钢包渣改质剂和LF炉渣组分对脱硫性能的影响

由于 Ｃ Ｏ＋Ｃ Ｆ 基稀释剂使用 操作方法简 ａ ａ 单， 成本 较低 ， 因此 为各钢 厂普遍 采用 。但 由于其
渣 量大 ， 成渣 速 度慢 ， 只是起 到 稀释 作 用 ， 能从 不
关 于精炼 渣 系脱 硫 脱 氧 方 面 已有 大 量 的研 究 报 道， 钢包精炼 的基础 渣 系为 ＣＯ— ＳＯ 一 Ａ ａ ｉ １ ， Ｏ
２ １ Ｃ Ｏ＋Ｃ Ｆ 基稀 释剂 ． ａ ａ２
保温 作用 ， 去除钢 中非金 属夹杂 物 ， 到净化 钢液 起 的作 用 ； 泡埋 弧 ， 起 稳定 电弧 和传 热 ， 防止 热 量散 失 ， 证冶 炼温度 ， 保 提高 热效率 。
精炼渣 最 主要 的功 能 是 对 钢水 进 行 深脱 硫 。
Ａ ０ ０ ２ ．５ Ｔ ／ ｏ Ｇ ＝１９０ ０— ９ ３ Ｊ ｍ ｌ
ｌｋ１：ｌ ｇ ｇ ： 一５ ９ ３ ６
（） １
（） ２ （） ３
的成 本 较 高 ， 其 脱 氧产 物 是 Ａ Ａ： 在 碱 且 １ ，１ Ｏ Ｏ 性渣 中呈 酸性 ， 降低顶 渣 的碱 度 （ 过添 加 Ｃ Ｏ 会 通 ａ 可 以消 除 此 影 响 ） 影 响 脱 硫 效 果 。再 者 ， 分 ， 部
效的降低炉渣和钢水 的氧化性 ， 提高炉渣 的光学
碱 度 。由文献 ［ 、 ］ 知 ， 渣 流 动 性 良好 的 情 １２ 可 在 况 下 ， 喂铝线 和 Ｌ 在 Ｆ精 炼过 程 中 ， 铝线 及 钢 液 中
酸 溶铝 主要被 渣 中 ＳＯ ｉ Ｍｎ Ｆ Ｏ、 ｒ 以及 大 Ｏ、 ｅ Ｃ２ ０ 气 氧化烧 损 。因此钢包 渣改 质剂 的加入 降低 了渣
前须 考虑 冶炼 过程 中增碳 的问题 。
２ ４ Ａ改质剂 ．
（ ）＋［ ］＝（ ）＋［ Ｏ一 Ｓ ｓ一 Ｏ］
△ ４ ７ ６ ３ Ｊ ｔ ｌ ｃ ＝ １ ５— ８ Ｔ ／ ｏ ｏ ９ ｏ
（） ４
（） ５
平 衡 常数 ：
此改 质剂 的最 大 优势 就 是 成本 较 低 ， 源 稳 来
可 配入适 当的 Ｃ Ｆ ａ 以提 高渣 的流动性 ； 入一定 配
根本 上 解 决 ＦＯ 含 量 高 的 问 题 。 因 此 在 冶 炼 ｅ （ ） 硫钢 时很少 使用 。 超 低
２ ２ Ａ 基 钢包渣 改质剂 ． １
量 的强碱 性氧化 物 以提高 渣 的脱硫 能 力 ； 入一 加 部 分 Ｍｇ Ｏ提高 包 衬 的寿 命 。此 外 还 可 以配 加一 些发 泡剂 等 。Ｌ Ｆ精 炼 渣 系 脱硫 过 程 是 一 个还 原
含 量 １ ４ ６ ． ± ５ － ２ ００ ２
１ ±２ ５ ± ０ ２
进二次反应产物的排 出， 从而使成品钢 中夹杂物
数 量减 少 。
２ 钢包 渣 改质 剂 的类型
３ Ｌ Ｆ精炼 渣 的作 用
Ｌ 炼 渣主要 由基 础渣 系 、 硫剂 、 Ｆ精 脱 还原 剂 、 发泡 剂和助熔 剂 等组成 。其基 本功 能为 ： 深脱 硫 ，
必要 。
１ 钢包渣 改质剂 的作用
图 １ Ｌ Ｆ炉 冶 炼 过 程 渣 中 Ｆ Ｏ 对 硫 分 配 比的 影 响 ｅ
由于在 初炼 炉 （ 炉 或 电炉 ） 转 出钢 过 程 中不 可 避免 的会 带人 一些 高 氧 化性 渣 ， 引起 合 金 化过
程 的合金损 失 ， 同时 也增 加 了耐 火材 料 的溶 解 机
第 ｌ ８卷第 ２期 ２ １ ４月 ０ ２年
宽厚板
ＷＩ ＤＥ ＡＮＤ ＨＥ ＡＶＹ Ｐ Ａ Ｔ Ｉ Ｅ
Ｖ １ １ ． ｏ ． ８ Ｎｏ ２
Ａｐｉ ２ ２ 。ｌ ｒ ０１ ｌ １・
钢 包 渣改 质剂 和 Ｌ Ｆ炉 渣组 分对 脱硫 性 能 的影 响
葛允宗 二
（ １安徽工业大学 ； ２钢铁研究总 院） 摘 要 介绍了钢包渣改质剂 的主要类型和作用 ， 分析了 Ｌ Ｆ精炼渣各组 分对脱硫性能 的影响 ， 为改质剂 改质剂 Ｌ Ｆ精炼 渣 脱硫性能
中的 Ｓ先扩散 熔 渣 中 ， ［ ｅ ］ （ ｅ ） 然 后 再 即 Ｆ Ｓ 一 ＦＳ ，
与游离 的 Ｃ Ｏ结合 生成稳 定 的 Ｃ Ｓ ａ ａ。 根 据熔 渣的离 子理论 ， 脱硫 反应 可表示 为 ：
产物 一是 气体 ， 不会对 钢液造 成污染 ， 有利 于夹 杂 物 的上 浮 ； 二是 Ｃ Ｏ， 利 于提 高 炉 渣 的 碱 度 ， ａ 有 进 而 改善炉 渣 的脱 硫条 件 。但 使用该 渣剂过 程 中会 造成 一定 量 的增 碳 。因此 在该改质 剂实 际使 用之
表 １ 钢包顶渣改质 剂成分／ ％
成分 Ａ １ Ａ２ ３ Ｉ０ ＳＯ ｉ２ ｍｏ ｓ 盐类
＜８
改质剂能更好的与钢液进行接触 ， 起到净化钢液
的作 用 。钢包 渣改质 去除夹 杂主要 有 以下 两方 面 的作 用 Ｊ（ ） 中原有 的夹 杂 与乳 化渣 滴 碰撞 ， ：１ 钢 被渣 滴 吸附 、 同化并 随着 渣滴 上浮 而 去 除 ；２ 促 （）
０ 前 言
钢包渣改质剂的使用可以降低钢包顶渣的氧 化性 、 提高 渣的碱度 、 改善顶 渣 的脱 硫 条件 ， Ｌ 为 Ｆ
炉 冶炼 （ ） 硫钢减 轻 负担 ， 现 了精 炼 前 移功 超 低 实 能 。合适 的 Ｌ Ｆ精炼 渣 可 以更好 的完 成 精炼 过 程
脱氧、 脱硫 、 去气 以及去夹杂的任 务。因此 ， 研究 钢包 顶渣改 质剂 和 Ｌ Ｆ渣 组分 对 精炼 的影 响 十分
造成 吸氮 以及 浇 注过 程 中水 口结瘤 等 问 题 ， 因此
钢厂 很少 使用 。
２ ３ Ｃ Ｃ 基改 质剂 ． ａ ，
［ｅ ］ ［ ］ 和 ｓ 。其 中 Ｆ Ｓ既 溶 于 钢 液 也 溶 ＦＳ 、 ｓ 、 ｅ
于钢 渣 中。渣 一钢 问 的脱硫 反 应 的进 行步 骤 ： 钢
电石 渣剂是 一 种较 好 的扩散 脱 氧剂 ， 脱 氧 其
深脱 氧 ， 改变 夹杂物 的形 态 ， 防止钢液 二次 氧化和
Hale Waihona Puke Baidu
目前 国内大部分 钢厂使 用 的改 质 剂 主要 有 ４
种 ：ａ Ｃ Ｏ＋Ｃ Ｆ 基 稀释剂 ； １ ａ： Ａ 基改 质 剂 ； ａ 基 改 ＣＣ
质 剂和 以铝厂 的生产 尾料 为主原料 进行成 分 调制
所 得改 质剂 （ Ａ改 质剂 ） 。
钢 的氧化 性 ， 而 为 降低 铝 的损 失 创 造 了有 利 的 进 条件。 在 出钢及运 输过 程 中添加改 质剂 ， 降低入 Ｌ Ｆ
炉 前 的 Ｓ含量 ， 为在 Ｌ 因 Ｆ炉 内只 能 对 加 人 渣 料
至 高达 ２％ 以上 ， 给后 续 Ｌ ０ 这 Ｆ炉精 炼增 加 了极 大 的负 担 。 过 钢包 渣改 质 技 术 的使 用 ， 以有 通 可
国外 Ｌ 精炼 渣 的碱度普遍较 高， 中 Ｃ Ｏ Ｆ 渣 ａ 含量有时可高达 ６ ％ ， 国内 Ｌ 精炼渣的碱度 ５ 而 Ｆ
大 多处 于 １６—２ ２和 ２ ２—３ ０的 水平 。首 钢 ． ． ． ． Ｌ Ｆ精炼渣 的碱 度 为 ２ ７ ４ ３ ， ．９～ ．６ 当渣 中 （ ｅ ＦＯ＋
率 ， 钢水 造成 严重 的二 次污染 。 图 １是 通过 热 给
力 学分析 和实测所 得到 的渣 一钢氧化 性对硫 分配
比 厶 的影响 。
由图 １可 以看 出 ， 要 获 得 高 的硫 分 配 比 ， 想 ＦＯ含 量 应 ＜１ ， 目前 钢 厂 初 炼 炉 下 渣 中 ｅ ％ 但
（ｅ Ｆ Ｏ＋Ｍ Ｏ 含量普 遍在 ７ ～１ ％ 之间 ， 的甚 ｎ） ％ ３ 有
式 中 ：Ｓ 仅２ 一一Ｓ 一 的活 度 ； ０ 一钢 中 氧 的 活 ｆＩ
度 ；。 Ｏ 的活度 ； ｓ一钢 中硫 的活度 。 Ｏ： ｒ一一 卜 ＿＿
第 ２期
葛允宗： 钢包改质剂和 Ｌ 炉渣组分对脱硫性能的影响 Ｆ
‘ ３・ １
在 现今 冶 金 界 ， 渣 的硫 容 量 Ｃ Ｓ ｌ ｉｅ 熔 ｓ（ ｕ ｈｄ ｐ
定， 其生 产 原 料 主 要来 源 于铝 厂 的生 产 尾 料 （ 包
等 ］ｏ Ｌ ｊ ㈤ ｏ‘ ２ ‘ ２Ｃ＝ 一 ０ Ｊ 一ｔ ’ Ｓ ［ ｓ
ｌ ＋ ÷ ：一５ ＋． （ ｇ ｌ ｋ ｇ ６０ ６５ ７ 下０ ２ ）
ｔ ｏ 一 。“ ［ 】 Ｘ２ ｓ
括 生产 铝锭 的铝 渣 和 电解 Ａ： 。的下 脚 料 ） １ Ｏ 。其 成 本与单 纯 添加铝球 进行脱 氧具有 明显 的成本 优 势 。 由文 献 ［ ］ 知 ， ４可 由铝 厂 生 产 尾 料 所 调 制 的
Ａ ， １ 会残 留于钢液 中 ， Ｏ 造成 钢 液 的污染 ， 至会 甚
＋１５ ８ ．２
Ｏ Ｃ Ｏ ’“ ［ ］ ￣ａ ｓ
式中： ｃ 一Ｃ Ｓ的活度 ； Ｌ 一 中氧 的活 ａ Ｏ 钢
度 ；Ｏ ｔｏ—ＣＯ 的活 度 ；ｄｓ一钢 中硫 的活度 。 ｃ ａ ＿ ］
事 实 上 钢 液 中 Ｓ的存 在 形 式 主 要 有 ３种 ：
和精炼渣的研究使用提供参考依据 。
关键词
Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ｄ ｅ Ｓ ａ ｏ ｉ ｅ ｎ ｅ Ｅｆ ｃ ｆＬａ ｌ ｌｇ Ｍ ｄ ｆ ｒ ａ ｄ ＬＦ ｌｇ ｉ Ｓａ
Ｃｏ ｐｏ ｅ ｔ ｎ Ｄｅ ｕ ｐ ｕｒｚ ｔｏ ｈ ｖ ｏ ｍ ｎ ｎ ｓ ｏ ｓ ｌ ｈ ｉ ａ ｉ ｎ Ｂｅ ａ ｉ ｒ
Ｇｅ Ｙｕ ｚ ｎ ｎ ｏ ｇ・
（ ｎｕ ｎｖｒｔ ｏ ｅｈｏｏｙ２Ｎ ｔ ｎｌ ｎ ｅｆ ｇＲ ｓａｃ ｅｔ １Ａ ｈｉ ｉ ｓｙ ｆ ｃｎｌ ； ａｏａ Ｅ ￣ｎｅ ｎ ｅｅｒｈＣ ｎ ｒ） Ｕ ｅ ｉ Ｔ ｇ ｉ ｉ ｅ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｄｓ ｕ ｓ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓａ ｄ ｆ ｎ ｔ ｎ ｆ ａ ｌ ｌ ｇｍｏ ｉ ｅ ａ ａｙ ｅ ｈ ｆ ｃ ｆ Ｆ ｒｆ ｓｒ ｃ ｈ ｓ ａ ｅ ｉｃ ｓ ｅ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｕ ｃ ｉ ｓｏ ｄ ｅ ｓ ｄ ｆ ｒ， ｎ ｚ ｓｔ ｅ ｅｆ ｔ ｉ ｔ ｙ ｏ ｌ ａ ｉ ｌ ｅ ｏＬ ｅ－ ｎ ｎ ｌｇ ｏ ｅ ｕ ｐ ｕ ｉａｉｎ ｂ ｈ ｖ ｏ ，ｗ ｃ ｒ ｖｄ ｓ ｔ ｅ ｂ ｓｓ ａ ｄ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｔ ｄ ｄ ａ ｐｉ ａｉｎ ｏ ｅ ｉ ｇ ｓａ ｎ ｄ ｓ ｌ ｈ ｒ ｔ ｅ ａ ｉ ｒ ｈ ｈ ｐ ｏ ｅ ｈ ａ ｉ ｎ ｅｅ ｅ ｅ ｓ ｆ ｒｔ ｅ ｓ ｙ ａ ｐ ｌ ｔ ｆ ｔ ｚ ｏ ｉ ｉ ｕ ｎ ｃ ｏ ｈ ｍｏ ｉ ｅ ｄ ｒｆ ｉ ｇ ｓａ ｎ ｔｅ ｆ ｔ ｒ ． ｄｆ ｒａ ｅ ｎ ｎ ｌｇ ｉ ｕ ｕ ｅ ｉ ｎ ｉ ｈ Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｍｏ ｉ ｅ ， Ｆ ｒ ｆ ｎ ｌｇ， ｓ ｌ ｈ ｒ ａ ｉｎ ｙ ｒｓ ｄｆ ｒ Ｌ ｅ ｎ ｇ ｓａ Ｄｅ ｕ ｐ ｕ ｉ ｔ ｉ ｉ ｉ ｚ ｏ
和合 金料 中 Ｓ含量 进 行控 制 ， 钢水 的原 始 Ｓ含 对
・
ｌ ２・
宽 厚板
第 １ 卷 ８
量必须 在人 Ｌ Ｆ炉前进行 有效 的控制 。 在 出钢过程 中加人 改质 剂 ， 随着 钢流 的 冲刷 ，
改质剂 ， 成分 如表 １ 示 ， 成 品平 均 Ｓ含量 比不 所 其
使用改质剂时降低了 ３ ％。 ３
过程， 脱硫 反应方 程式 如下 ：
Ａ 是一 种 活 泼 金属 ， 氧 的结 合 能 力 很 强 。 ｌ 与
因此使 用 Ａ 基 钢 包 渣改 质 剂 能起 到 很好 的脱 氧 ｌ 作用 ， 保证 人 Ｌ Ｆ炉 前 得 到低 氧 化 性 渣 。但 是 Ａ ｌ
（ ａ ）＋［ ］ Ｃ Ｓ ＣＯ Ｓ ＝（ ａ）＋［ ］ ０