LF精炼炉主要设备及技术特点
LF精炼炉主要设备及技术特点
LF精炼炉主要设备及技术特点精炼炉是一种用于提炼金属的设备，可以将原料中的杂质去除，使金属纯度得到提高。
下面将介绍LF精炼炉的主要设备及技术特点。
1.主要设备(1)电弧炉：LF精炼炉采用双电弧炉的结构，两个电弧炉分别位于炉底和炉盖上。
通过电极引入电弧，产生高温高能量的电弧，以加热和熔化原料。
(2)钢包：钢包是LF精炼炉的重要组成部分，用于容纳原料并进行精炼过程。
钢包由耐火材料制成，具有较高的耐高温和耐腐蚀性能。
(3)搅拌设备：LF精炼炉采用高速电动搅拌设备，可通过搅拌提高金属的均匀性，促使气体和液态金属之间的传质和传热效率。
(4)电热和耐火材料：LF精炼炉的电极和耐火材料需要具有良好的导电性和耐高温性能，以保证炉内高温环境的稳定和热传导的顺利进行。
2.技术特点(1)精炼效果好：LF精炼炉采用高温高能量的电弧熔炼技术，可以快速高效地熔化原料，并通过搅拌设备提高金属的均匀性。
同时，LF精炼炉还可以在高温条件下进行气体吹吸，进一步去除金属中的杂质，提高金属的纯度。
(2)处理能力大：LF精炼炉具备较大的处理能力，可以处理大量的原料。
炉容大的设计可以满足大规模钢铁企业的生产需求，提高生产效率。
(3)过程控制精确：LF精炼炉采用先进的自动化控制系统，可以实时监测和控制炉内温度、压力等参数，保证精炼过程的稳定性和精确性。
同时，还可以根据不同的原料和工艺要求进行灵活的调整和控制。
(4)能源消耗低：LF精炼炉采用高效的电弧熔炼技术，其能源消耗相对传统炼钢方法更低。
此外，精炼过程中的气体吹吸也能够有效利用高温和高压气体的能量，降低能源浪费。
(5)环保节能：LF精炼炉在炼钢过程中产生的废气可通过尾气处理系统进行净化处理，达到环保排放标准。
同时，由于能源消耗低，可以降低对自然资源的需求，具有良好的节能效果。
综上所述，LF精炼炉作为一种重要的炼钢设备，具备精炼效果好、处理能力大、过程控制精确、能源消耗低和环保节能等技术特点，能够满足现代化钢铁生产的需求，推动钢铁行业的发展。
LF精炼炉技术资料简介
国内电炉钢厂在引进大型电弧炉的同 时也引进或增建了与电炉相匹配的LF精炼 炉装置,其目的在于增产扩产。电炉传统工 艺(熔化→氧化→还原→出钢）的冶炼周期 过长,影响电炉的生产能力和电炉的全连铸 生产。匹配LF以后,电炉的主要任务是: 熔 化及氧化,而还原期的脱氧、脱硫、调温、 合金化及去除夹杂物五大任务,将由LF精炼 炉完成。从而解放了电炉生产力,为电炉厂 全连铸生产创造了良好的工序协调条件。
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主要工艺特点： 工艺特点： 工艺特点 深脱硫功能： 深脱硫功能：成品 〔S〕≤10ppm 深脱氧功能：成品 深脱氧功能： 〔O〕≤15ppm 控制夹杂物形态： 控制夹杂物形态： 钢帘线处理 电极升温： 电极升温：降低转 炉出钢温度， 炉出钢温度，协调 工序物流
设计的主要功能： 设计的主要功能：
德国 中国 中国 日本 英国 德国
蒂森克虏伯
400 300
武钢 京浜 British Steel Teeside Ekostahi
250 250 265 245
•
LF炉精炼钢水的基 本原理如图所示，在保 持钢包内还原性气氛条 件下，用电弧加热高碱 度炉渣，边造渣边完成 脱氧、脱硫等一系列炉 渣精炼，该工艺不仅能 精确地控制化学成分和 温度，而且通过合成渣 精炼具有脱硫、脱氧及 夹杂物变性等功能。
具备深脱硫及深脱氧功能， 可批量生产［ 1 、 具备深脱硫及深脱氧功能 ， 可批量生产 ［ S ］ 20ppm [O]≤30ppm的钢种 ppm、 30ppm ≤20ppm、[O]≤30ppm的钢种 2、设备上具备防止增氮的措施 3、具备减少钢中夹杂物和控制夹杂物形态的功能 4、主电回路设计中考虑了保护系统，确保电网安全 主电回路设计中考虑了保护系统， 并配有先进的自动化配置和相应的环保措施 5、具有确保连铸连浇和调节炼钢生产节奏的功能 6、高的劳动生产率和最低的LF处理精炼成本 高的劳动生产率和最低的LF处理精炼成本 LF
LF炉设备简介
1.4LF炉设备简介LF炉的设备主要包括:炉体(带有吹气装置的钢包)、炉盖、电弧加热装置、加料装置和真空系统等部分。
LF主体设备如图1.5。
图1.5LF炉设备结构示意图1.4.1 炉体LF炉的炉体实际上是一个带有吹气装置的钢包，钢包底部有出钢用的滑动水口及吹惰性气体的透气砖。
钢包尺寸的主要技术参数是熔池深度和直径之比H/D。
它的大小直接影响钢液搅拌强度、钢一渣接触面积、包壁渣线的热负荷、包衬寿命及热损失等。
一般取值H/D=0.8-1.2[3]。
日本不同容量LF炉的H/D值列于表1.1，值得借鉴。
一般H/D值较大时有利于加速钢一渣混合反应和夹杂物上浮，使吹氢搅拌效果提高。
从钢液面到包口边缘的距离称为钢包的自由空间或净空，对非真空处理的钢包，净空的高度一般为500-600mm[4]，有真空处理时净空应为1000-1200mm，保持一定的净空有利于提高包衬寿命并为强搅拌以促进钢一渣的充分混合反应提供自由空间。
透气砖是LF炉的关键部件，也是影响吹氢搅拌质量和成本的重要因素，要求具有良好的透气性和较好的高温强度。
目前，LF炉使用最普遍的是包铁皮的圆锥型透气砖，并与座砖配合，装在包底的砌砖内。
另外，为便于更换，在透气砖与座砖之间加设套砖[5]。
表1.1日本LF钢包炉与熔池尺寸容量/t20306015050实际装入量/t13/2318/3360100/15045/50钢包内径/mm16761948207031642430钢包内高/mm19952195274040002770熔池深H/mm12601402234027541348 (在额定容量时)H/D(在额定容量时) 0.750.721.130.870.491.4.2 炉盖LF炉一般都使用水冷炉盖。
为了提高热效率并保持钢包内的强还原气氛，炉盖要具有良好的密封性能;炉盖内层衬有耐火材料。
整个炉盖用可调节的链钩悬挂在门形吊架上，通过升降机构可调整炉盖的位置;LF炉的炉盖上还设有合金、渣料加料口，有的还有测温、取样装置。
LF-20t钢包精炼炉技术参数、主要设备
LF-20t钢包精炼炉设备配置及技术规格书一、工艺说明LF精炼炉具有常压下电弧加热，包底吹氩气搅拌，包内造还原渣功能。
在LF 炉精炼过程中，使冶金反应的冶金热力学，冶金动力学得以充分发挥，提高精炼效率，提高钢液的纯净度，降低能耗。
LF炉的加热原理与电弧三期操作的还原相同，都是通过电弧加热对液态钢液进行升温或保温。
LF炉的加热方式及效果：1、埋弧加热，全程保持还原渣；2、保持还原气氛；3、尽量减少热量损失，提高热效率；4、优化导电系统，提高电效率；LF炉变压器额定容量为3500kVA，一次电压33kV，据此估算，升温速度可达3℃/min，LF炉精炼周期为48min（含工艺准备时间）。
LF炉的炉体是钢包，对钢包的形状有特殊要求，直径与深度（D/H）比值，一般为0.9～1.1锥度4-8°。
电极升降系统，采用三臂结构。
采用此结构的最大优点是可以减小电极心圆直径。
提高耐火材料寿命。
LF炉加热盖，采用管式水冷炉盖，有利于保持钢包内的还原气，有利于精炼。
为了提高易损件的使用寿命，一是从设计下手，优化结构；二是从材质选择，导电块采用铬青铜锻造，使用寿命保证一年以上。
钢包底吹氩气搅拌，钢包径深比D/H=0.9～1.1。
由此可知相同钢水量在钢包中的钢液深度比电炉要深两倍左右，仅单靠电弧加热的电磁搅拌是远远不够的，会造成钢包中上部钢液和钢渣过热，而包钢液可能冷凝。
吹氩搅拌始终贯穿于整个精炼全过程。
是炼钢工艺的重要环节，氩气系统压力≤1.0Mpa，纯度99.99%。
LF型钢包精炼炉是目前世界上使用最为广泛的炉外精炼设备之一。
它具有投资少，设备简单，精炼品种多，质量好等优点。
LF-20t钢包精炼炉具有加热升温，合金成分微调，氩气搅拌，侧温取样，脱硫、去杂质，喂丝等功能。
用于钢水成分微调，升温等。
二、设备结构特点：LF-20t钢包精炼炉总体结构采用钢包车移动方案。
由机械设备和电气设备两个部分组成。
机械部分是由包盖、加热工位桥架及炉盖提升机构，加料斗，电极升降装置，短网，液压站，氩气系统，冷却水系统，压缩空气系统等组成。
100吨LF精炼炉设备技术说明
100吨LF精炼炉设备技术说明1.1 电炉生产流程及工艺路线根据车间产品大纲，其工艺路线如下： 普通钢、低合金钢： 电炉——LF 炉——模铸/铸件 合金结构钢、优碳钢：电炉——LF 炉——VD ——模铸/铸件 超低碳、超低氮钢类：电炉——VOD ——（LF 炉）——模铸/铸件1.2 电炉工艺技术参数确定1.2.1 平均出钢量及炉壳直径考虑车间产品单重及与现有电炉的合浇工艺，可以设计电炉的平均出钢量为100吨，最大出钢量125吨。
这种情况可以选择公称容量100吨电炉、炉壳直径为6100 mm 、EBT 出钢的电炉。
当新炉体就要出125吨钢水时，可适当垫高（～100 mm ）炉门坎并出净炉内钢水即可实现。
1.2.2 电炉冶炼周期与年产钢水量电炉车间的年产钢水量与冶炼周期的关系如下：τN G B A ⨯⨯⨯⨯=6024 ，万t式中：N —电炉车间的炉座数，一座。
G —电炉的平均出钢量，100吨。
B —电炉的年作业天数，对于铸钢行业一般为256～292天，车间作业制度及电炉年作业天数见表2.1。
表2.1 车间作业制度及电炉年作业天数—冶炼周期或出钢周期，以铸锻为主的电炉流程节奏快不起来，电炉冶炼周期也短不了，对于本例设电炉炼钢冶炼周期为120min。
年产钢水量的估算见表2.2。
表2-2 不同产品的年产钢水量注：年作业天数按 274天（年作业率为0.75）。
1.2.3 电炉变压器容量及技术参数1）冶炼周期组成当考虑电炉炼钢冶炼周期120min时，按废钢三次装料设计，补炉、装料（接电极）、出钢等非通电时间25min，使得变压器时间利用率Tu为0.79，通电时间为95min。
非通电时间过长，将延长冶炼周期、生产率降低，增加炉子热损失、降低炉子热效率，也提高吨钢电耗。
2）吨钢电耗采用氧化法，100%废钢，配碳量 1.5%与 3.5%（35kg/t钢）炉渣，在电炉中熔化并加热精炼至出钢温度（1650℃），所需要实际能耗平均为650 kWh/t，考虑到炉门碳-氧枪＋炉壁氧枪，吹氧35～40 Nm3/t，与石墨电极氧化等提供的能量，合计160～180 kWh/t。
LF钢包精炼炉生产特点介绍
LF钢包精炼炉生产特点介绍LF钢包精炼炉是一种用于钢铁冶炼的设备，其主要作用是通过继续冶炼和炼钢过程中的更正冶炼参数，提高钢水的品质。
LF钢包精炼炉由于其独特的生产特点，在现代钢铁生产中扮演着重要的角色。
以下是对LF钢包精炼炉的生产特点进行详细介绍。
首先，LF钢包精炼炉具有高效的冶炼能力。
在LF钢包精炼炉中，通过设置适当的工艺参数，可以实现钢水中非金属夹杂物的深度去除，大大提高钢水的纯净度。
此外，LF钢包精炼炉还能控制钢中的成分含量，使钢水中的碳含量、锰含量等达到设计要求，确保最终产品的质量。
其次，LF钢包精炼炉能够提高钢水的温度均匀性。
在钢铁冶炼过程中，钢水的温度均匀性对于保证产品质量非常重要。
LF钢包精炼炉通过金属的对流和搅拌，使钢水中的温度达到均衡状态，使炉内各部位的温度保持一致，从而确保钢水的温度均匀性，避免出现过热或者过冷的情况。
第三，LF钢包精炼炉具有良好的反应控制能力。
在LF钢包精炼炉中，通过精确的控制进气、出气、吹氧量等操作参数，可以实现对炉内化学反应的精确控制，从而使得反应达到最佳状态。
此外，LF钢包精炼炉还可以通过添加合适的合金元素，调整钢水的成分，提高产品的性能和品质。
第四，LF钢包精炼炉具有较低的能源消耗。
相比传统的转炉炼钢和电弧炉炼钢方法，LF钢包精炼炉的能源消耗较低。
由于LF钢包精炼炉能够在较低的温度下进行冶炼，同时有效利用炉内的余热，减少能源浪费，降低生产成本。
第五，LF钢包精炼炉具有较好的环境适应性。
在LF钢包精炼炉中，炼钢时间较短，操作过程相对简单，而且炼钢过程中不产生大量的废气、废渣等污染物，相比传统的炼钢方法对环境的影响较小。
这也符合现代工业对于环保、节能的要求。
综上所述，LF钢包精炼炉在钢铁生产中具有高效的冶炼能力、温度均匀性、反应控制能力、能源消耗和环境适应性等特点。
通过合理的工艺参数的设定和精确的操作控制，可以实现钢水的纯净化、成分调整和温度均匀性的提高，从而保证钢铁产品的质量和性能。
90tLF钢包精炼炉设备简介
下集烟罩采用独特的凹形设计,用来收集钢包与 包盖接口处的外溢烟,在下集烟罩的周边约120(90)度 均分设有三(四)个分烟道,其中一个分烟道汇集到主 烟道并设有手动风量调节阀,以调整抽气量. 野风补偿罩主要用于在保证炉内微正压还原气氛 条件下,收集电极孔处的外溢烟及野风补偿. 技术规格: 技术规格: 上集烟罩高度: ～400mm 下集烟罩高度: ～250mm 野风补偿罩高度:～370mm 包盖主烟道接口尺寸:～1000mm×1300mm (初定) 风 速:21m/s 烟气量:取Q=98000 m3/h(最大 ) t≤220℃ 烟气参数: 粉尘量:1.65g/Nm3 粉尘流量: 38kg/h
钢包车动力电源电缆及钢包底吹氩 搅拌的氩气均由拖缆提供.其结构是 在钢包车的外侧上方固定一根工字钢 (用户自备).电缆及氩气软管通过 若干个吊架悬挂于工字钢轨上,吊架 与工字钢轨之间设有滚轮,从而保证 了钢包车运行过程中拖缆装置收放自 如.另外,钢包车在设计时需考虑将 来增建VD精炼炉的可能性.
钢包车的定位采用接近开关(远离加热
tLF钢包精炼炉 90
设备简介
目
录
1. 主要工艺条件 2. 设备主要功能
1
主要工艺条件
1. 1 工艺条件: 工艺条件: 60t顶底复吹转炉 顶底复吹转炉 炉座数 1座(预留一座) 公称容量 60t
额定容量 最大出钢量 冶炼周期
90t 100t 30～36min
1.2 能源介质及自然条件
2) 90t-LF精炼炉年生产能力 90t-LF精炼炉年生产能力
(1)平均每炉处理钢水量:90t (2)平均每炉处理周期:36min (3)LF炉座数:1座 (4)精炼炉年作业率:85% (5)转炉,精炼,连铸配合率:90% 经计算:Q1= 365×24×60/36×90×85%×90%=1005210t /y 故单台精炼炉年生产能力可满足工艺要求.
LF精炼工艺技术
—容器截面积，cm2；
s —气体在炉渣中的表观速度， g
,s
h —炉渣总高度减去未吹气时炉渣的高度，cm；
vg
As
v
Qg A
v g , cm/s；
v g —气体在炉渣中的实际速度，cm/s； L —泡沫化炉渣的高度，cm；
h —炉渣中起泡率 L
（3）埋弧加热 LF 炉三根电极插入渣层中进行埋弧加热，这种方 法辐射热小，对炉衬有保护作用，热效率高，浸入渣中 石墨与渣中氧化物反应为： C+FeO=Fe+CO C+MnO=Mn+CO 2C+WO2=W+2CO 5C+V2O5=2V+5CO 上述反应不仅提高了渣的还原性，而且还提高合金 回收率，生成CO使LF炉内气氛更具还原性。
2、LF炉的设备和特点
A 炉体
LF炉的炉体是一个钢包，但与普通的钢包有所不 同。 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。
钢包底部有出钢用的滑动水口及吹惰性气体的 透气砖。
LF 炉钢包内熔池深度 H 与熔池直径 D 之比是钢包设计时必须要考虑的因素。 一般精炼炉的熔池深度H都比较大。 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，一般为 500~600mm ； 在真空处理时必须达到1000~1200mm。 钢包炉的 H/D 比值影响钢液搅拌效率、 钢渣接触面积、包壁渣线带的热负荷、包 衬寿命及热损失等。
LF精炼工艺技术
主要内容
1.概述——LF炉的主要功能 2.LF炉的设备和特点 3.LF炉精炼工艺制度 4.LF炉热效率的理论分析 5.电极消耗研究 6.LF精炼与钢种
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2.3 钢包炉盖
• 全水冷管式炉盖 • 炉盖上开有合金加料孔、 炉盖上开有合金加料孔、 Ar顶枪孔 喂丝孔、 顶枪孔、 吹Ar顶枪孔、喂丝孔、测 温取样孔及观察门 • 炉盖外环处配有气幕装置， 炉盖外环处配有气幕装置， 以确保炉内保持非氧化性 气氛
2.4 LF炉的二次导体
2.5 测温取样设备
• 具有钢水测温、取样、定氧及测渣中 FeO） （FeO）功能 • 由两根枪组成 ， 每根均可用于测温 、 定 由两根枪组成， 每根均可用于测温、 取氧及〔FeO〕 氧、取氧及〔FeO〕功能 • 测温定氧枪的插入深度可自动确定
• 钢包台车采用由机旁控制和主控室控制， 钢包台车采用由机旁控制和主控室控制， 其调速采用变频控制（VVVF） 其调速采用变频控制（VVVF） • 钢包台车运行位置设有三个自动控制定 位位置（受包位置， 位位置（受包位置，电极对齐位置及精 炼位置） 炼位置） • 设有气动插销式定位装置
2．9 液压系统
日本某厂60t电炉数据 日本某厂60t电炉数据 60t
非 合 铝 金 节省 铝 金 合 横 臂 横 臂 有 功 （ W） 21 效 率 M 14％ 24 冶 时 （ ） 炼 间 min 70 64 9％ 电 （ 耗 KWh/t） 335 325 3％ 2.7 电 消 （ ） 2.8 极 耗 Kg/t 4％
2 1.9
300tLF 150tLF
电耗 电耗(kwh/t.s.M)
1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月
300tLF炉与150tLF炉的电耗对比 300tLF炉与150tLF炉的电耗对比 炉与150tLF
2.2 电极提升立柱
• 钢板焊接框架结构 • 每根立柱装有16个导向轮 每根立柱装有16 16个导向轮 （上下两层，每层4对8个） 上下两层，每层4LF炉主要设备及技术特点2.1 铝合金导电横臂
• 1、国内首例，箱式结构 国内首例， • 2、减轻了液压负荷、降低了 减轻了液压负荷、 导辊的磨损 • 3、有利于提高电极响应特性， 有利于提高电极响应特性， 提高电弧电流的控制精度 • 4、减少电抗，减少了电损失 减少电抗， • 5、可提高功率输入8～15％ 、可提高功率输入8 15％
2.6 吹Ar系统
• 钢包底部设两个吹氩透气砖 • 配有事故顶吹氩功能 • 底部吹氩和顶吹氩系统共用一套氩气阀 站
2.7 喂丝机
• • • • 数量： 数量： 每台线数： 每台线数： 线直径： 线直径： 喂入速度： 喂入速度： 2台 2 φ8～ φ8～21mm 40～ 40～400m/min
2.8 钢包台车
• 冷却用水采用纯水循环系统 • 纯水冷却系统用户有铁质输送管道， 铜 纯水冷却系统用户有铁质输送管道 ， 质母排、 质母排、水冷电缆及铝合金导电横臂 • 在纯水系统中进行特殊加药处理
• 液压系统控制电极升降 、 钢包盖升降及 液压系统控制电极升降、 电极松开 • 主系统中设有蓄能器 ， 当发生突然停电 主系统中设有蓄能器， 事故时， 事故时，能自动将电极和炉盖升起 • 系统采用PLC控制，备有与上位计算机的 系统采用PLC控制， PLC控制 通讯接口
2．10 冷却水系统及给水系统