120t区域精炼工艺3-16详解
合集下载
韶钢120 tRH精炼技术的应用研究
图 １ 钢 水 真 空 循 环脱 气装 置 基 本 工 作 原 理 示 意
●
２ Ｒ Ｈ钢水真空循环精炼技术 的应用
２１ Ｒ ． Ｈ精炼 工艺路 线的选 择
从 而提高脱 氢 的速 度 ； 于吹 氧加 铝 升 温后 的钢水 对 更需 加快环 流速 度 ， 快脱 氧及夹杂 物去 除 ； 加 合金投 人后 为保证 合金 均匀 ， 同时钢 中各种 夹杂物 上浮 ， 需
适 当增 加环 流气 量 以加 速成 分的均匀 及夹杂 物 的有 效 上 浮． 为此 通过 一 段 时 间 的摸 索 ， 析对 比 ， 定 分 制
Ｒ Ｈ投入 试生产 后 ， 针对 船板 钢 和 管线 钢 ， 用 采 了高炉铁水一 混 铁炉一 铁 水 预处 理一 转 炉一 Ｒ 真 Ｈ 空一 ｌ 号宽 板坯 连铸机 和高 炉 铁水一 混 铁 炉一 转 炉
— —
［ ＝ 刎
／ Ｐ
（） １
式 中：Ｈ ——钢水含氢量， １ 一； ［］ ×０
总第 １３期 ７
王进 文 ， ： 等 韶钢 １０ｔ Ｈ精炼技术 的应用研究 ２ Ｒ
４ ３
异 ， 降管返 回钢包 ． 经脱气 的钢液又 不断 从上 经下 未
不 同生 产条件 下 的脱 气处 理周期 ， 轻处 理 ３ ｎ 本 ０ｍｉ，
０ｒｎ 以达到去气、 ａ 去夹杂的 目的， 提高钢水 升管进入真空槽， 从而连续循环． １ Ｒ 图 为 Ｈ工作原 处理 ４ ｉ，
方面 ， 由于钢 液在浸 渍管 中 的流速 比较 大 ， 并且 吹气
侧 的搅拌 也很剧 烈 ， 渍 管 内壁 不 断地 受 到 冲刷 而 浸 使 其 内径 变大 ． 于是 ， 倘脱 氧产 物少 ， 渍 管 内径 随 浸 着 炉龄 的增加 而增 大 ； 之 ， 反 浸渍 管 内径减 小 ． 流 环 气 流量 控制在 整个 冶 炼 控 制过 程 中是 非 常重 要 的 ，
炼钢厂120吨精炼炉的技术要点研究
炼钢厂 120吨精炼炉的技术要点研究830022摘要：在我国的社会经济和工业发展的过程中，任何建设工程都离不开钢筋材料的支持，为此，对钢筋材料生产的效率和生产质量进行从技术角度出发的有针对性的优化和改进，不仅能够为炼钢厂带来更大的经济效益，能够推动我国的社会进步和工业发展，是一项具有社会意义和经济效益的研究工作，为此，本文对炼钢厂120吨精炼炉的技术要点进行研究。
关键词：炼钢厂 120吨精炼炉技术要点分析1.炼钢厂精炼炉概述炼钢厂使用较为广泛的精炼炉类型是LF精炼炉，本文以120吨LF精炼炉为研究的对象，对精炼炉工艺涉及到的相关技术方法和要求进行深入分析，在此基础上得出钢水产品在精炼工艺中存在的弊端，并且通过对相关的工艺环节和相应设备进行改造，实现精炼工艺水平的提升，达到优化钢筋材料产品纯度和产量的目的，在通过LF法进行钢水精炼的过程中，其工作原理是采用扩散脱氧的方式对钢水进行二次冶炼，达到脱氧的效果，之后利用惰性气体，通常在工业中采用氩气提供较强的气压，与原来的二次冶炼气流环境相融合，推动二次冶炼过程中气流的流动，进而达到提升钢材产品的纯净程度的目的，而在后期的熔融搅拌过程中，钢水能够得到充分有效的还原，脱硫效果良好，纯度进一步被提升，在实际的工程生产应用过程中，本文所提到的120吨精炼炉不仅能够为钢水提供用来补偿热量损失的加热功能，还能够对钢水进行脱氢脱氧等二次冶炼操作提升钢水的纯度，实现钢水质量的优化。
二．炼钢厂120吨精炼炉相关技术分析作为近年来炼钢厂主要采用的精炼方式，通过120吨精炼炉进行精炼的过程中，工艺技术具有设备结构简单，生产成本低和产品质量高的优势，并且适合于多种钢材的精炼和制备，生产过程能够随不同的种类进行灵活的设计，使得钢水冶炼得质量能够有效提升，涉及到的相关工艺技术包括钢炮移送技术，吹氩搅拌技术，电极加热技术，测温取样技术等，在实际的工作操作过程中，钢水首先要到达120吨精炼炉的接收部位，在进入精炼炉之后，首先进行的处理环节是对钢水进行吹氩搅拌，实现钢水的脱硫脱氧操作，之后钢水进入精炼炉的处理区域，由电弧加热之后，形成泡沫渣，为后续的埋弧加热处理做准备，完成上述工艺之后，利用吹氩搅拌的方式，提升钢水的均匀度，并且补偿它在流动过程中的热量损失，热量损失的补偿由电弧加热升温实现，在对钢水进行加热升温的同时，完成测温取样、合金加料和喂丝等后续的钢水处理操作，之后进入真空系统进行连铸等工艺的处理，通过上文的分析可以看出，120吨精炼炉在炼钢厂炼钢的应用过程中，极大的丰富了炼钢厂钢产品的种类，不仅能够完成传统钢筋制品的制备，还能够生产质量更高的高碳硬线钢，冷扎板等钢产品，企业的生产力和经济效益在应用120吨精炼炉之后取得了非常大的进步，企业的业务领域也得到了充分拓展。
炼钢-精炼工艺介绍
CAS底吹排渣工艺
4、CAS工艺
排渣效果（裸露钢液面面积）主要与渣层厚度、渣粘度和底吹氩 能力等有关。在底吹排渣过程中，随着底吹氩气流量增大，排渣 面积增大，但当底吹氩气流量达到一定值后，进一步增大底吹氩 气流量，其排渣效果变化不大。应选择较佳的底吹氩排渣流量， 防止钢水散热过多和减少氩气消耗量。
1．3增碳剂 袋装20Kg/包，要求固定碳含量≥94%，S≤0.5%,H2O≤0.5% 粒度3-8mm。
1、精炼过程用原料
1．4常用气体 1．4．1惰性气体 氮气、氩气等为冶金用惰性气体。主要用于二次钢水的保
护与隔离，以及对钢水精炼时的搅拌、吸气、去杂质等。 对人体的危害表现为窒息性伤害，浓度达到25g/m3时有危 险。 要求：干燥、干净、无杂质、水分＜1%、纯度≥99.9%、 氧气＜6PPm、氮气＜20PPm、氧气＋氮气≯20PPm 1．5钢包炉用材料 1．5．1冶金石灰： 采用转炉炼钢用活性石灰，保存期不得大于10天。
Si
74.0~80.0 72.0~80.0
化学成份，%
Mn
Cr
P
不大于
0.4
0.3
0.035
0.5
0.5
0.04
Si-Ca-Ba包芯线：
Si%
Ca% Ba% P%
≥50
≥14
≥14
≤0.02
Si-Ca包芯线：
Si%
Ca%
≥50
≥28
Al线：
P% ≤0.02
S% ≤0.03
S% ≤0.03
1、精炼过程用原料
二级 一级 特级
CaO% ≥85.0 ≥90.0 ≥92.0
SiO2% ≤3.5 ≤2.5 ≤1.5
120t区域精炼工艺3-16详解
2018年10月12日
31
真空状态下，脱氢效果与以下因素有关： ☆初始含量：初始含量越低，达到最终含量的处理时间越短。 钢液中初始含量并不取决于大气中的氢分压，钢液中〔H〕 主要是空气中水蒸气和原材料中水分带入的。 ☆处理时间：处理时间越长，最终〔H〕含量越低，但是当 〔H〕含量降低到一定程度，随着处理时间的延长，最终 〔H〕含量变化不大。因为此时钢水静压力和传质速度是其 限制环节。 ☆真空度：真空度提高，气相中氢分压降低，有利于脱氢反 应。 ☆吹氩搅拌：通过吹氩搅拌，相应增加了气液反应界面；提 高了熔池内传质速度；氩气泡上浮时，溶解在钢中的〔H〕 会以原子的形式进入氩气泡，氩气泡相当于一个个微小的真 空室。 ☆表面活性元素：〔O〕、〔S〕等表面活性元素含量的降 低，有利于〔H〕原子通过气液界面。
2018年10月12日
3
4.喷吹 喷吹也称喷射，是将反应剂利用气流直接加入冶金 熔体中的一种炉外精炼方法。由于它简便、高效， 所以也经常作为一种精炼手段，组合到其他炉外精 炼方法中。 喷吹技术利用气体的搅拌作用增加了粉状精炼剂和 钢液的接触界面，显著改善冶金反应的动力学条件。 因此可以实现快速脱硫、脱磷、脱氧，提高合金收 得率，促使夹杂物变性等功能。 RH配备喷吹功能，可以进行深脱硫，生产超低硫钢。
2018年10月12日
4
5.喂线 喂线是通过喂线机将钙、铝、硅钙、钡系合金等制成的包芯 线或铝等金属线高速加入到钢液的方法。具有如下特点： ·合金收得率高； ·能解决特种合金的加入问题； ·避免合金加入时的吸氮； ·投资费用少，应用范围广，操作简便。 喂线技术可单独应用。也可应用到各种精炼方法中。目前各 种炉外精炼方法中都添加了喂线设施，并且以推广到中间包 喂线、结晶器喂线。 采用不同的包芯线、金属线，喂线技术可具有脱氧、脱硫、 夹杂物变性、防止水口堵塞等功能。
120 t精炼炉水冷下料管改造
一
下 料 管 由内外 管 及 端 面 法 兰组 成 密 封水 冷 结
构， 内管 为 ３ １ ３ ｘ ８ ｍｍ 的碳 钢管 ， 外管为 ｑ ５ ３ ８ ５ ｘ ８
ＧＥＮＧ Ｌｅ ｉ
（ Ｚ ｈ ａ ｓ ａ ｎ Ｙ ｏ ｕ ｆ ａ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｅ ｄ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ １ ６ ０ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
方／ 圆坯连铸机。其 中 Ｌ Ｆ精炼炉主要作用是脱氧 、 脱硫 、 微调 成分 、 温 度调 节 、 改善 钢 水纯 净度 、 造渣 、
协调 转炉 与连 铸生 产节 奏 。
２ 水冷 下料 管 工作原 理及 设备 结构
２ ． １ 水 冷 下料 管的 主要 作 用
管进行循环冷却 ，进 回水分别 和水冷炉盖的进 回
ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ，ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈｏ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｌ ｙ ．Ｒｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ
车成 功 。主体 设备 是 ２座 １ ２ ０ ｔ 转炉 、 ２座 １ ２ ０ ｔ Ｌ Ｆ 精 炼 炉 和 ２台六 机 六 流方 圆坯 连 铸 机 。主要 工 艺 为 ：铁 水 转 炉一 Ｌ Ｆ炉， 、 ， Ｄ炉／ Ｒ Ｈ炉一 六 机六 流
由于下 料 管 离 钢水 液 面 较 近 ， 受 热 辐 射较 大 ， 容 易发 生变 形 ， 为此 设计 为 整体 水冷 结构 。由内外 水 套 密 闭焊 接形 式 ，侧 壁 分别 安 装 进水 管和 出水
下 料 管 由内外 管 及 端 面 法 兰组 成 密 封水 冷 结
构， 内管 为 ３ １ ３ ｘ ８ ｍｍ 的碳 钢管 ， 外管为 ｑ ５ ３ ８ ５ ｘ ８
ＧＥＮＧ Ｌｅ ｉ
（ Ｚ ｈ ａ ｓ ａ ｎ Ｙ ｏ ｕ ｆ ａ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｅ ｄ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ １ ６ ０ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
方／ 圆坯连铸机。其 中 Ｌ Ｆ精炼炉主要作用是脱氧 、 脱硫 、 微调 成分 、 温 度调 节 、 改善 钢 水纯 净度 、 造渣 、
协调 转炉 与连 铸生 产节 奏 。
２ 水冷 下料 管 工作原 理及 设备 结构
２ ． １ 水 冷 下料 管的 主要 作 用
管进行循环冷却 ，进 回水分别 和水冷炉盖的进 回
ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ，ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈｏ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｌ ｙ ．Ｒｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ
车成 功 。主体 设备 是 ２座 １ ２ ０ ｔ 转炉 、 ２座 １ ２ ０ ｔ Ｌ Ｆ 精 炼 炉 和 ２台六 机 六 流方 圆坯 连 铸 机 。主要 工 艺 为 ：铁 水 转 炉一 Ｌ Ｆ炉， 、 ， Ｄ炉／ Ｒ Ｈ炉一 六 机六 流
由于下 料 管 离 钢水 液 面 较 近 ， 受 热 辐 射较 大 ， 容 易发 生变 形 ， 为此 设计 为 整体 水冷 结构 。由内外 水 套 密 闭焊 接形 式 ，侧 壁 分别 安 装 进水 管和 出水
120t区域精炼工艺3-16
2020年4月5日
12
LF精炼工艺
1.温度控制工艺 1.1埋弧加热：减少吸氮；提高加热效率。 1.2加热终了温度确定：TLF终了=T中+ΔT1+ΔT2
TLF终了-最后一次加热结束后的钢包钢水温度。 T中-中间包标准温度。 ΔT1-过程温降。 ΔT2-补偿温度。
2020年4月5日
13
2.还原渣精炼工艺
采用不同的包芯线、金属线，喂线技术可具有脱氧、脱硫、 夹杂物变性、防止水口堵塞等功能。
2020年4月5日
5
6.升温 加热是调节钢液温度的一项常用手段。 炉外精炼设备大多配备加热手段。 采用电弧加热的方法有LF等炉外精炼方 法，有些DH、RH的真空室内也设有电 阻加热。还采用化学热法升温，即利用 加铝（或碳、硅）吹氧氧化的化学热， 使钢液升温，如CAS—OB、RH—OB、
一、炉外精炼采用的手段及其功能
1.渣洗 渣洗是能适量脱硫、脱氧、去夹杂、提高钢水纯净度的最
简便的精炼手段。早在二十世纪30年代就已开始应用。 渣洗工艺有一定的缺陷，如不能去除钢中气体，甚至可能
增氮和造成二次氧化。为增强钢渣反应界面，应使钢、渣 尽可能混匀、乳化，而为使乳化的合成渣尽可能上浮，又 需要足够的镇静时间。另外，渣洗效果精炼渣的性能影响 非常大。
2020年4月5日
4
5.喂线 喂线是通过喂线机将钙、铝、硅钙、钡系合金等制成的包芯 线或铝等金属线高速加入到钢液的方法。具有如下特点： ·合金收得率高； ·能解决特种合金的加入问题； ·避免合金加入时的吸氮； ·投资费用少，应用范围广，操作简便。 喂线技术可单独应用。也可应用到各种精炼方法中。目前各 种炉外精炼方法中都添加了喂线设施，并且以推广到中间包 喂线、结晶器喂线。
转炉炼钢工艺3-11
9500mm
φ7800mm 210t 211m3 1.0 m3/t（0.879）
熔池直径
熔池深度 出钢口内径 出钢口与水平的夹角
4910mm
1376mm 155mm 10°
6000mm
1800mm（装入量210t） 180mm 10°
1.2 120t、210t转炉炉型对照
项目 炉衬 熔池 厚度 炉身 120t转炉 800mm 800mm 210t转炉 1000mm 900mm
调整前后氧枪喷头参数对照
项目 调整前 φ44.5mm φ59 mm 喉口直径 45.5mm 出口直径 59.6mm
马赫数
半锥角
2.02
3.5°
2.05
3.5° 16° 16°
供气强度 2.8—3.5Nm3/t.min 2.8—3.5Nm3/t.min
中心夹角 14.5 °
调整后氧枪喷头使用效果
铁水成分
[As] As是一种非常容易偏析的元素，它会导致钢材的 塑性变差和钢板表面的微裂纹。这种情况会带来 连铸或轧制过程钢材的内部和表面质量问题，最 终会危害产品的质量和性能。 奥钢联从一个方坯连铸机工程项目发现在 As+Sn=0.1% 时，方坯完全失去了塑性，导致 了严重的裂纹甚至在矫直过程中方坯出现了漏钢。 As还是一种高度有毒的元素，会导致潜在的环境 污染和人体健康问题。高As含量的钢在国际贸易 中会受到抵制，由于认为这会对人体健康造成危 害。
济钢210转炉底吹供气元件调整
目前济钢炼钢厂转炉底吹供气元件均为毛细 管式底吹透气砖，存在供气过程中底吹流量调整 幅度小，供气元件易堵塞的缺点。双环缝式底吹 供气元件，即保留了毛细管式供气元件的气体流 接触面较为光滑的金属管内壁的优点，减少阻力， 避免气流对耐火材料的冲刷，而且在较低气源压 力下供气元件不易堵塞，供气强度调整幅度大 （调整范围在0.03m3/t.min~0.2m3/t.min)， 炉役全过程供气状态稳定
炼钢厂基本工艺流程图
目录
➢ 铁与钢的区别 ➢ 炼钢工艺流程介绍 ➢ 图片赏析
铁和钢的区别
➢ 化学成分
铁：C 4.1~4.3%，Si 0.25~0.50%， Mn 0.2~0.5%， P ≤0.12%，S ≤0.035%
钢：C ＜2.1% P ≤0.045%，S ≤0.050% 例：普通碳素结构钢Q195
C 0.06~0.12%，Si 0.12~0.30%， Mn 0.25~0.50%， P≤ 0.045%， S0.050%
铁水[S]: 0.035→≤0.010%
• 3：搅拌形式：KR、喷粉 • 4：目前较为先进的是铁水‘三脱’，目的是解放
转炉，提高钢水纯净度
铁水准备
N2
Mg粒
脱硫渣
铁水 铁水脱硫示意图
三、转炉
• 1：功能：降碳、提温、去S,P、脱H,O,N
去夹杂物、合金化
• 2：顶底复吹，顶枪吹氧，底吹Ar,N2,O2 • 3: 渣料：石灰、白云石、铁皮、萤石等，岀
• 1. 浇铸温度控制 • 2. 钢水成份控制 • 3. 拉速控制 • 4. 冷却控制 • 5. 液面控制 • 6. 连铸新技术、新措施
1. 浇注温度控制
连铸钢水工艺要求是，保证浇铸性能的前提下具有 较低的过热度。出钢温度是控制连铸浇铸温度的 基础与保证，提高出钢温度的命中率。钢水保温 的方法有以下几种办法：
• 2：加入石灰、预熔渣、萤石、铝粉、矾土（主要
成分：AL2O3）、电石造渣
• 3：贵重及收的率不稳定的合金元素尽量在LF炉
配，例如：Nb、V、Ni、Ti、Al、B等
• 4：缺点：增碳、增硅、回磷、增氮
电极准备 设备准备 通电准备 冷却水准备 合金及辅料准备 液压准备
测温取样 供电操作 造渣操作 吹氩操作 合金调整 温度调整
➢ 铁与钢的区别 ➢ 炼钢工艺流程介绍 ➢ 图片赏析
铁和钢的区别
➢ 化学成分
铁：C 4.1~4.3%，Si 0.25~0.50%， Mn 0.2~0.5%， P ≤0.12%，S ≤0.035%
钢：C ＜2.1% P ≤0.045%，S ≤0.050% 例：普通碳素结构钢Q195
C 0.06~0.12%，Si 0.12~0.30%， Mn 0.25~0.50%， P≤ 0.045%， S0.050%
铁水[S]: 0.035→≤0.010%
• 3：搅拌形式：KR、喷粉 • 4：目前较为先进的是铁水‘三脱’，目的是解放
转炉，提高钢水纯净度
铁水准备
N2
Mg粒
脱硫渣
铁水 铁水脱硫示意图
三、转炉
• 1：功能：降碳、提温、去S,P、脱H,O,N
去夹杂物、合金化
• 2：顶底复吹，顶枪吹氧，底吹Ar,N2,O2 • 3: 渣料：石灰、白云石、铁皮、萤石等，岀
• 1. 浇铸温度控制 • 2. 钢水成份控制 • 3. 拉速控制 • 4. 冷却控制 • 5. 液面控制 • 6. 连铸新技术、新措施
1. 浇注温度控制
连铸钢水工艺要求是，保证浇铸性能的前提下具有 较低的过热度。出钢温度是控制连铸浇铸温度的 基础与保证，提高出钢温度的命中率。钢水保温 的方法有以下几种办法：
• 2：加入石灰、预熔渣、萤石、铝粉、矾土（主要
成分：AL2O3）、电石造渣
• 3：贵重及收的率不稳定的合金元素尽量在LF炉
配，例如：Nb、V、Ni、Ti、Al、B等
• 4：缺点：增碳、增硅、回磷、增氮
电极准备 设备准备 通电准备 冷却水准备 合金及辅料准备 液压准备
测温取样 供电操作 造渣操作 吹氩操作 合金调整 温度调整
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018年10月12日
22
5.吹氩搅拌工艺
均匀成分 均匀温度 扩散脱氧 脱硫 夹杂物去除
2018年10月12日
23
吸气
LF处理过程中的吸气主要由于气体分子在电弧的 高温作用下，产生气体分子电离，同时在高温区 域气体的溶解度增加，易造成吸气。 由于在搅拌过程中造成钢水液面裸露，发生吸气 以及二次氧化现象。 处理时间越长，吸气越严重。 应保证埋弧加热，减少吸气量。
2018年10月12日
17
加热工艺对精炼渣的要求
要求高碱度精炼渣。高碱度精炼渣的导电性能良好，电弧 稳定，一般要求碱度≥2。 确保埋弧加热，提高热电效率。 控制适当的渣层厚度，渣层过薄，无法保证埋弧加热，能 耗增加，同时对钢包内衬的侵蚀加剧；渣层过厚，用于渣 料消耗的能耗增加，同时由于电极被渣层包覆，电极区域 的温度过程，将会发生如下反应： CaO+3C→CaC2+CO 从而使电极消耗增加。一般情况下，控制渣层厚度为电弧 长度的2倍左右为宜。
2018年10月12日
20
•对于全氧来说，其去除速度主要取决于夹杂物的上浮速度和渣的吸 附能力。 1.搅拌时通过钢液的流动，促进夹杂物的碰撞、聚合，直径增大，利 于上浮； 2.在搅拌条件下，夹杂物与乳化渣碰撞，被渣滴吸附，随渣滴上浮排 除。由于吸附夹杂，渣滴本身也长大，上浮速度加快； 3.气体搅拌时，夹杂物吸附在气泡上，随气泡上升并排除。 4.由于Al2O3比硅化合物更容易通过碰撞、聚合长大，因此更易去除。
2018年10月12日
18
3.LF脱氧
沉淀脱氧 Al+O→Al2O3 扩散脱氧 Al+O2- →Al2O3 Al2O3+CaO→(CaO)x(Al2O3)y
2018年10月12日
19
一般情况下，脱氧结束后Mn/Si要＞3，保证 生成的硅化物在钢水中以液态存在。 脱氧产物应有效的从熔池中上浮并被精炼渣 所吸附。 自由氧含量比全氧含量更易降低。 精炼渣的特性能满足脱氧的要求。
27
2018年10月12日
VD炉主要设备
VD炉主要设备有：真空罐、真空系统、真 空罐盖车、底吹系统、加料系统等。
2018年10月12日
28
VD的作用
均匀钢水温度和钢水成分。 真空脱气。 协调转炉连铸生产节奏。 钢水深脱氧、脱硫。 去除钢水中夹杂。 夹杂物变性处理。 成分微调。
12
2018年10月12日
LF精炼工艺
1.温度控制工艺 1.1埋弧加热：减少吸氮；提高加热效率。 1.2加热终了温度确定：TLF终了=T中+ΔT1+ΔT2 TLF终了-最后一次加热结束后的钢包钢水温度。 T中-中间包标准温度。 ΔT1-过程温降。 ΔT2-补偿温度。
2018年10月12日
13
2.还原渣精炼工艺
2018年10月12日
3
4.喷吹 喷吹也称喷射，是将反应剂利用气流直接加入冶金 熔体中的一种炉外精炼方法。由于它简便、高效， 所以也经常作为一种精炼手段，组合到其他炉外精 炼方法中。 喷吹技术利用气体的搅拌作用增加了粉状精炼剂和 钢液的接触界面，显著改善冶金反应的动力学条件。 因此可以实现快速脱硫、脱磷、脱氧，提高合金收 得率，促使夹杂物变性等功能。 RH配备喷吹功能，可以进行深脱硫，生产超低硫钢。
2018年10月12日
1
2.搅拌 搅拌是绝大部分炉外精炼方法都采用的基本手段。 冶金反应的速率与钢液被搅动的程度有关，因为搅拌可以扩大反应界面， 加快传质，改善动力学条件，从而提高钢—渣—气的反应速度。炉外精 炼方法，除了要创造最佳的热力学条件外，还必须提供最佳的动力学条 件，因此搅拌几乎成为各种炉外精炼的必选。 搅拌作为一种炉外精炼手段，搅拌强度、持续时间应当可以按精炼要求 控制。 较早出现的搅拌方法，是利用钢液本身的位能，依靠钢液的冲击，促使 钢水搅动。 真空碳氧反应产生的CO气泡产生熔池搅拌，但搅拌强度较弱，持续的时 间也不可能太长，精确控制也比较困难。 RH、DH等方法利用压差造成部分钢水位能差异，利用钢液回流搅动熔 池，是一种简便可行的办法。 单纯的搅拌可以均匀成分、温度，促进夹杂物聚合、上浮。
2018年10月12日
31
真空状态下，脱氢效果与以下因素有关： ☆初始含量：初始含量越低，达到最终含量的处理时间越短。 钢液中初始含量并不取决于大气中的氢分压，钢液中〔H〕 主要是空气中水蒸气和原材料中水分带入的。 ☆处理时间：处理时间越长，最终〔H〕含量越低，但是当 〔H〕含量降低到一定程度，随着处理时间的延长，最终 〔H〕含量变化不大。因为此时钢水静压力和传质速度是其 限制环节。 ☆真空度：真空度提高，气相中氢分压降低，有利于脱氢反 应。 ☆吹氩搅拌：通过吹氩搅拌，相应增加了气液反应界面；提 高了熔池内传质速度；氩气泡上浮时，溶解在钢中的〔H〕 会以原子的形式进入氩气泡，氩气泡相当于一个个微小的真 空室。 ☆表面活性元素：〔O〕、〔S〕等表面活性元素含量的降 低，有利于〔H〕原子通过气液界面。
2018年10月12日
24
三、VD工艺
2018年10月12日
25
VD工艺流程
钢水到站 吹氩 பைடு நூலகம்温、定氧、定氢 抽真空
保真空
破真空
测温、取样、定氧、定氢
喂线
吹氩结束
加保温剂
出站
2018年10月12日
26
VD主要技术参数
真空泵抽真空能力：370kg/h（67Pa） 抽真空时间（无预排空条件下）：≤5min 工作真空度：67Pa 极限真空度：26.7Pa VD蒸汽消耗：12.1t/h 蒸汽温度：≥190℃ 蒸汽锅炉能力：19t/h 破真空时间：2min
5.在精炼处理过程中，钢水被渣中的FeO、MnO以及大气中的氧二次 氧化。
2018年10月12日
21
4.Ca处理
对于Al脱氧镇静钢，钢中夹杂物主要是固态Al2O3夹杂物，熔点高，
不易去除。通过向钢液中加入钙合金或高CaO渣料，将钢中固态的 Al2O3转变为液态的铝酸钙球形夹杂，易于从钢液中排除。残余的夹 杂物对钢材性能的影响也比固态Al2O3小。同时，含CaO很高的夹杂 物中S的平衡浓度很高，可以吸附大量的S，当其温度降低时，CaS 析出，生成复合夹杂物，该夹杂物为球形，熔点高，轧制时状态不 变形。 Ca处理必须在精炼处理结束后进行。 喂入Ca线的速度要适当。喂线速度受钢水温度、钢带厚度、熔池深 度等方面的影响，同时应考虑钢带表面钢水冷凝层厚度的影响。 控制生成低熔点的铝酸钙夹杂。 为了避免生产大量的CaS，应控制钢中的S含量。 喂入CaSi线后，将会还原Si、Mn等元素。
2018年10月12日
4
5.喂线 喂线是通过喂线机将钙、铝、硅钙、钡系合金等制成的包芯 线或铝等金属线高速加入到钢液的方法。具有如下特点： ·合金收得率高； ·能解决特种合金的加入问题； ·避免合金加入时的吸氮； ·投资费用少，应用范围广，操作简便。 喂线技术可单独应用。也可应用到各种精炼方法中。目前各 种炉外精炼方法中都添加了喂线设施，并且以推广到中间包 喂线、结晶器喂线。 采用不同的包芯线、金属线，喂线技术可具有脱氧、脱硫、 夹杂物变性、防止水口堵塞等功能。
2018年10月12日
5
6.升温 加热是调节钢液温度的一项常用手段。 炉外精炼设备大多配备加热手段。 采用电弧加热的方法有LF等炉外精炼方 法，有些DH、RH的真空室内也设有电 阻加热。还采用化学热法升温，即利用 加铝（或碳、硅）吹氧氧化的化学热， 使钢液升温，如CAS—OB、RH—OB、 VOD等。
2018年10月12日
14
精炼渣的要求：
合适的成分 低的熔化温度 低氧势 合适的粘度 高碱度 适当的渣量
2018年10月12日
15
要取得良好的精炼效果，控制好精炼渣的成分至关重要。 对于LF处理来说，主要要控制以下几个方面： 适当的高碱度：高碱度渣有利于脱氧、脱硫和吸附夹杂， 但是随着碱度的增加，渣的流动性降低 ，降低了精炼反应的 动力学条件。同时，由于高碱度的精炼渣会形成点状夹杂， 对轴承钢等钢种产生较大的影响，因此应根据实际需要控制 适当的碱度。 低SiO2含量：SiO2含量的增加，势必增加石灰的加入量， 造成消耗的增加和处理时间的延长，同时SiO2含量过高时， 在高温和低氧势的精炼处理过程中，易发生Si的还原，最终 影响成分的精确控制或造成成分出格。
2018年10月12日 6
二、LF精炼工艺
2018年10月12日
7
LF工艺流程
1.只经LF处理的钢水
到等待位
吹氩
到处理位
测温、取样、定氧
加渣料
预加热及补加渣料
合金微调
主加热
测温、取样、定氧
喂线
吹氩结束
加保温剂
钢水出站
2018年10月12日
8
2.经LF/VD(RH)处理的钢水
到等待位
吹氩
到处理位
10
2018年10月12日
LF炉主要设备
LF设备主要包括：加热电源、炉盖、电极 及控制装置、钢包车、钢包、除尘系统、 底吹搅拌装置、加料系统。
2018年10月12日
11
LF的作用
提高生产能力 降低出钢温度 提高合金收得率 均匀钢水的成分和温度 精确控制钢水的成分和温度 协调炉机节奏 钢水的脱硫和脱氧 去除钢中的夹杂物以及夹杂物的变性处理
测温、取样、定氧
加渣料
预加热及补加渣料
合金微调
主加热
测温、取样、定氧
吹氩结束
钢水出站
2018年10月12日
9
LF主要技术参数
公称容量：120t 最大钢水处理量：150t 最小钢水处理量：100t 电极电流密度（国产电极）：27A/cm2 电极直径：450mm 电极最大电流：45KA LF变压器功率（连续负载）：26MVA 最大升温速度：5℃/min