钢包炉_LF_精炼用渣的功能和配制
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强脱氧剂 ,且优先与 CaO 脱硫产生的氧反应 ,提高了 脱硫效果
Si2Fe 脱氧剂 ,净化钢液
脱氧剂 ,脱硫剂 ,脱硫生成高熔点稀土硫化物几乎不 RE 回硫 ,并能提高粉剂重度
CaC2 脱氧剂 ,其脱氧产物使熔渣前期发泡 SiC 脱氧剂 ,其脱氧产物使熔渣前期发泡
C 脱氧剂 ,其脱氧产物使熔渣前期发泡
Al2O3 ] (s) + 2Π3X[Al ] 生成的铝酸盐夹杂浮出钢液 ,达到 Al2O3 变 性处理的目的 。
精炼渣的脱硫反应受渣中 FeO + MnO 含量的 影响很大 ,它与硫分配常数 K 的关系见图 3[3] ,因 此 ,精炼渣中 MnO 、FeO 要尽量的低 。
配制精炼渣常用的基础渣原料 、脱硫剂 、发泡 剂 、还原剂 、助熔剂及其作用见表 1 。 精炼渣通常有粉剂和颗粒状剂 。粉剂多为机 械混合物 ,使用过程中粉尘大 。颗粒状剂加入钢 包时 ,不会产生粉尘飞扬而污染环境和使物料损 失 。另外 ,颗粒状物料流动性好 ,可以迅速在钢水 表面形成覆盖层 。目前有的连铸生产线 LF 精炼 时间不允许太长 ,为了使精炼渣加入钢包后快速 均匀熔化 ,以缩短精炼时间 ,也常常采用预熔型精 炼渣 ,但成本有所提高 。
1996. 68 2 袁伟霞 ,等. LF 炉埋弧渣的开发及应用研究. 中国金属学会炼
钢学会编. 第九届全国炼钢学术会议论文集 ,1996 ,11 ,423 3 张 鉴. 炉 外 精 炼 的 理 论 与 实 践. 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 ,
1993. 532 4 金振坚 ,等. 钙合金及其合成渣用于镇静钢的脱氧. 中国稀土
学院冶金系 ,从事铸造 、连铸保护渣 、电渣研究 ,曾获多项 国家和部级奖励及国家发明专利 。
收稿日期 :2001206218
帘线钢 、钢丝绳钢 、轴承钢等 ,需采用低碱度渣 ,例 如碱度在 1 左右的中性渣 。在这些钢中 ,为了避
第 6 期 林功文 :钢包炉 (LF) 精炼用渣的功能和配制
·29 ·
免在脱氧过程中生成过多氧化铝夹杂 ,大多采用 Si2Mn 脱氧 ,采用中性精炼渣 、甚至于酸性渣 ,精 炼后形成较低熔点的圆形或椭圆形复合夹杂物 , 在加工时可以变形 ,危害较小 。
图 1 渣碱度对钢表观平衡氧量的影响 Fig. 1 Effect of basicity of slag on balance oxygen content in steel
图 2 渣的碱度对 (S)Π[ S]的影响 Fig. 2 Effect of basicity of slag on (S)Π[ S]
1 精炼渣的配制
LF 精炼渣的基本功能为 : (1) 深脱硫 ; (2) 深脱氧 ; (3) 起泡埋弧 ; (4) 可去除钢中非金属夹杂物 ,净化钢液 ; (5) 改变夹 杂物的形态 ; (6) 防止钢液二次氧化和保温作用 。 LF 精炼渣根据其功能由基础渣 、脱硫剂 、还 原剂 、发泡剂和助熔剂等部分组成[2] 。渣的熔点 一般控制在 1 300～1 450 ℃,渣 1 500 ℃的粘度一 般控制在 0. 25～0. 6 Pa·s。 精炼渣的基础渣一般多选 CaO2SiO22Al2O3 系 三元相图的低熔点位置的渣系 。基础渣最重要的 作用是控制渣的碱度 ,而渣的碱度对精炼过程脱 氧 、脱硫均有较大的影响 ,见图 1 、图 2[3] 。由图可 知 ,提高渣的碱度可使钢中平衡氧降低 ,而且可提 高硫在渣钢之间的分配比 ,即利于脱氧和脱硫。 但是 ,精炼渣的碱度也不能过大 ,如果碱度过大 , 例如大于 5 ,精炼渣熔化困难 ,渣的粘度过大 ,流 动性不好 ,也将影响脱氧和脱硫效果 。 通常精炼渣分为高碱度渣和低碱度渣 ,一般 碱度 (CaOΠSiO2 ) 大于 2 为高碱度渣 ,高碱度渣适 用于一般铝镇静钢二次精炼 ,在钢水脱硫等方面 具有较好的效果 。对于具有特殊要求的钢种 ,如
表 1 精炼渣的成分及其作用
Table 1 Ingredient and function of refining slag
名称 CaO SiO2 Al2O3 CaCO3 MgCO3 BaCO3 Na2 CO3 K2 CO3
Al 粒
作用 调节渣的碱度 ,脱硫剂 调节渣的碱度和粘度 调整 CaO2SiO22Al2O3 三元系渣处于低熔点位置 脱硫剂 ,发泡剂 发泡剂 ,分解后产生 MgO 对包衬起保护作用 发泡剂 ,并可抑制钢液回磷 脱硫剂和发泡剂 ,助熔 脱硫剂和发泡剂 ,助熔
学报 ,冶金过程物理化学专辑 ,1998 ,16 :826
图 3 硫的分配常数 K与 (FeO + MnO) 含量的关系 Fig. 3 Effect of (FeO + MnO) content on distribution coeffi2 cient K of sulphur
林功文 ,女 ,56 岁 ,教授级高工 。1967 年毕业于北京钢铁
Lin Gongwen
(Central Iron and Steel Research Institute , Beijing 100081)
钢包精炼炉已成为现代化钢铁生产短流程中 不可缺少的一道工序 。在世界钢包精炼装置中 , 钢包炉 (Ladle Furnace2LF) 约占 66. 5 %[1] 。LF 除 了采用还原气氛埋弧加热 、真空脱气 、透气砖吹氩 搅拌等 3 项二次精炼较成熟的技术外 ,还引用了 合成渣精炼技术 ,因此 ,LF 用精炼渣的研究日益 受到广泛重视 。
(2) 在精炼之前必须尽可能地将转炉或电炉 氧化性炉渣扒掉 ,然后造新渣 。
(3) LF 耐火材料方面的开支占运行总成本 的 60 %以上[1] ,特别是渣线处更容易过早损坏而 影响炉衬寿命 。因此 ,为了降低熔渣的浸蚀性 ,渣 中应尽量少加入萤石类降熔点材料 。
Байду номын сангаас
参考文献 1 蒋国 昌. 纯 净 钢 及 二 次 精 炼. 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,
第 22 卷第 6 期 ·2 8 · 2001 年 12 月
特殊钢
SPECIAL STEEL
Vol. 22. No. 6 December 2001
钢包炉 (LF) 精炼用渣的功能和配制
林功文
(钢铁研究总院 ,北京 100081)
Function and Compounding of Slag for Refining in Ladle Furnace
硅钙合金
脱氧剂 ,使钢中 Al2O3 浮出
夹杂变性为低熔点铝酸盐夹杂
CaF2 助熔 ,调整渣的粘度
2 精炼渣使用过程中注意事项
(1) 为了降低钢液的含氢量 ,必须严格控制 渣料的湿度 ,使之保持干燥 。特别是石灰 ,易吸 潮 ,使用钝化石灰比一般石灰好 。另外 ,要严格控 制渣量 ,一般渣量为金属量的 2 %～8 %。
精炼渣可以利用白渣 (不加脱氧剂) 精炼 ,达 到降低钢中氧 、硫及夹杂物含量的目的 ;也可以在 渣中加入脱氧剂 ,如 Al 粒 、Si2Fe 、RE 等 ,提高渣的 精炼能力 ;还可以在渣中加入硅钙合金等 ,清除镇 静钢中 Si 或 Al 脱氧后的产物 ,即将单一的脱氧 固态产物改变成复合低熔点液态夹杂 ,渣中 Ca 发 生下列反应[4] : X[ Ca ] + YAl2O3 ( s) = [ X ( CaO) ·( Y - 1Π3X)
Si2Fe 脱氧剂 ,净化钢液
脱氧剂 ,脱硫剂 ,脱硫生成高熔点稀土硫化物几乎不 RE 回硫 ,并能提高粉剂重度
CaC2 脱氧剂 ,其脱氧产物使熔渣前期发泡 SiC 脱氧剂 ,其脱氧产物使熔渣前期发泡
C 脱氧剂 ,其脱氧产物使熔渣前期发泡
Al2O3 ] (s) + 2Π3X[Al ] 生成的铝酸盐夹杂浮出钢液 ,达到 Al2O3 变 性处理的目的 。
精炼渣的脱硫反应受渣中 FeO + MnO 含量的 影响很大 ,它与硫分配常数 K 的关系见图 3[3] ,因 此 ,精炼渣中 MnO 、FeO 要尽量的低 。
配制精炼渣常用的基础渣原料 、脱硫剂 、发泡 剂 、还原剂 、助熔剂及其作用见表 1 。 精炼渣通常有粉剂和颗粒状剂 。粉剂多为机 械混合物 ,使用过程中粉尘大 。颗粒状剂加入钢 包时 ,不会产生粉尘飞扬而污染环境和使物料损 失 。另外 ,颗粒状物料流动性好 ,可以迅速在钢水 表面形成覆盖层 。目前有的连铸生产线 LF 精炼 时间不允许太长 ,为了使精炼渣加入钢包后快速 均匀熔化 ,以缩短精炼时间 ,也常常采用预熔型精 炼渣 ,但成本有所提高 。
1996. 68 2 袁伟霞 ,等. LF 炉埋弧渣的开发及应用研究. 中国金属学会炼
钢学会编. 第九届全国炼钢学术会议论文集 ,1996 ,11 ,423 3 张 鉴. 炉 外 精 炼 的 理 论 与 实 践. 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 ,
1993. 532 4 金振坚 ,等. 钙合金及其合成渣用于镇静钢的脱氧. 中国稀土
学院冶金系 ,从事铸造 、连铸保护渣 、电渣研究 ,曾获多项 国家和部级奖励及国家发明专利 。
收稿日期 :2001206218
帘线钢 、钢丝绳钢 、轴承钢等 ,需采用低碱度渣 ,例 如碱度在 1 左右的中性渣 。在这些钢中 ,为了避
第 6 期 林功文 :钢包炉 (LF) 精炼用渣的功能和配制
·29 ·
免在脱氧过程中生成过多氧化铝夹杂 ,大多采用 Si2Mn 脱氧 ,采用中性精炼渣 、甚至于酸性渣 ,精 炼后形成较低熔点的圆形或椭圆形复合夹杂物 , 在加工时可以变形 ,危害较小 。
图 1 渣碱度对钢表观平衡氧量的影响 Fig. 1 Effect of basicity of slag on balance oxygen content in steel
图 2 渣的碱度对 (S)Π[ S]的影响 Fig. 2 Effect of basicity of slag on (S)Π[ S]
1 精炼渣的配制
LF 精炼渣的基本功能为 : (1) 深脱硫 ; (2) 深脱氧 ; (3) 起泡埋弧 ; (4) 可去除钢中非金属夹杂物 ,净化钢液 ; (5) 改变夹 杂物的形态 ; (6) 防止钢液二次氧化和保温作用 。 LF 精炼渣根据其功能由基础渣 、脱硫剂 、还 原剂 、发泡剂和助熔剂等部分组成[2] 。渣的熔点 一般控制在 1 300～1 450 ℃,渣 1 500 ℃的粘度一 般控制在 0. 25～0. 6 Pa·s。 精炼渣的基础渣一般多选 CaO2SiO22Al2O3 系 三元相图的低熔点位置的渣系 。基础渣最重要的 作用是控制渣的碱度 ,而渣的碱度对精炼过程脱 氧 、脱硫均有较大的影响 ,见图 1 、图 2[3] 。由图可 知 ,提高渣的碱度可使钢中平衡氧降低 ,而且可提 高硫在渣钢之间的分配比 ,即利于脱氧和脱硫。 但是 ,精炼渣的碱度也不能过大 ,如果碱度过大 , 例如大于 5 ,精炼渣熔化困难 ,渣的粘度过大 ,流 动性不好 ,也将影响脱氧和脱硫效果 。 通常精炼渣分为高碱度渣和低碱度渣 ,一般 碱度 (CaOΠSiO2 ) 大于 2 为高碱度渣 ,高碱度渣适 用于一般铝镇静钢二次精炼 ,在钢水脱硫等方面 具有较好的效果 。对于具有特殊要求的钢种 ,如
表 1 精炼渣的成分及其作用
Table 1 Ingredient and function of refining slag
名称 CaO SiO2 Al2O3 CaCO3 MgCO3 BaCO3 Na2 CO3 K2 CO3
Al 粒
作用 调节渣的碱度 ,脱硫剂 调节渣的碱度和粘度 调整 CaO2SiO22Al2O3 三元系渣处于低熔点位置 脱硫剂 ,发泡剂 发泡剂 ,分解后产生 MgO 对包衬起保护作用 发泡剂 ,并可抑制钢液回磷 脱硫剂和发泡剂 ,助熔 脱硫剂和发泡剂 ,助熔
学报 ,冶金过程物理化学专辑 ,1998 ,16 :826
图 3 硫的分配常数 K与 (FeO + MnO) 含量的关系 Fig. 3 Effect of (FeO + MnO) content on distribution coeffi2 cient K of sulphur
林功文 ,女 ,56 岁 ,教授级高工 。1967 年毕业于北京钢铁
Lin Gongwen
(Central Iron and Steel Research Institute , Beijing 100081)
钢包精炼炉已成为现代化钢铁生产短流程中 不可缺少的一道工序 。在世界钢包精炼装置中 , 钢包炉 (Ladle Furnace2LF) 约占 66. 5 %[1] 。LF 除 了采用还原气氛埋弧加热 、真空脱气 、透气砖吹氩 搅拌等 3 项二次精炼较成熟的技术外 ,还引用了 合成渣精炼技术 ,因此 ,LF 用精炼渣的研究日益 受到广泛重视 。
(2) 在精炼之前必须尽可能地将转炉或电炉 氧化性炉渣扒掉 ,然后造新渣 。
(3) LF 耐火材料方面的开支占运行总成本 的 60 %以上[1] ,特别是渣线处更容易过早损坏而 影响炉衬寿命 。因此 ,为了降低熔渣的浸蚀性 ,渣 中应尽量少加入萤石类降熔点材料 。
Байду номын сангаас
参考文献 1 蒋国 昌. 纯 净 钢 及 二 次 精 炼. 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,
第 22 卷第 6 期 ·2 8 · 2001 年 12 月
特殊钢
SPECIAL STEEL
Vol. 22. No. 6 December 2001
钢包炉 (LF) 精炼用渣的功能和配制
林功文
(钢铁研究总院 ,北京 100081)
Function and Compounding of Slag for Refining in Ladle Furnace
硅钙合金
脱氧剂 ,使钢中 Al2O3 浮出
夹杂变性为低熔点铝酸盐夹杂
CaF2 助熔 ,调整渣的粘度
2 精炼渣使用过程中注意事项
(1) 为了降低钢液的含氢量 ,必须严格控制 渣料的湿度 ,使之保持干燥 。特别是石灰 ,易吸 潮 ,使用钝化石灰比一般石灰好 。另外 ,要严格控 制渣量 ,一般渣量为金属量的 2 %～8 %。
精炼渣可以利用白渣 (不加脱氧剂) 精炼 ,达 到降低钢中氧 、硫及夹杂物含量的目的 ;也可以在 渣中加入脱氧剂 ,如 Al 粒 、Si2Fe 、RE 等 ,提高渣的 精炼能力 ;还可以在渣中加入硅钙合金等 ,清除镇 静钢中 Si 或 Al 脱氧后的产物 ,即将单一的脱氧 固态产物改变成复合低熔点液态夹杂 ,渣中 Ca 发 生下列反应[4] : X[ Ca ] + YAl2O3 ( s) = [ X ( CaO) ·( Y - 1Π3X)