LF精炼知识

1. 炉外精炼发展历程

 20世纪３0－40年代,合成渣洗、真空模铸.1９３3年,法国佩兰（R、Ｐerｒin）应用高碱度合成渣，对钢液进行“渣洗脱硫”—现代炉外精练技术得萌芽；

 ５０年代，大功率蒸汽喷射泵技术得突破,发明了钢包提升脱气法（DH)及循环脱气法（RH)

 1935年H、Ｓchenｃk 确定大型钢锻件中得白点缺陷就是由氢引起得-氢脆.

 1９50年，德国Ｂocｈumer Verｅin (伯施莫尔-威林）真空铸锭。

 19５3年以来,美国得1０万千瓦以上得发电厂中，都发现了电机轴或叶片折损得事故。1954年,钢包真空脱气。

 195６年,真空循环脱气(DＨ、RH）。

 6０－70年代，高质量钢种得要求，产生了各种精炼方法

 6０、70年代就是炉外精炼多种方法分明得繁荣时期

 与6０年代起纯净钢生产概念得提出、连铸生产工艺稳定与连铸品种扩大得强烈要求密切相关

 此时,炉外精炼正式形成了真空与非真空两大系列不同功能得系统技术，同时铁水预处理技术也得到迅速发展，它与钢水精炼技术前后呼应，经济分工，形成系统得炉外处理技术体系，使钢铁生产流程得优化重组基本完成。

 这个时期，还基本奠定了吹氩技术作为各种炉外精炼技术基础得地位与作用。

 这一时期发展得技术:VOD—VAD、AＳEA—SKF、RH-OB、LF、喷射冶金技术（SL、TN、KTS、ＫＩP）、合金包芯线技术、加盖与加浸渍罩得吹氩技术(SAＢ、CAB、CAS)

 8０—9０年代，连铸得发展，连铸坯对质量得要求及炼钢炉与连铸得衔接，RＨ-KTB、RＨ－MＦP、RH－OB；ＲH—IJ（真空深脱磷），RＨ—PB、WＰB(真空深脱硫）、Ｖ－KＩP、SRＰ脱磷

 ２1世纪,更高节奏及超级钢得生产。

2. 炉外精炼作用与地位

 提高冶金产品质量，扩大钢铁生产品种不可缺少得手段；

 就是优化冶金生产工艺流程,进一步提高生产效率、节能强耗、降低生产成本得有力手段。

 保证炼钢－连铸—连铸坯热送热装与直接轧制高温连接优化得必要工艺手段

 优化重组得钢铁生产工艺流程中独立得,不可替代得生产工序

图1 取样器示意图 3. LF精炼工艺优点

 精炼功能强,适宜生产超低硫、超低氧钢;

 具备电弧加热功能,热效率高,升温幅度大，温度控制精度高；

 具备搅拌与合金化功能，易于实现窄成分控制，提高产品得稳定性；

 采用渣钢精炼工艺,精炼成本较低;

 设备简单,投资较少。

4. 计算合金加入量调整钢液成分

4、1 技能实施与操作步骤

 根据钢种得特点与工艺要求，首先了解初钢液中合金元素配加情况并预测在加热前期、中途、后期、结束分别配加合金得种类并作好准备。

 精炼钢包进入LＦ工位后,按要求取样进行化学元素全分析。

 根据全分析结果,计算出精炼期应配加得各种合金得补加量，并进行称量。

 精炼钢水加热到预定温度后，把上述称量好得合金通过料仓或人工分批加入。

 凡钢水经过造白渣处理后，一般应再取样进行全分析。

 根据全分析结果及该钢种成分控制要求，计算出需要补加得合金数量，进行称量，并在进入软吹前5分钟加入完毕

 取样操作：

取样器(见图1）取样操作过程:

A、完好取样器插入取样棒。

B、检查头部保护套就是否完好.

C、打开工作门。

D、快速插入钢水深约300mm左右，位置靠近吹氩搅拌区.

E、保持３s—５ｓ左右后迅速提起取样棒，拉出钢液面。

F、拆卸纸管，打破壳取出试样。

4、2 注意事项

 在进行合金补加前,必须掌握准确得钢水量及各种合金得成分液中已经配加得合金量。

 合金加入量得计算必须要经过复核,以保证准确无误.

 要能准确识别各类常用合金,防止误用。

 称量合金要准确,并经过复核才能加入钢包内。

 合金加入钢包内时,注意勿碰击电极，必要时应停止加热.

 精炼钢包内合金熔化得条件较差,因此不宜加入块状较大得合金,一般控制在10mm—３0mm。

 为了确保合金元素有较稳定得回收率。加合金前钢包中得渣应脱氧良好，渣应呈白色为好.

 加合金毕要继续保持炉渣良好得还原性,在渣面要适量补加粉状脱氧剂.

 全部合金加毕到开始软吹必须有足够得时间使合金充分熔化。

 加入较多数量得合金必须考虑合金熔化吸热造成得钢液温度下降，及足够得温度弥补。

 在加入合金时要考虑合金中除主元素外得其它元素对钢液成分得影响。如加入高碳铬、高碳锰要计算增碳量,喂Cａ—Si丝时考虑增硅量，喂Fe—Ti丝时要考虑Ａ１、Si增量喂A1丝时注意有增硅得可能性。

4、３ 知识点

 各种合金加入量得计算计算公式

铁合金:合金加入量（公斤)＝

喂丝： 喂丝长度＝喂丝总量／单位重量(Si含量）

 各种合金元素得回收率

在精炼炉内脱氧条件较好得情况下加入合金得回收率比较高，在钢包内顶渣氧化铁小于 0、５％得条件下各元素得回收率分别为:

（１)100％回收率得元素有Ni、Mo、Mn、Cr、Si、C、V、Nb。

(2)S、A1、Ti直接加包中回收率30%～50％。

(3)喂丝法加入得回收率，Ｓ、A1、Ti为70%～80％,B为４0％～50％.

5、成分异常得处理

５、1 技能实施与操作步骤

 在精炼过程中通过取样发现钢水成分同预测成分(合金配加成分)比较有较大差异。

 重新取样进行验证.

 对照工艺卡检查执行情况,及时发现问题,寻找原因。可按以下几个方面检查，以下１4项原因就是易造成成分异常得主要原因。

（1）钢水量就是否有误。

（2)前期合金加入就是否有误。

（3）搅拌系统工作就是否正常。

(４）就是否有设备漏水情况，电极就是否有增碳现象。

（5)取样就是否有代表性。

（6)炉渣就是否还原良好，上工序氧化渣就是否带入过多.

（7)温度就是否过低.

(８）已加入合金就是否熔化均匀。

(９）发送样就是否有误。

（１0)分析试样就是否符合要求.

（１1）就是否采用全新未烘烤良好得钢包。

（12）合金元素成分就是否正确无误。

（13）合金配加量计算就是否正确。

（14）料仓及输送系统就是否工作正常。

 根据重取样分析结果与工艺执行情况得分析，采取相应措施。

 如合金元素（C、Ｓi、Ｍｎ、Cr、Ni等)低于下限要求,补加合金至成分中下限。

 如合金元素（C、Si、Mn、Cr、P、Ni等）确认高于上限,则回炉重氧化或改钢号、改相应标准.

 如有害元素S不符合进入下一工序要求必须进一步采取脱硫操作。

（１)增加渣量。

（2）加强钢液搅拌。

(3)加强渣脱氧。

５、2注意事项

 取样符合操作规范，具有代表性.要做到:

（1）添加合金、还原剂后不能马上取样。

（２）渣况不好出现灰色、褐色、棕黄色，要等渣转白再取样,不然会引起取样无代表性。

（3）温度过低会引起取样无代表性，不宜取样.

 发现钢水成分异常应尽早处理。

 补加合金量应考虑炉渣还原性。

 钢水量必须正确.

 合金成分必须确认无误。

 要杜绝合金元素配加过量。

５、3 知识点

 成分异常产生得原因分析

（１)取样无代表性

A、取样位置、方式不符合要求，如靠近渣面得试样易受炉渣影响造成成分波动

Ｂ、合金未全部熔化造成成分偏析.

Ｃ、搅拌效果差,造成钢水成分不均匀,同时钢渣反应差影响脱硫得正常。

（2)合金料未加入

由于合金加料系统故障，应加入合金料部分留在料仓内或撒落在钢包外。也有人为因素造成漏加、计算错误等。

（3）操作工艺执行不规范

A、还原精炼渣未达到脱氧良好得要求，渣量不足。在上工序氧化渣带人过多时尤其要注意。

B、加热过程电极插入钢液增碳。

Ｃ、钢水量不准。秤量系统故障以及对造成损失得钢水估计不足。

D、钢液温度不符合要求.尤其就是温度低造成化学成分均匀性差.

 防止措施

（1）取样操作熟练工具完好.

(2）保证加料系统正常。

（３）严格执行操作工艺。

 处理方法

(1）成分高于上限要求,不能改钢号作回炉或原料钢处理。应尽量避免出现这类事故。

（２)成分低于下限要求,补加合金至成分要求范围。

6、常见典型成分异常情况

炼钢生产过程中，钢液中[C］得异常情况最常见,以此作为典型分析。

（1）造成[C］得异常得原因：

A、初钢液出钢过程增碳，因电极粒密度较钢液、炉渣轻，如果操作不当部分电极粒将浮在渣面,而未进入钢液，同时吹氩搅拌不充分,造成[C］偏低。在增碳量较大得钢种中易发生。

Ｂ、电极粒中固定碳含量不稳定，引起增碳量误差.

C、加热电极熔损，引起增碳。特别就是当炉渣较稀薄时,加热操作中电极容易与钢液接触造成增碳.炉渣结块不导电,电极下降插入钢液造成增碳。

D、炉渣脱氧不良，含碳脱氧剂(电石）使用过量造成增碳。

E、取样无代表性。

F、含碳质耐火材料得钢包内衬烘烤不符合要求,造成在精炼过程中剥落进入钢液增碳。

（２)防止措施：

A、电极粒加入时要直接与钢液接触，尽量避免通过炉渣再进入钢液。必要时可用喂丝机喂碳粉包芯线增碳。

B、电极粒中固定碳含量要定期检验，并在实际操作中进行验证。

Ｃ、加热操作时做到电极严禁与钢液接触。

D、造好还原精炼渣，保证碳得吸收率。

E、增碳操作结束要经充分搅拌后取样。

（３）［C］成分异常处理方法:

A、[C］成分高于上限要求时，可考虑改钢号.如45钢改5０钢.

B、[C]成分低于上限要求时,可用电极粒或喂碳粉包芯线增碳至要求成分中下限。

7、 钢包精炼炉脱硫操作

7、１技能实施

① 准备好符合工艺要求数量得造渣材料（石灰、萤石、)、脱氧剂(Ｓi—Ｆe粉、铝粒）及发泡剂等渣料.

②造渣得二种形式

（1）在出钢过程加入预制或配比好得造渣材料。

（2)氧化渣出钢在排除氧化渣后加入渣料.

③ 渣量控制

渣量按钢包容量确定:一般控制钢渣比为1、5～２、5%,大容量钢包取下限，小容量钢包取中下限(结合脱硫要求).

④渣成分控制

(1）碱度一般控制2～４，碱度过高造成熔点过高易结壳影响钢渣反应，碱度过低造成对包衬侵蚀,一般可适当提高渣中A１２O3含量。

(2）精炼过程包中渣得氧化铁控制≤１、0％，通过渣面加入Ｃ、Fe—Ｓi粉、铝粒等脱氧剂控制.

(３）为防止包衬侵蚀可加入发泡剂，发泡剂一般可含碳质或CａCO3质得材料。

⑤钢渣搅拌方式

运用钢渣得接触,实现脱硫反应,钢渣搅拌方式共有二种：