LF精炼炉工艺说明

LF精炼炉工艺技术说明目录1.1.工程概述1.2.LF炉的主要功能及技术参数1.3.工艺流程描述1.4.LF炉操作时间表1.5.烟气量计算及参数1.1工程概述新建电炉主要工艺设备包括1座公称容量80t超高功率电炉、2座LF精炼炉、1座VD/VOD、320×340/∮500/∮600方圆弧型连铸机的、多台VC模铸设备及辅助工艺设备。

1.1.1工厂条件1.1.1.1自然条件海拔地面标高 2.2～4.6 m大气压力: 冬季 101kPa夏季 99.9kPa最大风速及风向 24m/sNW极端最低温度 -10.2℃极端最高温度40.5℃年平均降雨量 1054mm年最大降雨量 1479mm地震抗震设防烈度 6度1.1.1.2 电源条件电炉变压器一次侧电压35kv±10%三相四线380v±10%交流电源频率波动范围50Hz±3%1.1.1.3 能源介质条件天然气热值8500kcal/Nm3氩气纯度大于99.9%压力 1.6MPa氮气纯度99.9%低压氮接点压力0.6～0.8MPa氧气纯度大于99.6%压力 1.2～1.4MPa压缩空气压力：0.4～0.6MPa设备冷却水供水压力0.4～0.6MPa水质由卖方提出要求，买卖双方协商确定1.1.2 后续条件120吨LF＋VD/DOD公称容量120t座数2座平均精炼钢水量100t/炉最大精炼钢水量125t/炉平均精炼周期≤50min1.1.3车间条件1.3.1产品方案当电炉主原料为７５％废钢（堆比重0.7），２５％生铁时，两篮加料，年生产合格钢水61万t，其中：供模铸和真空浇铸生产大型钢锭15.2万t/a，相应需合格钢水16.7万t/a，产品方案详见表2.6-1。

供连铸生产320mm×340mm大方坯和φ500~φ600 mm圆坯35.8万t/a，相应需合格钢水37.6127万t/a，产品方案详见表2.6-2。

其余6.6873万t/a合格钢水供给立式铸机，生产Ø800～Ø1200mm大圆坯6万/a，产品方案见表2.6-3表2.6-1 供模铸和真空浇铸生产大型钢锭产品方案表2.6-2供连铸机生产大方坯和圆坯产品方案表2.6-3供立式铸机生产大圆坯产品方案电炉车间工艺流程为：铁水和废钢→电炉→LF→VD→连铸机或模铸。

1.2 LF炉的主要功能及技术参数1.2.1LF炉的主要功能a．常压下电弧加热升温、手动测温取样，使温度控制精确，从而可以优化浇注温度。

b．底吹氩气搅拌，使钢液温度均匀，成份均匀、钢水纯净。

c．合金微调，配用合金加料系统，使得成份控制准确，钢水达到最终要求的化学成份。

d．喂丝，配用喂丝机，使得钢液脱硫、脱氧、改变夹杂物形态和分布以及准确控制合金元素含量，同时使合金收得率高，并提高钢水质量。

e．排烟除尘，配合排烟除尘系统，可有效地控制烟气排出，使烟尘排放量达到环境保护的要求。

f．缓冲、调节冶炼与连铸的节奏，以利连续生产。

1.2.2工位设置a）吊包工位b）加热工位（含喂丝）c）吊包工位1.2.3 LF炉主要技术参数LF炉主要技术参数1.3.工艺流程描述1.3.1电弧炉工艺描述在电弧炉出钢前，首先将钢包准备好，将钢包包衬表面温度加热到900℃以上。

然后将载有钢包的钢包车开到出钢工位，并接通Ar气管路，等待出钢。

当电弧炉内的钢水的成份、温度均达到目标值时，即可出钢。

出钢过程根据各钢种的工艺要求，相继加入合金及适量的造渣剂，提前造渣，并在出钢过程中吹氩，为LF炉精炼赢得更多的时间。

1.3.2LF工艺描述1.3.2.1LF总体工艺描述吊车将钢水包吊到钢包车的吊包工位，此时手动接通氩气管路，进行吹氩。

然后将钢包车开至加热工位，钢包盖下降，测温加渣料，电极下降，开始通电加热（根据测温选择供电制度）在加热的过程中采用较小的吹氩量进行搅拌，第一阶段通电时间为4min，基本达到热平衡，钢液温度不再下降，这时停止通电，提起电极，同时进行底吹Ar搅拌，以使钢水成份及温度均匀，之后进行测温取样。

在等待快速化验结果的同时，继续进行通电加热。

当试样分析结果出来后，自动传送至主操作室及计算机系统内，LF 的计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差距，通过计算机数字模型进行计算，计算出需要加入的合金料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC，实现自动加料。

该系统根据LF计算机的指令，在规定的时间内将规定牌号和数量的各种合金料，经上料系统选择、称量、输送到LF的合金受料斗，此时断电将电极升起，打开受料斗阀门，合金料即可加入钢包中，从而达到合金微调的目的。

加入合金料后，增大吹氩强度，加速成份的均匀，选择二次电压和电流以最佳能量输入方式继续加热20min左右，使钢水的成份和温度达到规定的目标，此时进行最后一次测温取样，使加热处理后的钢水在加热工位进行喂丝处理，采用双线喂丝喂入铝线或铁钙或碳线，进行终脱氧、脱硫，作夹杂物的变性处理。

在喂丝过程中用较小的氩气量搅拌，在喂丝装置上设有显示喂入长度的计数器和速度控制器，当以一定速度喂入预定长度时，喂丝机会自动停止喂丝。

然后包盖升起，钢包车开至吊包工位。

1.3.2.2几个具体工艺操作说明（a）造渣工艺说明钢包精炼炉采用石灰和萤石作为造渣剂，造渣可分为两步完成，第一步是在电炉出钢过程中，利用出钢时良好的动力学条件，加入大约三分之一的造渣剂，提前造渣；第二步是将其余三分之二造渣剂在LF处理工位加入。

由于电炉渣含氧量高，电炉下渣影响精炼过程中脱S和合金化的效果，并能产生回P现象，所以电炉出钢必需采用挡渣工艺，使流入钢包的电炉渣不超过1t/每炉。

（b）吹氩工艺说明在LF精炼过程中，实行全程吹氩。

不同阶段采用不同的吹氩强度。

在加热时采用弱吹氩，使钢液发生轻微蠕动，不能使钢液暴露；在加料、测温取样时，采用强吹氩；喂丝后采用软吹氩。

通过吹氩模型实现自动控制。

根据生产实践经验，确定弱吹氩流量约50升/分，强吹氩流量约500升/分。

（c）合金加料工艺说明对钢水成分化验后，其成分若达不到目标值则必须添加适量合金材料。

因此需要有一个合金量添加模型，该模型必须遵循以下两点原则：钢水在加热第一阶段结束后，进行取样分析，试样通过风动送样系统送到集中化验室化验，试样结果通过数据传输系统传到操作室。

LF的计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差距，通过计算机数字模型（该模型放在HMI上，即2级）进行计算，计算出需要加入的合金料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC。

(d)脱氧工艺说明精炼脱氧有两种方式，即扩散脱氧和沉淀脱氧。

扩散脱氧是钢水中的氧以FeO的形式通过钢-渣界面的反应进入渣中，然后排除掉，因为渣中的FeO含量较低，气氛为非氧化性的，渣的流动性也好，是一种有效的脱氧方法。

但是由于这种方法脱氧速度较慢，对于电炉这种快节奏的生产工艺来说，以沉淀脱氧为主。

沉淀脱氧是将脱氧剂直接加入到钢水中，主要脱氧剂是Mn、Si、Al 等，它们与钢水中的氧发生反应，生成MnO、SiO2、AL2O3等氧化物，通过底吹氩的形式，促使这些夹杂物上浮。

在LF精炼过程中，首先加入Fe-Mn、Fe-Si、AL粒等进行脱氧，加热结束后，再通过喂AL丝和Ca-Si丝进行终脱氧，采用软吹Ar等手段。

(e)脱S工艺说明脱S是LF精炼的一个主要任务，通过加料系统向钢中加入CaO，与钢水混合反应，达到脱S的目的。

脱S反应式如下：[FeS]+( CaO)---[CaS]+(FeO)LF精炼炉具有良好的脱S条件：渣碱度较高；渣中氧含量低，因为没有新的氧污染源，渣面上完全的还原性气氛；通过底吹氩，增加钢渣间的反应。

(f)钙处理工艺说明当钢水完成加热和合金化后，钢包转到吊包工位，进行在线喂丝处理。

向钢水中喂入Ca-Fe丝，除有脱氧功能外，还有更重要的改变夹杂物形态的功能。

即将有害的固态夹杂物变成液态的夹杂物，容易上浮排出，达到净化钢水的目的。

(g)造泡沫渣工艺说明在LF精炼过程中，应采用造泡沫渣工艺，即向钢包中加入造泡沫渣剂，产生泡沫渣，其优点是：营造完全的还原性气氛，可减少电极消耗，减小电弧对包衬和包盖的热辐射，并有利于脱氧。

造泡沫渣剂的加入，要采用少量、分批的原则，以防泡沫渣溢出。

1.3.2.3主要工艺模型a合金加料模型b吹氩控制模型1.3.2.4 工艺流程图1.4. LF炉操作时间表注：累计时间指钢包占用处理工位的时间，也就是电弧炉、连铸的匹配时间。

1.5.烟气量计算及参数●烟气量计算烟气量始发量200～400Nm3/h烟气温度 1500℃环境温度按30℃考虑炉盖出口处排烟量（计算结果）Q0=38000～70000m3/h排烟量温度120℃取Q=70000m3/h（最大）t=100～120℃●烟气参数粉尘量 1.65g/Nm3粉尘流量160kg/h●烟尘成份AI2O3 11.6%Fe2O3 30%MnO 1.6%SiO2 17.3%CaO 20.8%SO2 1.83%MgO 6.5%CO2 9%。