发展具有重要意义。
2.2 合成精炼渣的冶金功能
合成精炼渣具有如下冶金功能:①脱硫;②脱氧:③吸收钢中夹杂物,净化钢液:④隔绝空气,防止钢液吸收气体:⑤对夹杂物进行变性处理。
其中脱硫是LF合成精炼渣的核心功能之一。
脱硫反应方程式如下:(CaO)+[FeS]=(CaS)+(FeO)
热力学方面影响渣钢脱硫的主要因素有温度、碱度、氧化性等。
高温、高碱度、低氧化性气氛均有利于脱硫。
2.3 合成精炼渣的基本渣系组成
(1)CaO- CaF2和CaO-Al2O3渣系
CaO-CaF2渣系具有很强的脱硫、脱氧能力,其硫容量是二元渣系中最高的(在1500℃下的硫容量高达0.030%)。
在此渣系中,CaF2本身并不具备脱硫作用,它的作用是降低脱硫渣比例,比值过高,对脱硫不利。
但由于CaF2对钢包耐火材料寿命影响较大,而且氟化物对空气污染比较严重。
因此,可选用Al2O3代替或部分代替CaF2以减少对环境的污染。
针对CaO-Al2O3无氟精炼渣的开发较多,Al2O3同样能对石灰起助熔作用,且活性低。
(2)CaO-Al2O3-CaF2渣系
由于原料中不可避免的带入SiO2,因而CaO-Al2O3-CaF2渣系实际为CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系。
通过测定表明,CaF2含量对渣中的硫含量影响很小,而脱硫效果主要取决于CaO/Al2O3的大小。
当CaO/Al2O3 值一定时,随CaF2含量增加,Ks变化不大;而当CaO/Al2O3值增加时,lgKs显著增加,当渣系CaO/Al2O3大于0.15后,脱硫效果更理想。
在该渣系的组成范围内,增大炉渣碱度,硫的分配系数显著提高。
(3)BaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系
BaO对钢液同样有脱硫作用,而且BaO基脱硫渣系往往较CaO基脱硫渣系具有更高的硫容量,BaO的光学碱度是CaO的1.15倍。
但是BaO资源远不如CaO那么丰富,因此BaO脱硫渣系的成本要高于CaO脱硫渣系,从而使其在实际应用中受到限制。
(4)含铝灰的脱硫渣系
铝灰是由铝电解时铝液面上的熔渣或铝铸造时铝液面上浮的粉渣,经加工碾成粉状,其含铝量为15%~20%,其余成分是Al2O3和SiO2。
曾用含铝灰脱硫渣系进行了多炉脱硫试验,结果表明该脱硫渣系大大提高了脱硫的效果,缩短了平均处理时间。
研究发现,铝灰中所含的铝及Al2O3与普通化学试剂所含晶格结构不同,具有更高的活性。
铝灰是非常有开发潜力的脱硫原料。
3、各渣系组元对合成精炼渣脱硫效果的影响
3.1 碱度
随着炉渣碱度的提高,硫的分配比增大,有利于脱硫的进行。
当碱度大于2.3时,硫的分配比可以超过100。
但当碱度过大(大于4.0)时,造渣比较困难反而不利于脱硫。
实际合成精炼渣系的适宜碱度为2.3~3.5。
CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系脱硫实验表明,碱度对渣钢硫分配比Ls具有较大影响。
当碱度小于3.0时,随碱度升高,Ls增加;当碱度大于3.0时,提高碱度,Ls下降。
随着CaO含量提高,[s]降低,但当(CaO)>60%后,CaO含量提高,脱硫效果反而降低。
原因是CaO含量过高后,渣中会有固相质点析出,使熔渣出现非均相,炉渣粘度上升,流动性变差,使脱硫效果变差。