LF炉精炼炉渣试验分析与探讨

钢水量 ( t)
119. 2 118. 4 117. 4 121. 7 117. 8
试验 总渣量 ( kg) 2 707. 98 2 381. 99 1 667. 99 1 495. 66 1 898. 49
吨钢渣耗 ( kg / t) 22. 72 20. 12 14. 21 12. 29 16. 12
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3. 3 碱度对硫容量的影响 根据表 2 的硫容量 C s,取碱度 R = CaO / SiO2 ,
分析碱度 R 对硫容量 Cs的影响及熔渣中 CaO 和 SiO2含量趋势 ,结果见表 3和图 1。
炉号 CaO SiO2
R Cs
表 3 炉渣碱度对硫容量的影响
31 58. 66 18. 82 3. 12 0. 0103
1 前言
LF炉是 20 世纪 70 年代初期日本发展起来的 钢水炉外精炼设备 ,其精炼工艺主要依靠电极加热 、 造白渣 、钢包低吹氩手段来降低钢水氧 、硫等有害元 素 ,起到精炼的效果 。目前 ,国内 LF炉作为主要的 精炼手段之一已得到广泛地应用 。酒钢二炼钢厂的 薄板坯连铸连轧配套项目采取铁水预处理 →转炉 → LF炉 →连铸工艺路线 , LF炉作为主要设备 ,担负着 脱氧 、脱硫 、合金微调 、去除夹杂 、温度调整等多项精 炼任务 ,以满足钢水连铸的要求 。
图 1 硫容量 C s与碱度 R关系图
从表 3和图 1可以看出 ,随着碱度的升高 ,硫容 量 C s呈现逐步上升 ,渣中 SiO2含量直接影响炉渣的 硫容量 。图中第 1、2 点 (自左至右 ) 相比 , 二者的 SiO2含量基本相当 ,均为 22% ,尽管 2 点的 CaO 含 量比 1点高 ,碱度也大 ,但硫容量 Cs增加幅度甚微 ; 而其余 3个点 CaO 含量基本相当 ,但随着 SiO2含量 的减少 ,硫容量 Cs增长效果明显 。由此可见 ,仅依 靠提高 CaO 含量的方式来提高碱度对 LF精炼脱硫 效果不大 ,降低渣中的 SiO2含量是提高 LF精炼脱 硫效率的关键 。 3. 4 渣量
32 58. 55 13. 06 4. 48 0. 0308
33 56. 53 22. 08 2. 56 0. 0057
38 62. 59 18. 84 3. 32 0. 0178
39 44. 02 22. 1 1. 99 0. 0029
92 57. 76 17. 28 3. 34 0. 0147
图 2 初始硫含量为 0. 020%时 , L s 与吨钢渣料量关系
Ana lysis and D iscussion on the L F Ref in ing Slag
PAN W ei, ZHU W ei2zhong, RUAN Q iang
( J iuquan Iron & Steel Group Co. L td. , J iayuguan 735100, China)
收稿日期 : 2006210207 作者简介 : 张 镇 ( 19702) ,男 ,河北行唐人 ,工程师 , 1992 年毕业于 华东冶金学院钢铁冶金专业 。现从事炼铁专业技术工作 。
(上接第 14页 ) 3. 5 脱氧对脱硫的影响
由于脱氧元素能够增加钢中硫的活度系数 ,降 低钢中硫的溶解度 ,因此不论是在钢中还是在渣中 降低氧含量都能促进脱硫反应的进行 。如在钢中 , 碳 、硅等元素增加时 ,硫分配比也增加 。在 1 420 ～ 1 720 ℃范围内 ,钢中 [ S ]与 [ C ]达到平衡时 , [ S〕· [ C ] = 0. 011, 而 在 1 600 ℃时 , [ C ] · [ O ] = 0. 0025,由此可以得到钢中硫含量和氧含量的关系式 : [ % S ]≈ 4 [ % O ]。根据此式可以估算不同硫含量 下钢中的氧含量 。精炼炉的钢水氧含量对脱硫效果 至关重要 ,在精炼脱硫时应引起足够重视 。
炉号 Λ
lgC s Cs
31 0. 7761 21. 9885 0. 0103
表 2 炉渣硫容量结果
32 0. 8092 21. 5110 0. 0308
33 0. 7584 22. 2439 0. 0057
38 0. 7927 21. 7490 0. 0178
39 0. 738 22. 5382 0. 0029
项目 结果
TFe 59. 4
表 10 球团矿化学成分 、还原性 R I 及还原膨胀指数 RS I( %)
FeO
CaO
SiO2
M gO
A l2O3
S
R
0. 7
1. 98
6. 98
0. 25
0. 36
0. 0013
0. 28
RI 54. 7
RSI 12. 37
球团矿的还原性较低 ,还原度在 60%以下 。其 原因一方面是球团矿的品位低 ,有效成分少 ,不利于 还原 。另外 ,精粉的 SiO2高和膨润土配加量高 ,球 团矿焙烧后出现的少量渣相的增加也不利于还原性 的改善 。应在提高球团矿原料质量上进行优化工 作。 球团矿的还原膨胀性能较好 , RSI在 15%以下 。 还原膨胀性能好的原因一方面是球团矿的品位低 , 有效成分少 ,不利于还原 ,因此还原相变小 ,膨胀小 。 同时精粉的 SiO2高和膨润土配加量高 ,球团矿焙烧 后渣相的增加和包裹也有利于降低 RSI。
2 L F炉主要设计参数
LF炉设计的主要技术参数见表 1。
表 1 L F炉主要技术参数
项目 单炉处理钢水能力 变压器额定容量 升温速度 电极直径 电极极心圆直径 平均精炼周期
指标
120 t
21 MVA 4 ℃ /m in Φ450 mm Φ740 mm
38 m in
3 工艺分析
3. 1 炉渣氧化性控制
92 0. 7869 21. 8327 0. 0147
并非呈正比关系 ,如何确定合适的渣量是关键 。 根据公式 [ S1 ] = [ S0 ] / (1 +LsB )可以计算不同
硫分配比 、初始硫含量分别为 0. 020%和 0. 025%情 况下 , LF精炼处理后达到不同目标硫含量需要的渣 料量 ,式中 : ( S0 ) - 处理前渣中硫 ; [ S0 ] - 处理前钢 中硫 ; ( S1 ) - 处理后渣中硫 ; [ S1 ] - 处理后钢中硫 ; Ls = ( S) / [ S ]; B =M0 / M1 ,M0 - 渣量 ,M1 - 钢水量 。 结果见图 2、图 3。
化性 ,进行了电石脱氧试验 ,从炉渣的检测数据来
看 ,炉渣脱氧效果较好 。本次试验熔渣中的 FeO 含
量一般不足 0. 4% ,M nO 含量多数小于 0. 1% ,二者
总量不到 0. 5% ,基本达到 ( FeO +MnO ) ≤0. 5%的
目标 。
3. 2 炉渣硫容量
根据 D J Sosinsky等人熔渣的硫容量与熔渣光
Abstract: In this p resentation, the effects of LF2slag oxygenation, slag basicity, consump tion per ton on the slag sulphur capacity were analyzed and discussed in the p rocess of LF refining treatment. Key words: LF; slag basicity; slag oxygenation; sulphur capacity
第 29卷第 1期 2007年 2月
甘 肃 冶 金 GANSU M ETALLURGY
Vol. 29 No. 1 Feb. , 2007
文章编号 : 167224461 (2007) 0220013202
LF炉精炼炉渣试验分析与探讨
潘 伟 ,朱伟中 ,阮 强
(酒泉钢铁集团公司 , 甘肃 嘉峪关 735100)
摘 要 :本文结合生产试验对 LF炉精炼工艺中的炉渣氧化性控制 ,吨钢渣料消耗 、炉渣碱度对炉渣硫容量的影响 等问题进行分析与探讨 ,以期在此基础上对本厂 LF精炼炉渣的改进提供指导 ,达到精炼目的 ,满足连铸生产对钢 水质量的要求 。 关键字 : LF;炉渣碱度 ;炉渣氧化性 ;硫容量 中图分类号 : TF769. 1 文献标识码 : A
学碱度的关系公式 :
L gC s = 22 690254 640Λ + 43. 6Λ225. 2 ⑴
T
n
6 Λ =
XBΛB
⑵
B =1
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5 结论
通过对庆华铁精粉一系列造球 、焙烧和冶金性 能检验等研究与结果分析讨论 ,可以得出如下结论 : ⑴作为球团矿的原料 ,庆华精粉品位偏低 ,膨润
土质量有待提高 。 ⑵造球试验结果表明 ,膨润土配加量 、水分 、造 球时间 、粒度对庆华铁精粉的造球有一定的影响 。 配加 3%的膨润土 、高一些的水分 、8～9 m in的造球 时间和较细的粒度有利于庆华铁精粉的造球 。 ⑶焙烧试验结果表明 ,庆华铁精粉的焙烧性能 良好 ,在 1 150 ℃的焙烧温度下 ,可以生产出质量较 好的球团矿 。 ⑷球团矿还原性较低 ,还原膨胀性能较好 。而 还原膨胀性能好的球团矿不会对高炉操作造成不利 影响 。
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甘 肃 冶 金 第 29卷
纯氧化物光学碱度表相关参数 ,计算此次试验 各炉渣的硫容量见表 2。从表 2 的计算结果来看 , 试验炉次的硫容量基本在 0. 01 ～0. 02,并不高 ,只 有 B206100032炉次达到 0. 03。
图 3 初始硫含量为 0. 025%时 , L s与吨钢渣料量关系
试验炉次的实际渣量消耗 、硫分配比及理论计
算的 Ls和渣耗见表 4。从表 4 的数据来看 ,有些炉 次理论计算与实际数据基本一致 。部分炉次偏差主
要是由于转炉带渣量目测值误差较大 。
表 4 理论与实际渣量对比
炉号
31
32
33
38
39
在硫分配比一定的情况下 ,适当加大渣量可以 提高脱硫量 ,这对于钢液中硫含量较高时尤为重要 。 同时 ,渣量大有利于长时间保持白渣 ,保证脱氧的进 行 。但渣量过大 ,会给熔池加热带来困难 ,处理时间 延长 ,且渣量过大渣层必然过厚 ,钢水很难有机会接 触上层炉渣 ,脱硫反而不活跃 。因此脱硫量与渣量
第 2期 张 镇 ,等 :酒钢庆华精粉竖炉球团试验研究
17
4. 3 球团矿冶金性能 在造球和焙烧试验的基础上 ,对球团矿进行了 冶金性能检测 。检测内容包括球团矿 900 ℃还原性 及还原膨胀指数 。
900 ℃还原性试验采用《铁矿石的还原性测定 方法 》GB / T13241 - 91标准方法进行 。球团矿还原 膨胀指数 (RSI)测定试验按国家标准 GB / T13240 91标准方法进行 。成品球团矿冶金性能见表 10。
8. 39
吨钢渣量偏差 ( kg / t) + 0. 32 + 9. 65 23. 95 + 0. 009 + 7. 73
(下转第 17页 )
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众所周知 ,炉渣的氧化性越高 ,精炼过程中越难
以形成脱氧 、脱硫效果良好的白渣 ,要实现 LF精炼
炉的精炼目的 ,首要任务是控制炉渣的氧化性 。在
2005年的铝镇静钢试验中 ,炉渣 FeO 含量多数在
0. 6%以上 , M nO 含量均大于 0. 1% ,二者总量基本
控制在 0. 8% ～1. 0%。为了进一步降低炉渣的氧
L s = ( S) / [ S ] 49. 44 63. 56 75. 95 46. 75 28. 56
理论 初始 S( % )
Ls 吨钢渣耗 ( kg / t)
0. 0212 50
22. 40
0. 0167 64
10. 47
0. 0283 76
18. 16
0. 0236 47
12. 20
0. 0184 30