炉外精炼钢包炉精炼法.ppt

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1、炉外精炼炉外精炼钢包炉精炼法钢包炉精炼法-ASEA-SKFASEA-SKF法，法，VADVAD法，法，LFLF及及LF(V)LF(V)法法2011 20112011年 年年9 99月 月月31 3131日 日日College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy6.1 ASEA-SKF 法6.2 VAD法6.3 LF 法及LFV 法 q6.钢包炉精炼法College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 采用多种精炼手段，因而功能比较齐全的炉外精炼方法和设备，通常称之为

2、钢包精炼炉。v 钢包炉精炼法的一个突出特点是具有加热手段，可以在钢包内对钢液进行加热。所以为完成精炼任务的吸热以及在精炼过程中的散热损失，均可通过加热而得到补偿，使钢包炉在钢液温度和精炼时间长短方面不再依赖于初炼炉的出钢温度。v 钢包炉通常都具有搅拌、加热、造渣等三种以上（如真空）的精炼手段。并且这些手段都是可以独立控制的。q6.钢包炉精炼法College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy钢包炉精炼功能特点：具有良好的脱气条件。一般都具有真空或搅拌条件，钢包底吹氩气搅拌或电磁搅拌。真空和钢液内上浮的氩气泡为脱气提供了良好的热力学

3、条件；氩气泡上浮过程中对钢液的搅拌（或电磁搅拌）作用和不断地更新气液相界面又为脱气创造了良好的动力学条件。能够准确地调整钢液温度。加热钢液时，通过调节输入功率来控制钢液的升温速度。此外精炼过程中钢包内衬充分蓄热，这样在浇注过程中钢液降温缓慢，能保持在规定的温度范围内。钢液的成分均匀稳定。因为搅拌贯穿整个精炼过程，所以成分均匀稳定。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy 可以加渣料造还原渣精炼，充分地脱氧，脱硫，精炼低硫钢种。优越的合金化条件。由于具有加热手段，精炼过程中的合金加入量原则上不受限制。可以把钢液成分控制在较

4、窄的规格范围内。v 钢包炉精炼法在不同程度上都可以完成脱氧，脱气，脱碳，脱硫，提高纯净度，合金化等项任务。v 典型的钢包炉精炼法有三种：ASEA-SKF 法，VAD 法，LF 及LF(V)法。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq6.1 钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）v 1965 年建成，由瑞典通用电器公司（ASEA）与瑞典滚珠轴承公司（SKF）合作开发。ASEA-SKF 钢包精炼炉具有电磁搅拌、真空脱气、电弧加热和渣洗精炼等功能，如图6-1 所示。可以进行脱气，脱氧，脱碳，加热，去除夹杂物，调整合金成

5、分等操作。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energya炉盖旋转式；b 钢包移动式1 钢包；2 搅拌器；3 电极盖；4 真空盖图6-3 ASEA-SKF 炉布置方式College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy电磁感应搅拌器 图6-4 搅拌器位置和钢液流动状态示意图q6.1 钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF 法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq6.2 真空电弧加热脱气

6、法（VAD 法）v VAD:Vacuum Arc Degassing（真空、电弧加热、脱气）。v VAD 精炼法具有真空脱气、真空下电弧加热、吹氩搅拌、造渣精炼多种冶金功能。v VAD 与ASEA-SKF 法所不同的是：用氩气搅拌，而不是用电磁搅拌，搅拌更激烈，为了保持真空脱气的沸腾时间，钢包上部留有较大的自由空间；真空盖上设有可在真空下添加合金及熔剂的双钟式漏斗，以便连续加料时不破坏真空度；真空盖上还增设了电弧加热装置，设备的关键部位是上下移动的石墨电极与真空盖之间的密封技术，采用了望远镜式的双套筒系统，套筒用抗磁材料制成，并用水冷却。College of Metallurgy&Energy

7、 College of Metallurgy&Energy1 真空室；2 底吹氩系统；3 钢包；4 电弧加热系统；5 合金加料系统；6 抽真空装置；图6-6 VAD 法设备示意图College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）v LF(V)：Ladle Furnace(Vacuum)。是钢包炉的缩写。无真空工位的叫LF 法，带有真空工位的叫LFV 法。LFV 法是在ASEA-SK

8、F 法和VAD 法等方法基础上的改进设备，这三种方法统称为钢包精炼炉。此法是把电弧炉的还原精炼原样移到钢水包中操作。将电弧埋入钢液面以上的熔渣层中加热钢液，吹氩搅拌，在还原气氛下造渣精炼，亦称为埋弧桶炉法。v 目前，LF 炉是国内普及程度最高的炉外精炼手段。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College o

9、f Metallurgy&Energyq6.3.1 LF 精炼技术的产生与发展v LF(LadleFurnace)精炼技术的研究始于1968 年，当时发现用电弧炉预造还原渣、钢渣混出、钢包吹氩处理，还原精炼效果显著，因此进行了以省略电弧炉还原期为目的的有电弧加热功能的钢包精炼技术的开发。v 1971 年，日本大同特殊钢厂第一台钢包精炼炉(LF)投入使用)。v 1973 年，新日铁八幡制铁所在转炉厂设置LF。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 电炉无渣出钢及转炉挡渣出钢技术的发

10、展，为LF 精炼技术的发展与完善起到了巨大的推动作用。但是在实际生产中要实现电弧炉的无渣出钢及转炉的少渣出钢相当困难，因此出现了目前电炉流程及转炉流程普遍采用的出钢后对下渣改性处理工艺，即：v 电弧炉或转炉出钢+钢内渣改性(加铝、加渣料、加Ca-Si 或加改渣剂)+LF 精炼q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 电弧炉发展的第一阶段是包括熔化、氧化、还原的传统型电弧炉。v 第二阶段是由于电弧炉炉型(出钢槽式电弧炉)的原因，为避免氧化渣污染钢液及发挥钢渣脱氧、脱硫的作用，在电弧炉

11、内必须造好还原渣，钢渣混出，由LF来完成进一步还原精炼的任务。v 第三阶段是由于无渣出钢技术的开发，还原期全部由LF精炼来完成，也即形成了现代电弧炉炼钢流程EAF+LF+CC的形式。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv LF用于转炉流程生产特殊钢，淘汰了过去用炼钢方法来区别钢质量的方式，确立了“初炼：电炉或转炉)+LF精炼+连铸”的生产多品种、高质量钢的思想。LF技术开发成功后，向多功能方向发展，v 1981年在日本钢管福山制铁所开发了NK-AP法，即插入式喷枪代替透气砖进行气

12、体搅拌法，v 1987年开发了有喷吹设备和真空设备的LF法。v 由于LF设备结构简单，具有多种冶金功能和使用中的灵活性，精炼效果显著，具有较高的圣济效益，成为钢铁生产流程中的重要设备。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 我国于1979年设计了第台40tLFV型钢包炉，从此50t以下的LF纷纷被各钢厂使用，但大型LF还是依靠进口，如1993年天津无缝钢管公司从Danmeg引进的150tLF、1994年大冶特殊稠股份有限公司第四炼钢厂引进Danieli的60tLF。当时冶金部组织

13、了由大冶特殊钢股份有限公司。冶金自动化研究院、北京科技大学、钢铁研究总院等单位组成的攻关组，进行国家“八五”重点科技(攻关)项目“钢包精炼技术”(编号63)的研究工作，在包括钢液温度控制、成分控制及洁净度控制方面取得了很好的效果，形成了具有自主知识产权的LF精炼技术。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 1996年宝钢集团上海浦钢公司建成了一台国产三相三臂式100t LFVD，表明我国已具备了设计制造大型LF的能力，v 一年后宝钢集团上海五钢公司投产了一台三相电缆吊挂式100t

14、LFVD，它是没有横臂结构的新型导电结构方式的钢包炉。v 1999年武钢一炼钢厂建成了一台三相单臂式l00tLFVD，这样经过多年努力我国钢包炉设计技术和装备水平基本与进口相当，可以替代进口钢包炉。v 据不完全充计，我国已拥有大小LFl20台以上。表11所示为国内部分大型LF有关情况，包括LF的炉容、变压器、电极直径、升温速度、处理周期等。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy LF钢包精炼炉按加热方式可分为交流钢包炉、直流钢包炉以及等离子枪加热钢包炉。等离子枪加热钢包炉：三相交流等离子钢包炉，由于没有电极造成的增碳，

15、有利于生产高洁净度的极低碳钢。新日铁广烟制铁所使用的是三相交流等离子的PLF法。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyLF 炉的功能:炉内还原性气氛，底吹氩气搅拌，大气压下采用石墨电极埋弧加热，高碱度合成渣精炼，微调合金成分。但是没有脱气能力。因此LF 炉常与VD 炉配合使用，构成 LF(V)。LFV 法可以完成的任务：脱气，脱氧，脱硫，去夹杂，加热钢水，微调成分等。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of

16、 Metallurgy&Energyv LF 炉由于其冶金功能齐全，结构简单，操作方便，投资少等优点，已经成为我国纯净钢的主要炉外精炼方法之一。在炉外精炼中占主导地位，大大地提高了我国的炉外精炼比。LF精炼可提高钢液的纯净度及满足连铸对钢液成分及温度的要求，成为炼钢与连铸间匹配的主要设备。LF 法既可以与转炉或电弧匹配。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 6.3.1 LF炉的设备组成v LF炉是以电弧加热和造渣精炼为主要技术特征的炉外精炼方法，LF炉主要设备包括炉体（钢包）、

17、电弧加热系统、合金与渣料加料系统、底吹氩搅拌系统、喂线系统、炉盖及冷却水系统(有的没有冷却系统)、除尘系统、测温取样系统、钢包车控制系统等，如图6-9所示。按照供电方式分为交流钢包炉和直流钢包炉，目前国内多数炉是使用交流钢包炉。q6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy1 电极；2 合金料仓；3 透气转；4 滑动水口图6-9 LF 设备示意图College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metal

18、lurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy 钢包是LF工艺系统的主体设备，这种钢包的上口有水冷法兰盘，通过密封橡皮圈与炉盖密封，以防止空气的侵入。当钢包用于真空处理时，还要求其外壳用钢板按气密焊接条件焊成。钢包底部有浇钢用的滑动水口及距炉壁r/2r/3(r钢包内半径)处设有吹氩用的透气砖。精炼过程中氩气流量根据不同工位和钢包容量等

19、决定。氩气流量高可达34Lmin.t，以达到搅拌钢液的目的。包衬为镁碳砖或者镁铬砖、镁铝尖晶石、高铝砖、锆铬砖，根据精炼钢种的工艺要求，采用综合砌砖法。qLF 炉炉体College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv LF炉钢包内熔池深度H与熔池直径D之比HD是钢包设计时必须要考虑的因素。钢包炉的HD数值影响钢液搅拌效果，钢渣接触面积，包壁渣线带的热负荷，包衬寿命及热损失等。一般精炼炉的熔池深度H都比较大,HD为0.

20、91.3。从钢液面至钢包口的距离称为钢包炉的自由空间，对非真空处理用的钢包，自由空间的高度小一些，对非真空处理的钢包，自由空间一般为500-600mm，真空处理的钢包一般 8001200mm有的甚至达1500mm或更高。日本不同容量LF炉的H/D值列于表6-10。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyLF 炉容量，t 20 30 60 150 50实际装入量，t 13/23 18/33 60 100/150 45/50外径，mm 2200 2400 2600 3900 2924内径D，mm 1676 1948 2070

21、 3164 2430总高，mm 2300 2500 3150 4330 3040内高，mm 1995 2195 2740 4000 2770熔池深H，mm 1260 1402 2340 2754 1348H/D（在额定容量时）0.75 0.72 1.13 0.87 0.49College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 电弧加热系统v LF炉所使用的电弧加热系统设备也与电弧炉基本相同，由炉用变压器，短网，电极升降机构，导电横臂，石墨电极所组成。三根石墨电极与钢液间产生的电弧作为热源加热钢液，由于电极通过炉盖孔插入泡沫渣中，故

22、称埋弧加热。此种加热法散热少，减少电弧光对炉衬热辐射和侵蚀，并可稳定电流。采用埋弧加热方法，与电炉相比，可采用更低的二次电压。钢液升温速度可达4/min。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&E

23、nergyv LF炉所用的变压器，其副边通常也分为数级电压，但没有必要进行有载调荷。因为无载时切换方式很多，设备简单便宜，可靠性好。LF炉精炼时钢液面比较平稳，电流波动较小，没有电炉熔化炉料时，由于塌料所引起的短路冲击电流，所以许用电流密度可选得较大。v LF炉是采用低电压，大电流埋弧加热法精炼钢液的。电极调节系统要采用反应良好，灵敏度高的自动调节系统。v LF炉的电极升降速度一般为23mmin。v 为避免电弧对钢包衬的热辐射，三根电极采用紧凑式布置。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy炉 容t/月202000302

24、5006045001504000501500变压器，kV A 3000 5000 6500 6000 7500二次电压，V 220/95 235/85 225/75 275/110 250/102二次电流，A 10600 14400 23860 17000 17320电极直径，mm 254 254 356 356 305电极圆直径，mm 650 600 810 940 900吨钢功率，kV A/t 150 167 108 40 150与LF 配套的熔炼炉及容量20t 电炉 30t 电炉 70tLD 100t 电炉 50t 电炉真空系统 机械泵 蒸汽泵 用DH脱汽 蒸汽泵 蒸汽泵College

25、of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy电弧加热功率的经验公式为 W理(6-7)式中：W理精炼1t 钢液理论上所需补偿的能量，kWh t Cm It 钢液升温1 所需的能量，kWh t；t 钢液的升温，；S 渣料的用量与钢液总量的百分比；WS熔化占钢液总质量1 的渣料所需要的能量，一般WS 5.8(1)，kWh t；A 合金料的加入量占钢液总量的百分比；WA熔化占钢液总质量1 的合金料所需要的能量，一般WA7(1)，kWh/

26、t。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 钢包炉总的热效率一般为 30 35，故钢包炉实际需要的能量v W实=W理(6-8)v 通过上式计算可求出所需的功率，选择此电弧功率下的变压器抽头。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq LF 炉水冷炉盖v LF 炉盖用于钢包口密封，以及保持炉内强还原性气氛，防止钢包散热及提高加热效率而

27、设置的。LF 炉盖为水冷结构。炉盖内层衬有耐火材料。为了防止钢液喷溅而引起的炉盖与钢包的粘连，有的在炉盖下还吊挂一个防溅挡板。整个水冷炉盖在四个点上用可调节的链钩悬挂在门形吊架上，吊架上有升降机构，可根据需要，调整炉盖的位置。有真空脱气系统的LF 炉，除上述加热盖以外，LFV 还有一个真空炉盖，与真空系统相连，用来进行钢液脱气。在LF 炉的两种炉盖上都设有合金加料口，渣料加料装置及测温或取样装置。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 水冷炉盖系统v LF 炉盖一般是管式水冷的，以保证炉内的强还原气氛及防止钢包散热，

28、提高加热效率。水冷炉盖和排烟尘罩相连接，炉盖内衬有耐火材料，为了防止钢液喷溅而引起炉盖与桶体的粘连，在炉盖下吊挂防溅挡板。一般水冷炉盖悬挂在门形吊架上，吊架上有升降机构，可根据需要调整炉盖的位置，LF 炉盖的示意图如图17 所示。LF 炉盖上开孔情况如下：College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy炉

29、盖结构：v(1)三个电极孔v(2)除尘孔，与除尘系统连接；v(3)自动加料孔；v(4)炉盖侧面或在顶面边部开有观察孔，便于人工加料及测温取样，同时还可通过它观察炉内冶炼情况；v(5)喂线孔，喂铝线脱氧或喂硅钙线进行夹杂物变性处理；v 6)如果有自动测温取样装置，在炉盖上还开有自动测温取样孔。v 水冷炉盖各路回水分别设有监测回水温度的热电阻，以反映出各冷却部位的工作状况，便于调整和处理。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 加料装置v LF 炉一般在加热包盖上设合金及渣料料斗，通过电子秤称量过的炉料，经溜槽、加料口进

30、入钢包炉内。v 有真空系统的LF 炉，一般在真空盖上设合金及渣料的加料装置。其结构与加热包盖上的基本上相同，只是在各接头处均需加上真空密封阀。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq1.3.5扒渣装置v LF炉精炼功能之一是造还原性白渣精炼。为此，在LF炉精炼之前，将氧化性炉渣必须去掉。因此，LF炉必须具备除渣的功能。除渣的方式有两种：v 1)当LF炉采用多工位操作时，可在放钢包的钢包车上设置倾动、扒渣装置

31、。当钢包车开到扒渣工位时，即可进行扒渣操作。v 2)如果LF炉采用固定位置，炉盖移动形式时，则需把钢包倾动装置设在LF炉底座上，在精炼前先扒渣，加新渣料，再加热精炼。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 喷粉装置v LF 炉精炼时常采用喷粉设备对钢液进行脱硫，净化及微合金化等操作。v 喷粉设备包括钢包盖、一支喷粉用的喷枪和喷粉罐，粉料料仓。喷粉时对粉料先自动称重及混合，然后通过螺旋给料器送至喷粉罐。v 喷粉时采用高纯氩气作载流气，流量为200400L min。通常处理时间为5 10min。College of Me

32、tallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 除尘系统v 烟尘通过LF除尘管汇集到主除尘系统，由厂统一集中处理。LF一般都配有自动测温取样设施，自动测温可实现定点测温，所测温度值更具有代表性，可 避免人为因素对钢液温度测量产生的波动。同时使用白动测温取样系统，也减轻了工人的劳动负荷。但目前LF即使有自动测温设备，现场操作时由于习惯及设备可能出现故障等原因，大部分生产厂仍采用人工测温，这样有可能出现不同操作者测出的钢液温度值有所偏差的结果。q 测温取样系统College of Metallurgy&Energy College of Metallur

33、gy&Energyq 钢包车系统v 钢包车是用来运送钢包的，钢包车的运动是由电机经减速器、联轴器带动车轮传递扭矩，其中两个为主动轮，另外两个为从动轮，可以实现大范围的速度调节，在很大范围内获得大转矩，高 速轴处设有制动器，并设有行程开关。总的电源线、控制线及氩气管是通过“软线软管”及滑线装置送到钢包车上的。钢包车控制系统主要包括运行、停止、限位控制及称量。钢包及钢包车系统。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Ener

34、gyq 喂丝设备College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq LF 钢包耐火材料v LF 使用初期，由于渣线部位侵蚀严重，钢包使用寿命低，操作成本中耐火材料占了60%”。1974 年，大同特殊钢厂渣线部位采用MgO-C 砖后，提高了钢包寿命。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 目前钢包壁耐火材料从定形制品向不定形发展，从材质上看有

35、镁碳、铝镁碳、铝尖晶石浇 注料，镁钙系材料也是发展方向。首钢90t钢包非渣线部位高约2m全部用高纯铝镁浇注料，包 龄达90-98次，浇注料在使用过程中没有出现结构剥落和粘钢现象。工作衬使用无碳刚玉尖晶石质预制块替代Al2O3MgO-C砖，使钢包寿命由原平均65次提高到平均121次。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 包底用耐火材料v LF 包底，特别是迎钢面受钢液冲击部位的耐火材料，由于反复热循环产生裂纹、炉渣渗透，造成结构的剥落以及钢液侵入冲击砖与包底砖之间接缝处，造成包底的损坏。v 底部一般用锆英石砖或高铝砖

36、砌筑或用含CaO16 的高钙镁质干式捣打料。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 钢包透气砖的种类和性质透气砖的种类主要有：v 弥散型透气砖；v 定向气孔透气砖；v 狭缝型透气砖；v 迷宫型透气砖等。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyCollege of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq6.3.2 LF 法的功能及特点LF 法的功能：v 炉内还原性气氛；v 底吹氩气搅拌；v

37、大气压下石墨电极埋弧加热；v 高碱度合成渣精炼；v 微调合金成分。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 炉内还原性气氛v LF炉精炼时，靠钢包上的水冷法兰盘，水冷炉盖及密封橡胶圈的作用加氩气搅拌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等氧化物作用生成CO气体，增加了炉气的还原性。从而可使LF炉内气氛中的氧含量减为0.5以下。如此阻止了炉气中的氧向钢液传递，保证了精炼时炉内的还原气氛。钢液在还原条件下精炼可以进一步的脱氧、脱硫及去除非金属夹杂物，有利于钢液质量的提

38、高。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq 底吹氩气搅拌v 良好的氩气搅拌是LF炉精炼的又一特点。氩气搅拌有利于钢、渣之间的化学反应，它可以加速钢、渣之间的物质传递有利于钢液的脱氧，脱硫反应的进行。吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物，特别是对Al2O3类型的夹杂物上浮去除更为有利，如图6-10所示，吹氩可加速Al2O3粒子的上浮速度。特别值得提出的是LF炉的吹氩搅拌是在排除了大气的密封炉内进行的，因此还可以加大吹氩量。正如图6-10所示，吹氩处理15min后，可使钢中大于21m的Al2O3夹杂全部去除，残留钢中的只是小颗

39、粒的Al2O3夹杂。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy图6-10 搅拌对钢中Al2O3 粒子上浮速度的影响1 吹氩；2 不吹氩 qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyqLF 法的功能及特点v 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，能精确的调整复杂的化学组成，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、钼、钨等有价值的合金元素有利。v 底吹氩气搅拌贯穿于整个精炼过程，即在初

40、炼炉出钢时就开始吹氩，以防止透气砖堵塞，直至精炼过程结束停止吹氩。v 按照先强后弱的搅拌方式吹氩搅拌钢液。v 通过底吹氩搅拌均匀钢液成分和温度，促进脱氧产物的上浮，脱除钢中的部分气体，纯净钢液。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq100tLF 吹氩制度v 底吹氩在炉处理过程中发挥的作用十分重要。底吹氩对化渣、调节成分、脱硫、脱氧及夹杂物的上浮均有较大影响。搅拌强度与钢包带渣量和钢水温度也有较大关系。实践表明，LF 精炼炉到吊包工位后，接吹氩管进行旁吹破壳，破壳后流量稍微变小，以钢水不裸露为准。到加热工位后，根据透气

41、砖透气情况，采取中等强度的氩流量进行搅拌。钢包出加热工位喂Ca Si 丝后，进行软搅拌。氩气流量变化范围约为300 50NL/min 20NL/min10NL/min。qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyqLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyqLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy操作项目预吹氩 加热化渣

42、 脱硫 合金化 喂丝 静吹氩氩气流量m3.h-115-30 10-20 40-60 20-40 10-15 10-15氩气流量Nl/t.min1.25-2.5 0.83-1.67 3.33-5.0 1.67-3.33 0.83-1.25 0.83-1.25熔池深度3300mm，上下内径分别为：3500、3100mm.鞍钢第二炼钢厂180-200tLF 吹氩制度qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&EnergyqLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of

43、Metallurgy&Energyv LF 炉采用石墨电极埋弧加热，加热时将石墨电极插入泡沫渣层中，电弧在渣层中产生。采用埋弧加热法，泡沫渣对电弧的屏蔽作用减少了电弧光对包衬的热辐射，对包衬有保护作用。与此同时钢液和炉渣有效地吸收电弧热，提高了热效率。q 石墨电极埋弧加热qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy LF 炉利用还原气氛下造高碱度合成渣进行精炼，通过合成渣的精炼作用可以降低钢中氧、硫及夹杂物含量。它可以把O 降至0.002%、S 降至0.005%甚至0.003%。合成渣在LF 炉内具有很

44、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。一般渣量为钢液量的2 8。LF 炉冶炼时可以不用加脱氧剂，而是靠合成渣对氧化物吸附而达到脱氧的目的。q高碱度合成渣精炼qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy 但 需 要 说 明：通 常 精 炼 渣 分 为 高 碱 度 渣 和 低 碱 度渣，一 般 碱 度(CaO/SiO2)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

45、 具 有 特 殊 要 求 的 钢 种，如帘 线 钢、钢 丝 绳 钢、轴 承 钢 等，需 采 用 低 碱 度 渣。在 这 些 钢 中 为 了 避 免 在 脱 氧 过 程 中 生 成 过 多 氧 化 铝夹 杂，大 多 采 用Si-Mn 脱 氧，采 用 中 性 精 炼 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。College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv 钢液成分的调整是在电弧加热、底吹氩搅拌和还原气氛下加入合金料，合金收得率高，合金元素熔化后能很快地在钢

46、液内均匀。通过边加合金料边分析，微调合金成分，把合金成分调整到很窄地范围内。q微调合金成分qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyv LF 炉的几个精炼功能互相影响、互相依存与互相促进。炉内的还原气氛，在加热条件下的钢渣搅拌，提高了合成渣的精炼能力，创造了一个理想的炼钢环境，从而能提高钢液质量。v 由于LF 法用吹氩搅拌而不用电磁搅拌；在大气压下加热，而不采用真空加热，因此它比ASEA-SKF 法和VAD 法都简单，其冶金效果与前两种方法基本相同。qLF 法的功能及特点College of Meta

47、llurgy&Energy College of Metallurgy&Energy通过LF 精炼主要达到以下效果：v(1)钢液温度满足连铸工艺要求；v(2)处理时间满足多炉连浇要求；v(3)成分微调能保证产品具有合格的成分及实现最低成本控制；v(4)钢液纯净度能满足产品质量要求，特别具有强脱硫功能。qLF 法的功能及特点College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energyq6.3.3.1 LF 精炼的主要操作及工艺过程LF精炼的主要操作包括：v(1)根据钢中酸溶铝的要求及钢液中的溶解氧含量，确定加铝量的喂铝线操作；v(2)考虑埋弧

48、加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣制度；v(3)考虑防止吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的吹氩搅拌处理；v(4)考虑温度目标控制的电弧加热；v(5)考虑最低成本的钢液成分微调；q6.3.3 LF 精炼工艺技术College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy各工艺过程简述如下：v(1)钢包吹氩。钢包吹氩从出钢开始，一直到钢包吊往LF等待工位。此阶段吹氩搅拌的冶金目的包括：1)促进出钢加入的合金与造渣剂的熔化溶；2)均匀熔池温度；3)去除出钢过程的脱氧产物；4)加强渣、钢混合，降低钢液中的硫含量。q6.3.3 LF 精炼工艺技术College

49、 of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&Energy(2)钢包到LF等待工位。v 钢包到LF等待工位后，接通吹氩管，这时吹氩要保证合适的吹氩量，以避免钢液面裸露，同时保证不要把钢渣溅出钢包。如果出钢量过大或下渣较多，应倒出一部分钢液或下渣。如果渣面吹不开，就要瞬间增大压力吹氩或用事故氩枪吹氩，吹开多孔砖。如果还吹不开，就要进行倒包处理。对于生产铝脱氧的高质量钢，最好在等待工位喂铝，尽早把钢液中的溶解氧全部变成氧化物夹杂，为夹杂物的去除提供较长的时间，降低钢液中的全氧量。q6.3.3 LF 精炼工艺技术College of Metallurgy&E

50、nergy College of Metallurgy&Energy(3)造渣。v 钢包到加热位置，当要从料仓加料时，应增加氩气流量，吹开渣面，把造渣料加到裸露的钢液面上。在加热的同时处理渣，加入石灰和Al2O3，甚至加入CaC2、SiC或铝粒进行渣脱氧，加热35min后，通过渣门观察渣的情况，应保证渣的流动性好。渣太稠，则多加铝矾土或萤石；渣太稀，则加入石灰。取渣样判断脱氧情况（凝固时呈灰白色，表示渣脱氧良好；渣发黑，加铝粒或其他脱氧剂继续降低渣中的氧）。q6.3.3 LF 精炼工艺技术College of Metallurgy&Energy College of Metallurgy&En