(优质推荐)LF炉预熔精炼渣的研制与应用

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。
CaF2可显著降低精炼渣粘度，使炉渣 流动性改善，增加传质，有利于脱硫。但 其量过大，不仅不利于脱氧，而且对炉衬 侵蚀也较快。
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。
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 炼渣原料中都会带入部分SiO2，因而实际渣 系为CaO-Al2O3-CaF2-MgO- SiO2五元渣系。
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
3.1.4 其他精炼渣系
Alien H. Chan等人通过与CaO基的渣 系比较，研究了Na2O-SiO2渣系，该渣系在 1550℃和1600 ℃时，渣系组成分别为 Na2O(53.6%)-SiO2(39.5％)和 Na2O(48.9％)SiO2(37.0％)的两种渣系能将硫脱至10到 20ppm。
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。
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
(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。
CaO-CaF2渣系具有很强的脱硫、脱 氧能力。据文献报道，该渣系在1500 ℃ 下的硫容高达0.03，被认为是脱硫能力最 强的渣系。
3.1.2 CaO-Al2O3渣系
CaO-Al2O3渣系也具有较强的脱硫能力， 该渣系也被用来生产超低硫钢。
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。
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
3.2 组分选择
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。
Al2O3，一方面，其量的增加，炉渣粘度 降低，促进渣钢反应，有利于脱硫；而另一 方面，其增加降低了CaO 活度，抑制脱硫的 进行。 Al2O3属于表面活性物质有利于泡沫渣 的维持。
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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℃左右采用钢包处 理 碱，度使精用炼配渣比 能为 将硫60脱%C至aO20~p4p0m%；Al在2O3的高 1650~1700℃，通过l.3~1.9 Nm3·min-1强度 底吹氩气，仍采用上述渣系得到10ppm的 硫含量。
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：
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