LF工艺讲义解析
LF精炼炉基本工艺PPT课件
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
15
• 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。
7
• 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。
LF精炼炉高效加热工艺分析与应用
LF精炼炉高效加热工艺分析与应用摘要：LF精炼是转炉炼钢与连铸工艺之间的过渡环节,既要满足转炉炼钢的快节奏,又要为连铸提供合格的钢液。
LF精炼能否在生产节奏要求时间内使钢水成分、温度、洁净度达到相应的技术要求,已成为炼钢厂生产的限制环节。
因此在了解LF精炼工艺特点的基础上,强化其冶金功能,以满足生产的要求。
关键词：LF精炼炉；高效加热工艺；应用以高效率—炉外精炼—连续铸造为代表的短流程工艺凭借其节能、高效、技术手段先进等一系列优势而得以在社会上大规模推广应用。
钢水炉外精炼,实际上是将传统炼钢炉专炉或电弧炉中能够完成或部分完成的精炼任务(比方说脱氧、脱碳、脱硫、祛除废物等)转至炉外的“钢包”或其它公用容器中单独操作处理,所以国外又称之为一次精炼(OneRefiningmaking)、二次炼钢(Secondarysteelmaking)或钢包冶金(LadleMetalmaking)。
炉外精炼的出现和发展,是炼钢工艺流程和科学技术有机结合的重大突破,它使以往的一步炼钢转变为“炉内初炼、炉外精炼”,从而实现了“一步炼钢”,使得炼钢方法发生重大改变;而且对提高冶炼水平、优化产品结构以及协调生产起到至关重要的作用,衔接炼钢连铸环节,甚至对连铸坯热铸造的全流程起到关键作用。
因为短流程中钢包炉的主要功能之一就是作为电炉连铸之间的缓冲器,起到承上启下、协调节奏的作用,更好地实现多炉连浇。
功能之二就是最终决定产品的出炉质量、化学性质和温度控制。
所以必须在技艺研究、总体设备、真空环境、液压以及计算机控制等方面有所创新,使整台设备达到领先水平。
1LF精炼工艺的特点1.1石墨电极埋弧加热LF炉以石墨电极与钢水之间产生的高温电弧为热源,对钢水进行加热,升温速度为4~5℃/min。
加热时将石墨电极插入泡沫渣层中,进行埋弧操作,高温电弧在渣层内产生。
泡沫渣对高温电弧起到屏蔽作用,一方面减少了高温电弧对钢包的热辐射,保护了炉衬;另一方面钢水和炉渣可以有效的吸收电弧热,提高了热效率。
LF精炼炉基本工艺
04
lf精炼炉操作要点
安全操作规程
操作前检查
确保炉体、管道、阀门等设备 完好无损，无泄漏现象。
严格控制温度
遵循工艺要求，控制炉内温度 ，避免超温引起设备损坏或安 全事故。
防止气体泄漏
定期检查炉体和管道的密封性 ，确保气体不泄漏，防止中毒 和爆炸。
操作人员培训
操作人员需经过专业培训，熟 悉安全操作规程，掌握应急处
案例二：某有色金属企业lf精炼炉工艺应用
总结词
扩大产品品种、提高生产效率
详细描述
该有色金属企业利用lf精炼炉工艺，成功开发出多种高附加值产品，拓展了市场应用领域。同时，通 过改进工艺参数和设备配置，提高了生产效率和能源利用效率，降低了生产成本。
案例三：某新材料企业lf精炼炉工艺创新
总结词
突破技术瓶颈、提升竞争力
VS
详细描述
该新材料企业针对特定产品需求，创新性 地开发出新型lf精炼炉工艺。通过采用先 进的熔炼技术和材料制备方法，成功突破 了关键材料制备的技术瓶颈，提高了产品 质量和性能，增强了企业在国内外市场的 竞争力。
THANKS
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表面处理
对铸锭表面进行清理、修整和抛光等处理，以提高产品的外观质量。
成品检测与包装
检测标准与项目
根据产品标准和客户要求，制定相应的检测标准和项目，对成品 进行全面的质量检测。
检测方法与设备
选择合适的检测方法和设备，确保检测结果的准确性和可靠性。
包装与标识
对合格的成品进行包装和标识，以便于运输、存储和使用。
03
lf精炼炉工艺参数
熔炼温度
熔炼温度
熔炼温度是lf精炼炉工艺中的重要参数，它决定了钢水的温度 和流动性。熔炼温度过高可能导致钢水氧化和氮化，而熔炼 温度过低则可能导致钢水流动性差，影响铸锭质量。
LF精炼培训ppt课件
LF精炼工艺流程： 转炉炼钢→挡渣出钢→钢包吊到钢包车上→进准备位→测 温→预吹氩→钢包入加热位→测温、定氧、取样→加热、造 渣→调成份→取样、测温、定氧→钢包入等待位→喂丝、软 吹氩→加保温剂→连铸。
2.2 LF精炼主要设备组成及功能 2.2.1 LF精炼炉主要设备组成
2 LF炉精炼技术
2.1 LF精炼工艺布置、流程 LF精炼工艺布置： 采用双钢包车电极旋转式钢包精炼炉，钢包从钢水接受跨
吊到钢包车上，每个钢包炉有两台钢包车，交替接受钢包过跨
运往出钢跨，钢包炉电极横臂可以旋转到任一钢包车上进行加 热精炼，两台钢包车交替处于精炼期和等待期，不处于精炼期 的钢包车可以在精炼位进行喂丝、吹氩、测温等处理，并可过 跨到钢水接受跨吊运钢包。这种形式可提高钢包精炼炉的工作
(3) 供电和电控系统设备：精炼变压器、高低压电控柜、操
作箱（台）等。 (4) 仪表和计算机设备。 (5) 液压系统设备：液压站和液压缸等。
2.2.2 LF精炼设施的主要功能 (1) 常压下电弧加热升温：精炼周期为28～35min，要求钢水 平均升温速度≥4℃/min； (2) 合成渣精炼（脱硫、脱氧、脱气、去除夹杂）；
事故1.6Mpa
4×（50～500）NL／min 99.9%
2.3.9 冷却水系统 供水压力 回水压力 进水温度 0.5~0.6 Mpa 0.2~0.3Mpa <35℃
回水温度
冷却水耗量 炉盖事故用水耗量 炉盖事故用水压力 2.3.10 压缩空气系统
<55℃
~470 m３／h 240 m３／h 0.2-0.3 Mpa
l一电极；2—合金料斗；3一还原气氛； 4一钢水；5一透气砖；6一滑动水口；7一炉渣
lf精炼炉炼钢原理与工艺 -回复
lf精炼炉炼钢原理与工艺-回复精炼炉（LF炉）是用来进行钢液净化和精炼的设备。
它能够有效去除钢液中的杂质，调整化学成分，并改善钢的性能与质量。
本文将一步一步解析LF炉的炼钢原理与工艺，以帮助读者深入了解。
一、LF炉的炼钢原理1.1 钢液净化LF炉主要通过炉后吹氩和加入特定化合物，来净化钢液中的杂质。
炉后吹氩能够有效去除钢液中的气体、硫和磷等杂质，同时还能调整温度和各组分的分布。
加入特定化合物，如石灰和石墨等，可以与杂质反应形成不溶性的化合物，从而使杂质从钢液中分离出来。
1.2 炼钢调温LF炉中，钢液的温度可以通过电加热和氩气吹吐等方式进行调节。
通过炼钢调温，可以使钢液温度达到炉内所需的溶解、反应和转化温度。
调温还能保证钢液的流动性，从而有利于杂质的分离和钢液的均匀化。
1.3 炼钢精炼LF炉的炼钢精炼主要通过吹氧和搅拌来实现。
吹氧能够使钢液中的碳和硅等元素氧化，从而减少钢液中的杂质含量。
搅拌则能促进氧含量均匀分布，加快反应速度，同时还能使钢液中的夹杂物向钢液表面浮动，便于排除。
二、LF炉的炼钢工艺2.1 关键工艺参数选择LF炉的炼钢工艺中，选择合适的工艺参数非常重要。
首先是吹氩时间和吹氧时间的控制，这决定了炉内温度和各元素的氧化程度。
其次是石灰和石墨的用量和添加方式，这直接关系到杂质的去除效果。
此外，还要考虑炉内搅拌方式和速度，以保证炼钢过程的均匀性和高效性。
2.2 炉底吹氩和炉后吹氩LF炉的炼钢工艺中，炉底吹氩和炉后吹氩是常用的操作方式。
炉底吹氩可以促进钢液的流动，帮助气泡和杂质向上浮动，从而增强净化效果。
而炉后吹氩则用于调整钢液中氧的含量，防止二次氧化。
2.3 搅拌技术LF炉中的搅拌技术对炼钢效果起着重要作用。
通常采用电磁搅拌或气体搅拌方式。
电磁搅拌通过电磁感应产生涡流，从而使钢液产生强烈的旋涡，促进各组分的混合和反应。
而气体搅拌则利用气体的冲击和搅拌作用来加速气体的溶解和杂质的分离。
2.4 添加剂的使用LF炉的炼钢工艺中，添加剂的选择和使用也是关键步骤。
钢包精炼炉(LF)工艺与自动化技术
电极升降控制
35kV母线
1
2
abc
测量环节
设定值
3
-
控制器
4
6
5
7
10 8 9
11
控制策略的分析与比较
电极控制策略概述 控制策略的选择 两种恒阻抗控制策略的比较
电极控制策略概述
电极控制的最终目的是想通过控制电弧的弧长来调节电弧 电流，而弧长在工业现场是无法检测到的，所以提出以下三种 控制策略，这些控制策略实质上都是控制电弧的弧长。
LF炉由于有温度补偿，吹氩强烈搅拌，随 渣中碱度提高，硫的分配比增大，可炼出低硫 钢或超低硫钢。
钢包精炼炉 设备功能
➢钢水运转钢包车系统 ➢钢水升温加热系统 ➢造渣、合金化加料系统 ➢均匀成分和温度、脱除夹杂 物吹氩系统 ➢喂Ca线(夹杂物改性) 喂丝系统
钢包车系统
钢包车，变频电机驱动 定位控制
吹氩控制系统，可在炉后台或计算机HMI上通过鼠标电击 画面上的操作开关进行操作。
氩气流量控制
PID控制 最小阀开度 参数调整
加料称量控制
加料重量 设定值
PLC控制器
异步电动机
惯性振料机
加料重量 实际值
称量斗
称重仪表
传感器
加料称量控制
Wset W2 W1
E A
E W3
0
T1
T2
T3
t
加料称量控制策略—迭代控制
钢包精炼炉（LF）工艺设备 与自动化技术
现代炼钢工艺流程
LF设备
合金加 料系统
电 极
水冷包盖
电缆
钢 包
钢包精炼炉
冶金功能 设备组成 基础自动化 过程自动化
钢包精炼炉的 冶金功能
《LF精炼培训课件》课件
02 组织结构与职责
明确质量管理的组织结构、职 责和权限，确保各个部门协同 工作，共同实现质量目标。
03 质量标准与流程
制定详细的质量标准、检验方 法和流程，确保产品质量符合 要求。
0 质量记录与报告 4建立质量记录和报告制度，及
时掌握产品质量情况，为改进 提供依据。
质量问题的预防与处理
质量问题分析
对质量问题进行深入分析，找出原因和解 决办法。
预防措施
采取有效的预防措施，避免类似问题再次 发生。
处理流程
制定处理流程，确保质量问题得到及时、 妥善处理。
反馈与改进
将质量问题反馈给相关部门，对现有流程 进行持续改进和优化。
05
LF精炼的经济效益分析
LF精炼的成本分析
质量控制的关键点及方法
原材料控制
对原材料进行严格把关，确保原 材料质量符合要求。
01
工艺过程控制
02 监控生产过程中的关键工序和参 数，确保产品质量稳定。
成品检验
对成品进行全面检验，确保产品 符合质量标准和客户要求。 03
不合格品处理
04 对不合格品进行分类处理，采取 返工、报废或降级等措施，避免 问题产品流入市场。
附加值产品
分析通过LF精炼工艺生产出的高附加值产 品及其市场前景。
效益提升
详细介绍LF精炼工艺如何提高企业经济效 益，包括产品售价、市场份额等方面。
LF精炼的环保和社会效益
环保
评估LF精炼工艺在生产过程中对环境的影响，如减少废弃物 排放、节能减排等。
社会效益
分析LF精炼工艺对社会的贡献，如提高就业率、促进地区经 济发展等。
精炼过程中的温度和时间控制
《LF精炼技术》PPT课件
内壁500℃ 内壁600℃ 内壁700℃ 内壁800℃ 内壁900℃
50 100 150 200 250 300 壁 厚(mm)
5.1.3 预热温度对钢液温度的影响
温度（℃）
1630 1610 1590 1570 1550 1530 1510 1490 1470 1450
0
包内壁温度500℃ 包内壁温度600℃ 包内壁温度700℃ 包内壁温度800℃ 包内壁温度900℃
• 考虑温度目标控制的电弧加热制度；
• 考虑达到目标成分及最低成本的钢液成份微调。
提高钢材质量，节能降耗
LF系统工艺优化
钢液成份
钢液温度
钢液纯洁度
钢
钢渣 成
精
出
出
出
液 成 份 微
包表
渣 热
蓄
及
面渣
热
钢
散散
反 应
喂 线 工 艺
炼 过 程 吹 氩 搅
钢 及 精 炼 的 脱
钢 及 精 炼 氧 的 降
钢 及 精 炼 防 止 吸 氮
。
浇注温度
工艺要求：正常条件下，保护浇注温度为±5℃ ，浇注工可根据条件改变。
浇注过程中的成分偏差
工艺要求：成分最大偏差满足以下要求：C 0.03%；Mn 0.12%，Si 0.1% CEQ 0.03%。
存在问题：如果钢成分不在成分偏差的最大范围，钢质量降级。
•N
精炼结束后，钢包吊往连铸。
• 工艺过程中应注意
. 20 .t 2 1403
0
. 8 t 7 . 1 10 6 t
2 . 8 10 6
Mn
836 t 6 .3 10 5
Si
910 . 6 t 2 . 4 10 6
LF精炼全解析
LF精炼知识1.炉外精炼发展历程♦20世纪30－40年代，合成渣洗、真空模铸。
1933年，法国佩兰（R.Perrin)应用高碱度合成渣，对钢液进行“渣洗脱硫”—现代炉外精练技术的萌芽；♦50年代，大功率蒸汽喷射泵技术的突破，发明了钢包提升脱气法(DH)及循环脱气法(RH)♦1935年H.Schenck 确定大型钢锻件中的白点缺陷是由氢引起的-氢脆。
♦1950年，德国Bochumer Verein (伯施莫尔-威林）真空铸锭。
♦1953年以来，美国的10万千瓦以上的发电厂中，都发现了电机轴或叶片折损的事故。
1954年，钢包真空脱气。
♦1956年，真空循环脱气（DH、RH）。
♦60－70年代，高质量钢种的要求，产生了各种精炼方法♦60、70年代是炉外精炼多种方法分明的繁荣时期♦与60年代起纯净钢生产概念的提出、连铸生产工艺稳定和连铸品种扩大的强烈要求密切相关♦此时，炉外精炼正式形成了真空和非真空两大系列不同功能的系统技术，同时铁水预处理技术也得到迅速发展，它和钢水精炼技术前后呼应，经济分工，形成系统的炉外处理技术体系，使钢铁生产流程的优化重组基本完成。
♦这个时期，还基本奠定了吹氩技术作为各种炉外精炼技术基础的地位和作用。
♦这一时期发展的技术：VOD－VAD、ASEA－SKF、RH－OB、LF、喷射冶金技术（SL、TN、KTS、KIP）、合金包芯线技术、加盖和加浸渍罩的吹氩技术（SAB、CAB、CAS）♦80－90年代，连铸的发展，连铸坯对质量的要求及炼钢炉与连铸的衔接，RH－KTB、RH－MFP、RH－OB；RH－IJ（真空深脱磷），RH－PB、WPB（真空深脱硫）、V－KIP、SRP脱磷♦21世纪，更高节奏及超级钢的生产。
2.炉外精炼作用和地位♦提高冶金产品质量，扩大钢铁生产品种不可缺少的手段；♦是优化冶金生产工艺流程，进一步提高生产效率、节能强耗、降低生产成本的有力手段。
♦保证炼钢－连铸－连铸坯热送热装和直接轧制高温连接优化的必要工艺手段♦优化重组的钢铁生产工艺流程中独立的，不可替代的生产工序3.LF精炼工艺优点●精炼功能强，适宜生产超低硫、超低氧钢；●具备电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控制精度高；●具备搅拌和合金化功能，易于实现窄成分控制，提高产品的稳定性；●采用渣钢精炼工艺，精炼成本较低；●设备简单，投资较少。
LF精炼造渣工艺研究
LF精炼造渣工艺研究摘要：LF任务主要是升温、脱硫、调整钢水成分和温度、洁净钢水等，处理周期为35～45 min，而转炉冶炼和连铸拉钢周期一般不到40 min。
所以，对某些硫含量和铸坯洁净度要求较高的钢种来说，LF 处理周期偏长在一定程度上影响了生产顺行。
造还原渣是LF 处理过程的难点，目前造渣主要依靠操作者的操作技能和生产经验，造渣时间及造渣效果不尽相同。
另外，LF 造渣过程中升温噪音大，升温效率不稳定、炉渣和烟尘外溢严重，所以，必须优化LF 精炼造渣工艺。
本文分析了LF精炼造渣工艺。
关键词：LF；精炼造渣；工艺；LF 钢包精炼炉具有保持炉内还原气氛，氢气搅拌，电极埋弧加热和合成渣精炼等独特的精炼功能，其中合成渣的精炼功能可以更好地完成脱硫、脱氧、脱气去夹杂的任务。
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。
一、 LF 造渣现状1.LF 造渣要求。
LF 造还原渣与钢水罐内温度、冶炼钢种、出钢下渣量、钢水脱氧程度等因素有关，而且LF 炉处理完成后，在不增加前道工序脱硫扒渣的处理时间外，要求钢水硫含量和夹杂物含量极低。
为达到此目的，要求顶渣具有较高的碱度和较低的氧化性。
提前造渣工艺实施后，大多数罐次钢水进站后，顶渣粘稠度满足处理要求，不必再加入精炼渣、萤石等材料，所以此类产品消耗量得到有效降低，利于成本控制。
2.LF 造渣手段。
LF 造渣的关键是渣快速熔化并保证合适的粘稠度。
一般来说，转炉出钢后，由于合金化的影响，钢水罐内顶渣碱度有降低的趋势，所以从造渣的需求来讲，需在LF 工序加入白灰以满足钢水搬出时顶渣的成分要求。
为了达到尽快化渣的目的，一方面通过电极加热，高温状态下促使渣料熔化，另外，需加入一定量的萤石、精炼渣等化渣材料，在底吹氩的搅拌下进行熔化。
LF教材第二版分析
第一部分工艺原理LF可以进行升温、脱硫、喂丝、合金化的任务。
搅拌：钢包底设置有底吹透气砖，钢包由吊车放在钢包车上，接通氩气管，处理钢水时，打开气阀，调节好流量，保证钢液面不产生大沸腾。
用氩气搅拌可达到的作用是：1．调温：主要是冷却钢液，可以用吹氩的办法将高温钢水冷却到规定温度。
2．均匀：钢包底吹，可使钢包中的钢液产生环流，用控制气体流量的方法来控制钢液的搅拌强度。
3．净化：搅动的钢液增加了钢中非金属夹杂碰撞长大的机会。
上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏附悬浮于钢中的夹杂。
把这些黏附的夹杂带至钢液表面被渣层所吸收。
搅拌时间很多研究者对气体搅拌钢包内的钢液混合现象进行了研究，试图描述钢包内钢水运动的规律。
日本某学者用50吨钢包试验，吹氩的搅拌功率为5W/t时，混匀时间为200秒。
实际操作中，应观察钢液面翻动情况，如钢水大翻，会造成已还原的钢水被二次氧化和钢水喷溅，损失金属量。
以钢液面微露且均匀波动为准，调节吹气量，可控制搅拌时间。
搅拌时间长有利于夹杂物排除，但不可避免，搅拌要造成温降，在满足浇铸温度的前提下，可适当延长搅拌时间。
加合金调整成分时，为尽快达到混匀效果，应尽量调大吹气量，可缩短搅拌时间。
升温炉外精炼过程中，钢液面上覆盖熔渣情况，添加材料，吹氩搅拌，都将造成温度降低。
如没有加热手段，必须通过初炼炉提高出钢温度或保证钢包烘烤、原料烘烤等补救措施来弥补。
但这两种方法都不理想，提高出钢温度对炉体耐材和钢质量有影响，原料烘烤只能减缓降温速度，降温趋势不可避免。
为使精炼充分完成，也使精炼前后工序之间的配合得到保障，精确控制浇铸温度，要求精炼装置具备加热手段。
LF炉用电弧加热，加热时间应尽量缩短，以减少钢液二次吸气的时间。
应在耐材允许的情况下，使精炼具有最大的升温速率。
在每次加热过程中，钢液的升温速率不是恒定的，开始时由于钢包包壁吸热快，钢液升温速率比较小。
提高加热前期的升温速率，不能靠增大变压器的输出功率来达到，因为包壁的烧损与电弧功率有关，大于某值后，包衬将急剧损坏。
LF炉精炼工艺技术特点介绍
LF炉精炼工艺技术特点介绍1.真空处理：LF炉采用真空环境下进行处理，可以有效地除去钢液中的气体、杂质和氧化物。
通过减少气体的含量，可以降低钢液中的杂质含量，提高钢液的纯度。
真空处理还可以防止钢液的氧化和烧损，提高钢液的质量。
在真空环境下进行处理还可以防止钢液的喷溅和飞溅，提高工作环境的安全性。
2.双钢水结构：LF炉采用双钢水结构，即在炉底形成一个较低纯度的钢水池和一个较高纯度的钢水盖。
钢水池中的底渣可以吸附和去除钢液中的杂质，提高钢液的纯度。
钢水盖可以保持钢液的温度和纯度，并防止钢液与外界的氧气接触，避免二次氧化。
这种双钢水结构也可以提高钢液的冶炼效率和产量，减少冶炼时间和能耗。
3.多条投料系统：LF炉采用多条投料系统，可以同时向炉内投入多种类型的废钢、合金和脱氧剂等镇静剂。
这种投料系统可以保持炉内钢液的温度和纯度，并且可根据需要调整和控制钢液的成分。
同时，多条投料系统还可以减少废钢的氧化和消耗，提高焙烧效率和利用率。
4.自动控制系统：LF炉配备了先进的自动控制系统，可以实时监测和调整炉内的温度、压力、氧含量和废气排放等参数。
控制系统可以根据需要自动调整加热功率、吹氩量和投料速度，以实现最佳的冶炼效果和产品质量。
自动控制系统还可以提高工作的稳定性和可靠性，减少工人的操作和人为失误。
5.可靠的冷却系统：LF炉配备了可靠的冷却系统，可以对炉体进行有效的冷却和保护。
冷却系统可以降低炉体的温度，提高设备的寿命和可靠性。
同时，冷却系统还可以提供稳定的工作环境和操作条件，确保工作人员的安全和生产的连续性。
6.环保节能：LF炉精炼工艺技术是一种环保节能的炼钢方法。
由于在真空环境下进行处理，可以有效地减少钢液中的气体和杂质含量，减少废气的排放和污染。
LF炉还可以降低能源的消耗和损耗，提高能源的利用率。
通过采用精炼工艺，还可以减少废钢和废材的产生和排放，实现资源的循环利用和可持续发展。
综上所述，LF炉精炼是一种重要的炼钢工艺技术，它具有真空处理、双钢水结构、多条投料系统、自动控制系统、可靠的冷却系统和环保节能等特点。
《LF精炼工艺技术》PPT课件
3）减少电弧对炉衬的侵蚀，提高炉衬使用寿 命；
4）泡沫渣操作能改善冶炼条件，提高钢Biblioteka 洁 净度。2021/6/10
27
LF埋弧精炼有两种方式：
1） 靠增大渣量、提高渣厚达到埋 弧精炼的目的；
2）通过加入发泡剂，使基础渣体 积膨胀、厚度增加，达到埋弧精炼的 目的。
2021/6/10
28
影响LF炉埋弧渣操作的因素
电弧长度
炉渣气泡性能（气泡指数：气体在渣中 的停留时间）
气源：化学反应，发泡剂
2021/6/10
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(1) 弧长
LF的弧长与弧电压有关 ,可由下式估算:
式中:
Larc=(Uarc-α)/β
α——电弧阴极区和阳极区电压降的和，实测值是 10~20V，该值随电极和炉渣的不同而改变；
β——弧柱中的电位梯度，V/mm，对LF精炼期可取1.1。
LF炉炉盖是水冷的。这是为了保持钢包内的强还 原性气氛；防止钢包散热及提高加热效率而设置的。
炉盖内层衬有耐火材料。为了防止钢液喷溅而引
起的炉盖与钢包包体的粘连，在炉盖下还吊挂一个 防溅挡板。
整个水冷炉盖在四个点上，用可调节的链钩悬挂
在门形吊架上，吊架上有升降机构，可根据需要， 调整炉盖的位置。
在炉盖上还设有合金加料口、渣料加料装置及测 温或取样装置。
对于50t的LF而言，喷枪总长为4500mm，其中 2500mm 为 可 更 换 部 分 ， 喷 枪 插 入 距 包 底 100~150mm处进行喷粉处理。
喷粉时采用高纯氩气作载气流，流量为
200~2400210/6L/10/min。通常处理时间为5~10min。
18
LF钢包炉几个参数的选择
1）LF钢包炉的容量
LF精炼工艺及操作
李贻建 2010.5
一、精炼的地位及作用
精炼是冶炼 高质量钢材必不 可少的环节。
通常一种精炼设备不 能完全满足钢材的质 量要求而与其他的精 炼手段配套使用
精炼的主要任务是： 脱氧、脱硫、脱气、 去除非金属夹杂、微 调成分及合金化、调 整温度等，为连铸的 稳定生产提供优质钢 水。
保证白渣情况下取样。 除加热前钢渣混冲及增碳操作外，其它时间钢液
不得暴露于空气中。 总精炼时间（入精炼位开始吹氩至吊包前软吹氩
结束）不少于40分钟。 原则上钢水量低于60吨或大于100吨不宜冶炼。 新包、渣线包，开浇第一炉可视情况提高吊包温
度10-20℃。 合金加入順序
七、常見事故处理
采用计算机动态控制终点温度可保证控制精度 5℃。
（2）白渣精炼工艺
利用白渣进行精炼，实现脱硫、脱氧、生产超低 硫和低氧钢。白渣精炼是LF炉工艺操作的核心：
出钢挡渣，控制下渣量5kg/t
钢包渣改质，控制R2.5，渣中 w(TFe+MnO)3.0 制R4，渣中w(TFe+MnO)1.0％
4）吹氩工艺
从钢包进入LF站开始，就要进行全程吹 氩操作;
并且在冶炼过程中，要选择不同的氩气 流量，尤其是在冶炼中期，要创造深脱硫 的动力学条件，又要防止钢液增碳及吸氮 ，氩气流量控制在生产中尤其重要。
六、注意事项
生产前备齐所需原料，工具等。 白渣保持时间应不小于15分钟，除第一样外，须
三、LF精炼步骤
出钢
设备检查（炉盖， 电极，氩气）
受钢并接通氩气
炼钢位
通电、造渣
测温取样
合金化
测温取样
喂丝
出钢
四、LF精炼具体操作过程
LF精炼炉白渣工艺操作
LF精炼炉白渣工艺操作LF精炼炉是钢铁生产过程中常用的一种设备，用于进一步净化和改善钢液的成分和性能。
LF精炼炉操作是钢铁制造的重要环节之一，正确的操作可以有效提高钢液的质量，保证产品的品质和性能。
一、LF精炼炉工艺简介LF精炼炉是钢铁生产中连铸炉的一个重要环节。
其工作原理是通过对钢液进行加热、搅拌和吹炼，以去除钢液中的氧化物、硫化物、氮化物等非金属杂质，达到提高钢液纯度、降低钢液中氧、氮、硫等杂质含量的目的。
在LF精炼炉中，一般会添加石灰、硅钙、脱硫剂等辅助物质来完成钢液的精炼过程。
二、LF精炼炉操作流程1. 开炉前准备在进行LF精炼炉操作之前，需要对炉体进行检查和准备工作。
检查炉体、各种设备和管道是否正常，是否有漏风、漏水等情况。
检查各种仪表、阀门是否工作正常，以确保操作的安全可靠。
2. 添加石灰、硅钙等辅助物质打开料斗，将预先称好的石灰、硅钙等辅助物质按照设定比例加入到炉中。
辅助物质的添加可以有效改善钢液的成分和性能，提高钢液的纯度和稳定性。
3. 加热钢液打开燃烧器或电磁炉，对炉内的钢液进行加热。
加热过程中需要密切关注钢液的温度变化，确保达到设定的加热温度，同时还需要避免过热引起钢液的氧化。
4. 搅拌和吹炼打开LF炉的搅拌装置，通过机械搅拌或气体搅拌的方式对钢液进行搅拌，以促进钢液中的杂质和气泡的脱除。
同时，通过吹氩等气体进行吹炼，以进一步去除钢液中的氧化物和杂质。
5. 添加脱硫剂根据钢液中硫含量的控制要求，适量添加脱硫剂。
脱硫剂可以有效降低钢液中的硫含量，提高钢液的纯度和稳定性。
6. 取样检测在精炼炉操作过程中，需要定期对钢液进行取样检测。
通过化验分析，检测钢液中的成分和性能，根据检测结果进行调整，确保钢液的质量满足要求。
7. 出钢经过精炼处理后的钢液达到要求后，便可以进行出钢操作。
打开出钢口，将精炼后的钢液倒入连铸炉中进行进一步加工和冷却。
三、LF精炼炉操作注意事项1. 灌包严密在进行LF精炼炉操作时，需要确保炉体、管道等设备的密封性良好，避免漏风、漏气等情况的发生，影响精炼效果和安全性。
LF精炼工艺及操作解读
4.2、吹氩、送电、造渣
1.确保氩气管道接通，钢包车开进精炼位后送电并 同时加入石灰、萤石、复合脱氧剂、铝粒等快速 造渣。 2.根据冶炼进度、炉况随时调节氩气量、电流档位、 渣的黏度。 3. 吹氩分软吹和硬吹，以不裸露钢水为宜。 4. 造渣制度：白渣法、电石渣法、酸性渣法。
4.3 成分调整及温度控制
1-电极；2-合金料斗；3-透气砖； 4-滑动水口
精炼功能强，适宜生产超 低硫、超低氧钢； 具备电弧加热功能，热效 率高，升温幅度大，温度 控制精度高，控温准确度 可达5K； 具备搅拌和合金化功能， 易于实现窄成分控制，提 高产品的稳定性； 采用渣钢精炼工艺，精炼 成本较低； 设备简单，投资较少。
（2）白渣精炼工艺 利用白渣进行精炼，实现脱硫、脱氧、生产超低 硫和低氧钢。白渣精炼是LF炉工艺操作的核心： 出钢挡渣，控制下渣量5kg/t 钢包渣改质，控制R2.5，渣中 w(TFe+MnO)3.0％ 白渣精炼，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣，控 制R4，渣中w(TFe+MnO)1.0％ 控制炉内气氛为弱氧化性，避免炉渣再氧化 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。
（3）合金微调于窄成分控制 在线建立快速分析设施，保证分析相应 时间3min 精确估算钢水重量和合金收得率 钢水脱氧良好，实现白渣精炼 计算机在线准确计算各种合金加入量， 保证钢水成分的准确性与稳定性。
4）吹氩工艺 从钢包进入LF站开始，就要进行全程吹 氩操作; 并且在冶炼过程中，要选择不同的氩气 流量，尤其是在冶炼中期，要创造深脱硫 的动力学条件，又要防止钢液增碳及吸氮 ，氩气流量控制在生产中尤其重要。
LF的原理及工艺
LF标准处理过程
谢 谢 大 家！
黑色： FeO+MnO>2%。说明炉渣脱氧不良，需要进一步 脱除渣中的氧，可使用铝粒、促进剂、调渣剂、多功能、 复合脱硫剂等。
灰色到褐色： FeO+MnO=1~2%。还需要一定的还原。 黄色到白色：这种渣子还原得较好。黄色表明发生了脱硫，
这种渣冷却下来后会碎裂成粉状。说明： 1) 如果断面光滑、不易裂，说明碱度低；如果呈玻璃状， 说明该渣略偏酸性。
LF特点
LF 功能
LF 钢包精炼炉能取代初炼炉进行还原操作，可对钢液实施升温、脱氧、 脱硫、合金化，采用吹氩搅拌，使钢流成分温度均匀，质量（纯净度） 提高，具体功能： 1、电弧加热升温； 2、钢水成分微调（主要的合金仍在转炉出钢过程中加入钢包并将其 成分控制在钢种要求的下限，钢包精炼炉再根据需要加入少量合金进 行微调。少量易氧化的合金主要在钢包精炼炉添加调整）； 3、脱硫、脱氧、去气、去除夹杂（需要强调的是，为了取得较好的 脱硫效果，在脱硫前必须先对钢水进行脱氧，使钢中氧含量降到较低 水平）； 4、均匀钢水成分和温度； 5、改变夹杂物的形态； 6、作为初炼炉、连铸的缓冲设备，保证初炼炉、连铸匹配生产，实 现多炉连浇。
3、高温真空稳定性
对于有真空精炼手段的车间如 RH、 VD、 VOD 等，钢包的耐材必须考虑 高温真空稳定性。
4、耐剥落性
钢包精炼的容器是钢包，所以急冷急热频繁，而且是间断操作，使用条件非常苛刻。为了适应这种严 酷的操作条件，一般选用具有再结合砖的耐蚀性又有提高耐剥落性的半再结合砖。 对于 LF 渣线部位一般选用的材质有： MgO-Cr2O3 砖、 MgO-C 砖和 MgO-CaO-C 砖等碱性或复合耐火 材料来提高其使用寿命。 MgO-Cr2O3 砖也常用于 RH 插入管处。 LF 精炼钢包除渣线部位外，侧壁熔池通常 用高铝砖砌筑，底部用锆石英砖或高铝砖砌筑。如果考虑到冶炼钢种的洁净度，可采用高铝砖中添加 Cr2O3的耐火 材料，但是这种耐材价格太高。砌筑 LF 精炼钢包内衬（除渣线外）的高铝砖的 Al2O3 含量通常选用70%~80%以上 的原料制造。现在，在 LF 钢包侧壁采用 Al2O3-MgO-C 砖、Al2O3-C 砖也都获得了较好的效果。 总之，钢包衬使用碱性耐火材料具有一定的优越性，它很容易地使炼钢厂达到清洁炼钢工艺的目的。
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五、钙处理工艺
1、钙处理目的 改变钢水中脱氧产物 Al2O3的形态,可确保在炼钢温度下的铝酸盐呈液态. 1、Als较低时，钙处理生成低熔点的2Ca.Al2O3.SiO2 在低碳低硅钢喂入Si-Ca线主要目的是脱氧和形成低熔点的球状夹杂物以改 善钢水可浇性 中高碳钢喂入Si-Ca线主要目的是改变钢水中氧化物夹杂形态,提高钢水洁净 度. 2、Als较高时，钙处理保持适当的Ca/Al比，在含铝冷镦钢中喂入Ca-Fe线，使 钢水中含有一定的活性Ca，并使生成物的成分在3CaO.Al2O3与CaO.Al2O3范围 内，最好生成低熔点的12CaO.7Al2O3 2、钙处理的包芯线种类: Si-Ca线; Si-Ca-Ba线 Fe-Ca线 Al-Ca线等.
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3、典型钢种SWRCH6A的钙处理工艺 含铝冷镦钢如SWRCH6A等主要的脱氧产物是Al2O3簇 状夹杂物，这种夹杂物熔点高，在连铸温度下呈固体，很容 易在中间包水口处聚集引起堵塞，导致钢水下不来； 在钢坯 中的簇状Al2O3夹杂物在轧制过程中会被破碎沿轧制方向延 续分布成长串状夹杂物，造成严重缺陷，因而必须进行Ca处 理将其转换成液态的铝酸钙12CaO.7Al2O3，其熔点为 1450℃,在炼钢温度下成为液态,容易上浮,就不会产生堵水口 事故。 湘钢炼钢厂通过喂入CaFe 线来改变夹杂物形态， 喂入量根据出LF炉的Als含量确定，保证Ca%/Als%>0.075， 喂完后软吹5分钟以上，确保夹杂物的充分上浮，改善钢水的 可浇性。
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3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅 拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡 上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的 渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时, 钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大 1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高 精炼效果。 4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼 炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸 形成更加通畅的生产流程。
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3 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。 炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在 钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、 韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其 特点与功能如下: 1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物 为气体, 精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力 ≥50Pa,适于对钢液脱气。 2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的 快慢, 精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统 内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目 的。
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我国早在20世纪50年代末,60年代中期就在炼钢生产中采 用高碱度合成渣在出钢过程中脱硫冶炼轴承钢、钢包静态脱 气等初步精炼技术,但没有精炼的装备。 60年代中期至70年代有些特钢企业(大冶、武钢等)引进 一批真空精炼设备。 80年代我国自行研制开发的精炼设备逐渐投入使用(如 LF炉、喷粉、搅拌设备), 黑龙江省冶金研究所等单位联合研 制开发了喂线机、包芯线机和合金芯线, 完善了炉外精炼技术的辅助技术。现在这项技术已经非常成 熟,以炉外精炼技术为核心的“三位一体”短流程工艺广泛 应用于国内各钢铁企业,取得了很好的效果。 初炼(电炉或转炉)→精炼→连铸,成了现代化典型的工艺 短流程。
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4、为什么在加热钢水时，必须同时进行吹氩搅拌？ 钢包精炼炉精炼加热钢液的方法是利用三相交流 变压器输送电能，一般采用低电压大电流，在三相电 极与钢液间产生电弧对钢水进行加热。由于钢包内的 钢液深度较大，上部被加热的钢水不易向下流动，传 热速度慢，造成上下温差较大，钢包底部钢液结冷钢， 为了避免该种现象的出现，在整个加热过程中。必须 吹氩搅拌，使在钢包内的钢液进行良好循环流动，确 保钢包内的钢液温度均匀。
钢水炉外精炼就是将炼钢炉 中初炼的钢水移到钢包或其他专用 容器中进行精炼，也称为二次精炼。
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2. 国内外炉外精炼技术的发展历程和现状 随着炼钢技术的不断进步,炉外精炼在现代钢铁生产中 已经占有重要地位,传统的生产流程(高炉→炼钢炉(电炉或 转炉)→铸锭),已逐步被新的流程(高炉→铁水预处理→炼钢 炉→炉外精炼→连铸)所代替。已成为国内外大型钢铁企业 生产的主要工艺流程, 尤其在特殊钢领域,精炼和连铸技术 发展得日趋成熟。 精炼工序在整个流程中起到至关重要的作用,一方面通 过这道工序可以提高钢的纯净度、去除有害夹杂、进行微 合金化和夹杂物变性处理;另一方面,精炼又是一个缓冲环 节,有利于连铸生产均衡地进行。
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六、造渣工艺
1、LF炉渣： 炼钢就是炼渣。 LF炉精炼的初期渣由于FeO和MnO较高，呈黑色（渣的氧化性比 较强，必须进行强脱氧），随着渣中FeO和MnO逐渐减少，渣的颜色 逐渐变为黄色，渣到最后到白色或灰白色，LF炉造白渣能使渣中 （FeO%+ MnO% ）≤1%。 钢包炉的渣一般情况来说要求是碱性白渣，碱度高R=2.5~5.0 碱性白渣的精炼功能：脱硫、脱氧、去除夹杂。 造渣要求：快速成渣 2、快速成渣方法： 前期造渣适当调小氩气压力和流量，可提高电极区热量富集，加快 钢包顶渣熔化，同时可稳定弧流。造渣料为石灰、萤石、合成渣、埋 弧渣、电石、Al粒脱氧剂等。
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2、LF主要功能
1）钢水升温和钢水保温； 2）均匀钢水温度和钢水成分； 3）协调转炉连铸生产节奏； 4）钢水脱氧、脱硫； 5）吸附钢水中夹杂； 6）夹杂物变性处理； 7）成分微调。
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3 LF法的生产工艺要点
1)加热与控温LF采用电弧加热,热效率高,LF升温速度决定于供 电比功率(kVA/t),而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。 因采用埋弧泡沫渣技术,可减少电弧的热辐射损失,提高热效率10%～ 15%,终点温度的精确度≤±5℃。 2)采用白渣精炼工艺。下渣量控制在≤5kg/t,一般采用Al2O3CaO-SiO2系炉渣,包渣碱度R≥3,以避免炉渣再氧化。吹氩搅拌时避免 钢液裸露。 3)合金微调与窄成份范围控制。使用合金芯线技术可提高金属 回收率,齿轮钢中钛的回收率平均达到87.9%,硼的回收率达64.3%,钢 包喂碳线回收率高达90%, 高的回收率可实现窄成份控制。
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4、钙处理后的软吹氩作用
钢水弱搅拌净化处理技术是指通过弱的氩气搅 拌促使夹杂物上浮。 由于钢包熔池深，强搅拌下，钢液循环带入钢 包底部的夹杂和卷入钢液的渣需要一定时间上浮， 这时弱氩气搅拌，吹入的氩气泡可为10μm或更小 的不易排出的夹杂颗粒提供粘附的基体，使之粘附 在气泡表面排入渣中，从而加快夹杂的上浮时间。 另外变性的夹杂物也需要有一定的时间上浮。
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日本在20世纪70年代为了降低炼钢成本,提高钢的纯净 度和质量,率先将炉外精炼技术应用于特殊钢生产中,随后西 欧的钢铁企业也加入到推广和使用这项技术的行列中。 据资料报道,日本早在1985年精炼率达到65.9%,1989年 上升到73.4%,特殊钢的精炼率达到94%,新建电炉短流程钢 厂100%采用炉外精炼技术。80年代连铸技术发展迅速,原 有的炼钢炉难以满足连铸的技术要求,更加促进了炉外精炼 技术的发展,到1990年为止世界各主要工业国家拥有1000 多台(套)炉外精炼设备。
2、加热升温速度
加热升温速度与钢种、钢水量、渣量等因素有关，同时加热时间越长升温速度 越快。
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3、LF冶炼过程温度控制原则
（1）初期：以造渣为主。宜采用低级电压， 中档电流加热至电弧稳定； （2）升温：较高电压，较大电流； （3）保温：采用低级电压，中小电流； （4）降温：停电，吹氩。
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4、为什么要保证一定的渣层厚度？
1）、渣层越厚，从渣表面损失的热量就越少。前20min内，渣表面单位 时间内散热较快，温降较大，20min后，散热量逐渐减少，最终达一较稳 定值，温降值基本保持不变。 2）、渣厚小于50mm时，渣厚对渣表面散热量影响较大，渣厚大于50mm， 不同渣层厚度对渣表面的热损失基本相同，引起的钢液温降也最小， 20min后仅为1℃。所以从减少钢水热损失方面来说，有必要保证大于 50mm的渣层厚度。 3）、同时，从脱硫及吸附夹杂物的角度，也需要一定的渣量。
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LF炉通过电弧加 热,炉内还原气氛,造白 渣精炼,气体搅拌等手 段,强化热力学和动力 学条件,使钢水在短时 间内达到脱氧,脱硫,合 金化,升温等综合精炼 效果.确保达到钢水成 分精确,温度均匀,夹杂 物充分上浮净化钢水的 目的 ,同时很好地协调 炼钢和连铸工序,保证 多炉连浇的顺利进行.
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3、LF精炼渣的功能和组成
1）精炼渣的功能：脱氧、脱硫、埋弧、去非金属夹杂、 改变夹杂物形态、防止钢液二次氧化和保温 2）精炼渣的成分： CaO ：调整炉渣碱度及脱硫； SiO2：调整炉渣碱度和黏度； Al2O3：调整渣系处于低熔点位置； CaCO3/MgCO3（埋弧渣组成）：发泡剂和脱硫剂； Al粒：强脱氧剂； 电石：脱氧剂和发泡剂； 英石：助熔剂和调黏度。 3）对精炼渣的要求 （1）炉渣碱度； （2）在精炼钢液的过程中，渣子应具有很大的脱氧能力； （3）炉渣的流动性； （4）要有适合的渣量； （5）要有足够大的相互表面。
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4 LF生产流程图
钢包进工位 预吹氩,测温 加热,化渣 取样,测温