LF精炼炉培训教材

LF钢包精炼炉培训教材1LF钢包精炼炉培训教材冶二车间2010年4月LF钢包精炼炉培训教材2目录1精炼炉的常识及功能...........................................................................................................................................32精炼炉设备的认知...............................................................................................................................................52.1布局形式..........................................................................................................................................52.2主要工艺参数..................................................................................................................................52.3钢包炉盖..........................................................................................................................................52.4LF钢包精炼炉用耐火材料..............................................................................................................63LF对炉前钢水的要求...........................................................................................................................................84LF炉生产工艺和操作技术...................................................................................................................................94.1处理过程..........................................................................................................................................94.2造渣技术........................................................................................................................................104.3发泡和埋弧技术............................................................................................................................154.4供电技术........................................................................................................................................164.5脱硫技术........................................................................................................................................174.6铝含量控制技术............................................................................................................................184.7温度控制技术................................................................................................................................194.8喂线技术........................................................................................................................................194.9钢中气体控制技术........................................................................................................................224.10吹氩技术......................................................................................................................................234.11夹杂物控制技术..........................................................................................................................244.12热态钢渣循环利用技术..............................................................................................................274.13防止增碳技术..............................................................................................................................28LF钢包精炼炉培训教材31精炼炉的常识及功能LF炉(ladlerefiningfurnace)起源常称钢包精炼炉或钢包炉，是由日本特殊钢公司于1971年研制成功的。开发初意是把EAF中的还原操作移到钢包中进行。LF炉特点LF炉是一种特殊的精炼容器，多采用埋弧精炼操作。其特点主要有：将初炼炉内熔炼的钢水送入钢包，再将电极插入钢包钢水上部炉渣内并产生电弧，加入合成渣，形成高碱度白渣，用氩气搅拌，使钢包内保持强还原性气氛，进行所谓埋弧精炼（如图1-1所示）。由于氩气搅拌加速了渣－钢之间的化学反应，用电弧加热进行温度补偿，可以保证较长的精炼时间，从而使钢中的氧、硫含量降低（硫大约最低可到10ppm，总氧可到25ppm以下）。LF钢包精炼炉设备投资少，可显著提高车间产量。最近，此法广泛应用于转炉炼钢车间，与转炉配合生产，可以在浇注（铸）前有效地均匀和调节钢水温度、成份，从而使得转炉炼钢厂可以较低的成本生产质量极高的钢材产品。LF炉分类按电极加热方式分：交流钢包炉和直流钢包炉(≤50t)。直流钢包炉包括单电极直流钢包炉、双电极直流钢包炉、三电极直流电弧电渣钢包炉。图1-1LF钢包精炼炉原理图LF炉功能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（功能图见图1-2）：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LF钢包精炼炉培训教材4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）作为转炉、连铸的缓冲设备，保证转炉、连铸匹配生产，实现多炉连浇。图1-2精炼功能图LF钢包精炼炉培训教材52精炼炉设备的认知2.1布局形式1)双工位回转台方式一个工位精炼，一个工位软吹氩（等待）2)一处理位+一吊包位方式3)一处理位+两吊包位方式2.2主要工艺参数处理容量:120t额定容量(功率)：20,000KVA或说20MVA极心圆(又称电极节圆、分布圆直径)：φ750mm电极直径：φ450mm（超高功率UHP石墨电极）2.3钢包炉盖炉盖是LF钢包精炼炉设计的关键部分，因为很多情况下钢包精炼炉的冶金效果在很大程度上取决于炉子内的气氛控制。为了避免空气从炉盖和钢包之间的间隙及炉盖开孔处进入炉内，采取了一些必要的保护措施，包括使用过程中必须采取的包口清理和维护工作。冶二车间120t钢包精炼炉的炉盖为全水冷管式炉盖（图1-3），整个炉盖用无缝钢管和特制弯头组焊而成，形成均流无死点的高效水冷强制循环。炉盖为外排烟形式，在炉盖下沿设一裙边，收集钢包口溢出的烟气；炉盖顶部为一直桶形水冷圈，收集电极孔处的烟气；两部分烟气最后汇合成一总排烟管，与除尘管道对接。这种形式的炉盖结合烟道调节阀的开度调节可以确保炉内的还原性气氛，同时防止尽量少的烟气溢出。就钢包炉盖技术而言，原来普通结构的耐火材料炉盖倾向于被水冷炉盖取代。虽然水冷炉盖的热损失比耐火材料炉盖高（水冷炉盖大约25~50kW/m2，耐火材料炉盖大约12~20kW/m2），但该差异的总体影响对80t的钢包在40分钟处理时间仅小于2kW/t，这点差异与节省的耐火材料和容易操作相比显得微不足道。LF钢包精炼炉培训教材6图1-3全水冷管式钢包炉盖2.4LF钢包精炼炉用耐火材料钢包衬寿命不高是影响炉外精炼发展的严重障碍，这种情况在具有加热手段的精炼炉上表现尤为突出。由于LF钢包精炼炉在精炼过程中要进行电弧加热，吹氩搅拌和渣精炼，因此钢包耐火材料受到连续的热冲击，化学腐蚀，机械磨损，侵蚀等损坏。所以，精炼炉钢包衬对精炼处理而言非常重要。因此，精炼钢包用的耐火材料具有以下几个特点：（1）高温耐蚀性能精炼钢包在温度和时间方面都要求非常严格，最高温度往往达到1750℃以上。在精炼过程中，熔渣的碱度在0.6~4范围内变化，内衬材料受到高温下浸透性强的酸性渣和碱性渣两者的侵蚀，损毁速度很快。（2）高温耐磨性由于钢包精炼采用了强制搅拌，激起了钢液夹带熔渣的流动，对内衬产生洗刷而呈现磨损作用，它侵入砖缝处，往往使之遭到严重损耗，并出现超前蚀损。（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：