LF炉合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响

辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文)题目：LF炉合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响函授站点：本钢工学院年级专业：2011级冶金工程（本）学生姓名：郗玲玲指导教师：郑颖2013年4月10日目录摘要...........................................................................................................................................11LF炉的精炼功能..............................................................................................................21.1炉内气氛................................................................................................................21.2氩气搅拌................................................................................................................21.3埋弧加热................................................................................................................31.4白渣或造高碱度还原渣精炼...............................................................................31.5合金微调与成分控制...........................................................................................42LF炉合成精炼渣成分对脱硫效果的影响....................................................................52.1LF炉合成精炼渣的成分.....................................................................................52.1.1合成渣的主要作用与精炼炉渣的组成....................................................52.1.2合成渣组元的主要作用.............................................................................62.2LF炉合成精炼渣成分对脱硫效果的影响........................................................73LF炉的操作制度对脱硫效果的影响..........................................................................103.1造渣制度..............................................................................................................103.1.1炉渣碱度控制............................................................................................103.1.2SiO2含量控制...........................................................................................103.1.3A12O3含量控制.........................................................................................103.1.4渣量控制....................................................................................................103.1.5炉渣流动性控制.......................................................................................113.2吹氩制度..............................................................................................................113.3温度制度..............................................................................................................113.4成分控制制度......................................................................................................124LF炉脱硫工艺................................................................................................................134.1快速造渣..............................................................................................................134.2提高脱S反应速率.............................................................................................134.2.1搅拌能力与脱S速度...............................................................................134.2.2渣组成的影响............................................................................................154.2.3熔池温度....................................................................................................15结论................................................................................................................................16参考文献....................................................................................................................181摘要钢铁工业是国民经济的支柱产业，随着科学技术的不断发展，人们对炼钢生产率、钢的成本、钢的纯净度以及使用性能等方面，都提出了越来越高的要求。这使传统的炼钢设备和炼钢工艺难以满足需求。钢包精炼炉是一种炉外精炼设备，具有优异的综合性能，在炼钢生产中得到了广泛的应用，LF炉对钢液进行脱硫和精炼，极大程度地提高了钢的纯净度。随着对钢的质量要求也越来越高，LF炉对脱硫在整个炼钢的生产中占很重要的位置。对合成精炼渣及操作制度对脱硫效果的影响的研究，是提高钢水质量，降低炼钢成本的重要前提。关键词：LF炉，脱硫，合成精炼渣，操作制度，炉外精炼21LF炉的精炼功能LF炉精炼主要是靠桶内的白渣或制造的高碱度还原渣(碱度可达5以上)，在低氧的气氛中，由桶底吹入惰性气体(一般为氩气)进行搅拌并由石墨电极对经过初炼炉的钢水加热而进行脱氧、脱硫、合金化等冶金反应，以精炼钢液。氩气搅拌能使钢液与精炼渣充分接触，加速渣－钢之间的化学反应，促进钢液温度和合金成分的均匀化，保证出炉钢液成分、温度满足浇注工序温度及产品质量的要求。LF炉用电弧加热进行温度补偿，可以保证较长时间的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫含量降低(可达到l0ppm)。1.1炉内气氛LF炉本身一般不具备真空系统。在不抽真空的大气压下进行精炼时，钢包上的法兰盘和水冷炉盖可以起到隔离空气的密封作用。再加上还原性渣以及加热时石墨电极与渣中的FeO，MnO，Cr2O3等氧化物作用，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回收率，生成的CO气体，加上底吹氩气等惰性气体，增加了炉气的还原性若密封较好，可造成微正压，达到有效精炼和保护钢液不受二次氧化的目的[9]。浸入渣中的石墨电极与渣中氧化物反应：C+FeO→Fe+COC+MnO→Mn+CO2C+WO2→W+2CO5C+V2O5→2V+5CO石墨电极还可与炉内气氛中的氧气作用生成CO气体，从而可使LF炉内气氛中的氧含量减为。5%，因此阻止了炉气中的氧向金属传递，保证了精炼时炉内的还原气氛。钢液在还原条件下可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利于钢质量的提高。1.2氩气搅拌LF炉一般采用底吹氩气搅拌。良好的氩气搅拌是LF炉精炼的又一特点，氩气搅拌可以加速钢－渣之间的物质传递和热量传递，有利于钢－渣之间的脱氧、脱硫等化学反应。吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3类型的夹杂物的上浮更为有3利。据某厂实测结果，钢包吹氩处理15min后，可使钢中大于20μm的Al2O3夹杂物全部去除，残留钢中的只是小颗粒的Al2O3夹杂。吹氩搅拌的另一作用是可以加速钢液中的温度与成分均匀，能有助于精确调整钢水的化学组成，而这对优质钢又是必不可少的要求。此外，吹氩搅拌可加速渣中氧化物的还原，对回收铬、钨等有价值的合金元素有利[10]。1.3埋弧加热为了确保精炼前后工序(转炉、电炉与连铸)之间的协调配合，准确控制浇注温度，(使精炼时间不受钢液降温的限制)，使精炼项目多样化，增强对不同钢种的适应性及灵活性，在设计炉外精炼装置时，大都考虑采用加热装置。各种加热手段以电弧加热居多。LF炉是采用石墨电极进行加热和温度补偿的。加热时电极插入渣层中采用埋弧加热法，良好的埋弧可减少辐射热损失，降低电弧对炉衬的侵蚀作用，提高热效率。1.4白渣或造高碱度还原渣精炼理想的LF炉是利用白渣进行精炼的，是靠降低渣中(FeO)进行扩散脱氧，它不同于主要靠真空脱气的其它精炼方法[1314]。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。一般精炼渣量为金属量的2%~8%，国内某厂经验为1%~1.5%。通过白渣的精炼作用，可以降低钢中氧、硫及夹杂物含量。LF炉冶炼时可以不用添加脱氧合金，而是靠白渣对氧化物的吸附而达到脱氧的目的。但往往由于初炼炉挡渣的原因，实际LF炉较少达到白渣的要求，一般进行造高碱度还原性渣的造渣工艺，可达到炉渣碱度高(