LF炉精炼渣资源化特性
浅析LF炉脱硫精炼渣
浅析LF炉脱硫精炼渣【摘要】随着现代科学技术和工业的发展，对钢材质量（如纯净度）要求越来越高，用普通炼钢炉冶炼出来的钢水已经难以满足其质量的要求。
另外，连铸技术的发展，对钢水的成分、温度和气体的含量等也提出了更严格的要求。
于是就产生了各种将初炼钢水进行炉外精炼的方法。
LF精炼法是其中最常用的一种。
本文对LF法中常用的几种脱硫渣系（如CaO- CaF2、CaO-Al2O3、CaO-Al2O3-CaF2、BaO-MgO-Al2O3-SiO2）的组成及其冶金功能等进行研究与探讨，对精炼渣的发展前景和方向作出展望，为以后精炼渣的开发研究提供了依据和参考。
【关键词】LF精炼渣；脱硫；碱度LF法就是在非氧化性气氛下，通过电弧加热、造高碱度还原渣，进行钢液的脱氧、脱硫、合金化等冶金反应，以精炼钢液。
钢包底部的吹氩搅拌，使钢液与所造的精炼渣充分接触，强化精炼反应，有效去除杂质，促进钢液温度和合金成分的均匀化，为连铸提供温度、成分准确均匀的钢水，协调炼钢与连铸的节奏。
LF合成渣精炼可以更好完成脱硫、脱氧、去除夹杂的任务，从而得到纯净钢水。
1、LF法的精炼原理LF法的工作原理：钢包到站后，将钢包移到精炼工位，加入合成渣料，降下石墨电极插入熔渣中对钢水进行埋弧加热，补偿精炼过程中的温降，同时进行底吹氩搅拌。
LF精炼法通过强化热力学和动力学条件，使钢液在短时间内得到高度净化和均匀。
造白渣进行钢水精炼，可生产超低硫钢和低氧钢。
因此，白渣精炼是LF炉工艺操作的核心，也是提高钢水纯净度的重要保证。
白渣精炼的工艺要点是：①挡渣出钢，控制下渣量小于5kg·t-1钢；②钢包渣改质（一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣），控制钢包渣碱度大于2.5～3，渣中W（FeO+MnO）含量小于1.0～3.0%；③保持熔渣良好的流动性和较高的渣温，确保脱硫、脱氧效果；④控制LF炉内为还原性气氛，避免炉渣再次氧化；⑤适当搅拌，避免钢液面裸露，并保证熔池内具有较高的传质速度。
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炉精炼用渣冶金性能研究
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・２ ７ ・ ２
Ｌ Ｆ炉 精 炼 用 渣 冶 金 性 能研 究
Ｐｅ ｆ ｒ ｒ ｏ ｍａｎ ｅ Ｓｔ ｃ ｕｄｙ ｏ ｆＬＦ ｆｎ ｎ Ｒｅ ｉ ｇ Ｆｕｒ ａｃ ｌ ｇ Ｍ ｅ ａ ｌ ｇｙ ｉ ｎ ｅ Ｓａ ｔ ｌｕｒ
高 瑞 林 Ｇａ ｕｌ ｏＲ ｉｎ ｉ
（ 中冶 京诚 （ 口 ） 备技术 有 限公司 ， 口 １ ５ ０ ） 营 装 营 １ ０ ５ （ ｈ ｎ ｙ ｉｇｈ ｎ （ ｎ ｋ ｎ）ｑ ｉｍｅ ｔ ｅｈ ｏｏｙＣ ．Ｌｄ， ｉｇｏ ０ ５ Ｃ ｉａ） Ｚ ｏｇ ｅＪｎ ｅｅ ｇ Ｙｉｇ ｏ Ｅ ｕｐ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｏＩ ｔ．Ｙｎ ｋ ｕ １５ ０ ， ｈｎ Ｔ １
要求。
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａｔｐ ｅ ｅ ｔ ｔａ ｔ ｒ ｓ ｎ，ＬＦ ｆ ｎ ｃ ｅ ｎｉｇｉ ｎｅｏ ｅ ｍｏ ｔｉ ｏｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｄ ｐｔｄ ｂ ｏ ｑ ｎ ＆Ｓ Ｃｏ， ｄ ｉ ｈ ｏ ｕ ｔｏ ｆｔｐ ｇａ ｅ ｕｒａ ｅｒ ｆ ｎ ｓｏ ｆｔ ｓ ｍｐ ｒａ ｔｔｃ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｅ ｙＣｈ ｎｇ ｉ ｇＩ ． ｎ ｔ ｅｐｒｄ ｃｉｎ ｏ ｒｄ ｉ ｈ ｙ Ｌｔ ｏ
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ４ ｌ （０ ０）８ ０ ２ — １ １０ — ３ １２ １ １— ２ ７ ０
１ 未混转炉渣时 Ｌ Ｆ渣的熔化性能研究 铝矾土等 ） 均为重钢七厂于 实验前提供。 渣料的组成 为 ４ ％转炉 渣＋ １ １１熔化实验 观察 先对未 混转炉渣时 的 Ｌ ． Ｆ渣进行熔 化实验 ５ ％Ｌ ９ Ｆ渣， 中 Ｌ 其 Ｆ渣组成 为 ２ ．％埋 弧渣＋ ０ ％精炼 渣。渣料先 ９４ ７． ６ 观察 ， 实验 渣 样 号 为控 铝 钢 Ａ Ｍ 、 铝 钢 Ｂ ， ２ ，含 渣料 的各 组 分 先破 碎 在 １ Ｋ ０ Ｇ感 应 炉 中 用 石墨 坩 锅 内预 熔 。 从上 述 的测 试 研 究 可 认 为 ， 所 设计 的 Ｌ 对 Ｆ渣 （ 括 控 铝 钢 和 含 包 至 ２ ０目 ， 分 混 匀 ， 后 装 在 石 墨坩 锅 内 ， 二 硅 化 钼 炉 内从 室 ０６ 充 然 在 温 缓 慢 升 温 到 １５ ％ 。 结 果 表 明 ：对 未 混 转 炉 渣 时 的 Ｌ ４０ ： Ｆ渣 ， 在 铝 钢 用 两 类 ）在 没 有 混 转 炉 渣 时 ， 熔 点 在 １５ ℃以 上 。按 Ｌ ， 其 ４０ Ｆ实 １５ ￣的温度 内， ４ ０Ｃ 碳酸盐基本分解完 ， 渣不能熔化 ， 最后渣发生轻微 际 生 产 混 进 ４ ％左 右 的 转 炉 渣 时 ，其 熔 点 在 １６ —４ ０Ｃ ０ ３ １ １７ ￣ 的范 围。 的烧 结 。 三种 方法 测 出 的渣 熔 点 相 差 较 大 ， 要 是 测 试 原 理 不 同或 者 说 对 炉 主 １２理 论 分 析 由于 设 计 的 Ｌ ． Ｆ渣 在 碳 酸 盐 分 解 完 后 组 分 应 为 渣熔 点的定义不同产生的。未熔炉 渣是 一混合 物， 其熔化是在一定 学术 上定 义 炉 渣 熔 点 为 加 热 时 固 态 完 全 转 变 为 均 匀 液 Ｃ Ｏ ＳＯ 、 １ ３Ｍ Ｏ， 将 Ｍｇ ａ 、 ｉ２Ａ２ 、 ｇ 若 Ｏ Ｏ折算 为 Ｃ Ｏ， ａ 根据 Ｃ Ｏ— ｉ２Ａ２３ 区 间进 行 的 ， ａ ＳＯ一 １ Ｏ 相 ， 分 ， 看出在未混转炉渣时 的 Ｌ 成 可 Ｆ渣 的 熔 点 都 在 １５ ～ ９ ０Ｃ 相 或冷 却 时 液 相 开 始 出 现 固相 的温 度 。 ５０ １０ ｏ 范 围 ， １５￣ 的温 度 下 是 不 能 熔 化 的 。 在 ４ ０Ｃ ３ 碳 酸 盐 发泡 剂 的选 用 及 其 分解 特性 测 试 分 析 ２ 混 有 转炉 渣 时 Ｌ Ｆ渣 的熔 化 性 能 研 究 目前 Ｌ Ｆ用到 的发泡剂主要有两 类：①碳酸盐 ，常用的有石灰 ２１二 硅 化 钼 炉 内熔 化 实验 重 钢 实 际 的 Ｌ ． Ｆ生产 中 ，在 Ｌ Ｆ渣 石、 白云石、 工业碱和 菱镁矿 ； 碳及含碳 化合物 ， 的有 焦碳 、 ② 常用 碳 （ 埋弧 渣和精炼 渣 ） 加入前 ， 钢包 内 已有部分残余转炉 渣， 根据我们 化硅和 电石等。碳及含碳化合物能与炉渣中（ｅ 或钢中氧起反应 Ｆ Ｏ） 对重钢生产现场调查 ， Ｌ 进 Ｆ工 位 时 ， 包 内 带 进 的 转 炉 渣 约 为 Ｌ 放 出大量气体 ， 钢 Ｆ 且气体产生的速率也较慢 ， 有利于延长发泡时间。 但 精炼 总渣量的 ４ ％左右 ， １ 据此 比例 ， 我们将设计 出的渣混入转炉渣 ， 碳及含碳化合物做 发泡剂具有极易 引起钢水增碳增硅等缺点 ， 故我 再测 试 研 究 其熔 化性 能。 们设计的 Ｌ Ｆ渣选用碳酸盐（ 石灰石、 白云石和菱镁矿 ） 作发泡剂。 观测所用渣料（ 石灰 石 、 灰 、 石 白云 石 、 矾 土 等 ） 为重 钢 七 厂 铝 均 石灰石 的开始 分解温度 和沸腾 温度分 别为 ８０ ０ ℃和 ９ ０Ｃ： ３ ￣ 菱 镁 矿 的开 始 分 解 温 度 和 沸 腾 温 度 分 别 为 ３ ０Ｃ ６０Ｃ： 由于 白云 ２ ￣和 ８ ￣ 于实验前提供。 渣 料 的组 成 为 ４ ％转炉 渣＋ ９ Ｆ渣 ，其 中 Ｌ １ ５ ％Ｌ Ｆ渣组 成 为 石中 Ｃ Ｃ Ｍｇ Ｏ 结合为复杂化合 物， ａＯ与 Ｃ 降低 了 Ｍｇ Ｏ 的活度 ， Ｃ 所 ２． ９４ ％埋弧渣＋ ０ ％精炼渣。渣料先在 １Ｋ ７． ６ ０ Ｇ感应炉 中用石墨坩锅 以 白云 石 中 Ｍ Ｃ ， 分 解 温 度 比 单 独 存 在 的 Ｍ Ｃ ， 解 温 度 高 ， ｇＯ 的 ｇＯ 分 预 熔 ， 后 将 预熔 渣 （ 组 ２０ ２ ０克 ） 电脑 控 制 的二 硅 化 钼 电 阻 因 Ｃ Ｃ ， Ｍｇ Ｏ 稳 定 ， 热 时 Ｍｇ Ｏ 先 分 解 ， 然 每 ０～５ 在 ａＯ 比 Ｃ， 加 Ｃ， 白云 石 的分 解 分 为 炉 内观 测 其软 化 、 化 过 程 。观 测 结 果 如 表 １ 示 。实 际 生产 中 Ｌ 两阶段 ， 熔 所 Ｆ 第一 阶段 是 Ｍ Ｃ ， ｇ Ｏ 分解 ， 沸腾点为 ７ ０ ７ ０Ｃ， ２ ～ ８ ￣ 第二阶段是 精炼终点渣的熔点一般控制在 １５ ～ ４ ０ ３ ０ １０ ℃左右。从表 １ 观测结果 Ｃ Ｃ 解 ， 腾 点 为 ９０Ｃ ａＯ分 沸 ０ ￣。 看 ， ３、 ． Ｚ两 组 渣 的熔 化 温度 偏 高 ； 三 组 的完 全 熔 化 温 度 都 ＢＬＺ ＡＭ。 后 从 Ｂ 、 ＡＭ， 的 热 分 析 ，三 个 渣 的 Ｔ 曲线 都 存 在 三 个 山 ＢＬ、 渣 Ｇ 在 １３ ｑ左 右 ， ４ ０Ｃ 比通 常 Ｌ Ｆ精 炼 时控 制 温 度 （ 点 渣 １５ ４０Ｃ） 明 显 的 失 重 变 化 ， Ｄ Ｃ曲 线 上 对 应 存 在三 个 显 著 的 吸 热 峰 （ 表 终 ３ ０ １０ ￣ 在 Ｓ 见 稍 高 ， 由于 Ｌ 但 Ｆ渣 经 过 精 炼 后 ， 分增 加 ， 使 熔 化 温 度 降 低 ， ４）第一 个失重变化 （３ — ７ ℃） 组 将 因 ， ２ ０ ２ ０ 应该是渣料 中吸附气体 的挥 发和 此 ， １中后 三组 渣 的熔 化 温 度 可 以满 足 生 产 要 求 。 另 外 从 实 验 过 渣 料 中 结 构 水 挥 发 ， Ｃ （ Ｈ ２ 解 失 去 水 变成 Ｃ Ｏ 因 为在 热 分 表 即 ａＯ �
预熔型LF钢包炉精炼渣研究
长效缓式脱氧剂
作用:可同时代替 起弧渣 LF炉精炼渣 大部分铝,碳等脱氧剂 • 深脱氧 深脱硫 大量去除夹杂 • 加入方法:从高位料仓分期加入 • 加入量:3～5Kg/T.S
强、弱长效缓释脱氧剂
• 用途:深脱氧脱硫钢及特殊钢生产时应用 • 缓释脱氧剂的理化性能指标: 强缓: (%) Al CaO Al2O3 MgO CaF2 SiO2 C 烧减 25~30 23~27 12~16 8~10 3~5 ≤5 ~5 ≥ 5 弱缓( %) 7~10 24~28 18~22 8~10 3~5 ≤5 10~15 ≥25 堆比重:≯1.0g/cm3 粒度:经造球处理后的粒度为5~20mm
开发预熔精炼渣的目的和意义
(1) 熔化温度明显低于机械混合渣，且具有低熔 点，高熔速，起泡性能好的特点。 (2) 仅吸收很少的能量就可快速形成液态渣，具 有良好的铺展性，覆盖钢液面，使钢液与空 气隔离，减少了钢水吸收H2-O2-N2 。 (3) 它允许根据各厂现场条件用石灰准确调整炉 渣，以形成高碱度的液态石灰饱和渣。 (4) 避免使用萤石(它对环境及耐材都有害)
预熔型LF钢包炉精炼渣研究
背景资料
• 以前国内外以采用CaO-CaF2二元渣系或CaOCaF2-SiO2三元渣系为主。 前者成渣迅速并能 较好脱硫，但对钢包内衬的侵蚀严重，降低钢 包的使用寿命，其埋弧效果不理想，氟化物对 环境的污染也不可忽视。后者也是在前者的基 础上为解决质量问题发展起来的。 • CaF2 与CaO 作用形成低熔点(1362℃) 的共晶 体，并能降低CaO· SiO2 熔点和炉渣粘度，增 加渣的流动性，因此，促进了炼钢初期渣早形 成，提高了去S 率。
这种固体合成渣存在两个缺陷： (1) 这种渣的熔点很高，熔速慢，在初炼 炉出钢过程加入时不易成渣，需靠提高 出钢温度或LF炉电弧加热化渣，影响生 产节奏；并且深脱硫效果不理想。 (2) 渣料中石灰活性度较高，容易吸收水 分、二氧化碳等变质，造成运输和储藏 上的不便。
浅析LF炉精炼渣冶金性能的研究现状
浅析LF炉精炼渣冶金性能的研究现状[摘要]在钢材的铸造领域中，连铸技术自身的不断完善发展及社会各界对钢材质量需求的提升，钢包精炼炉受到的重视程度越来越大，在很多钢铁冶炼企业的钢包精炼炉中除采用常规化的还原氛埋弧的加热技术、透气砖的吹氩搅拌技术及真空脱气等较为成熟的技术外，合成渣的精炼技术也得到着较为广泛的应用。
文章就目前合成精炼渣所具有的作用及LF炉精炼渣冶金的熔化性能、脱硫性能及发泡性能等重点性能进行研究分析，并就LF炉精炼渣冶金性能的发展趋势等进行简单分析。
【关键字】LF炉；精炼渣；冶金性能炉外精炼作为现代化钢铁冶炼流程中的主要的生产环节，因其高效的性能已经在国内外的很多钢铁制造企业中广泛的采用，并在连铸技术、纯净钢的生产技术的完善以及生产运行成本降低等现实要求之下，与炉外精炼技术相匹配的工艺流程及生产设备逐步完善并迅速普及，精炼炉的种类相对较大，在我国的大部分钢铁冶炼企业中多以LF炉为主要的精炼炉，而与该精炼炉所生产的钢种类别相匹配的精炼渣，需要具有较高的冶金性能。
一.LF炉精炼渣内容概述LF炉渣按照自身的制作形态可以划分为混合型、烧结型、预熔型，其中混合型是由多种合成渣被均匀的混合制成的粒状的混合物，烧结型是由多种合成渣被均匀的混合后被控制在低于熔点的温度而烧结成的混合物，预熔型是由多种合成渣被混合均匀后再被控制在高于熔点的温度下而熔融加工制成。
烧结型与预熔型LF炉渣因为成本等诸多原因，在生产实践中应有的相对较少，使用的较多的是混合精炼渣。
在LF炉精炼的过程中，向钢包中注入被经过特殊比例配制而成的混合渣料，可在电弧的加热处理下熔化成为液态的渣体，从而达到精炼钢液、绝热保温等目的，而精炼渣在具体的钢铁精炼过程中的冶金作用主要是：利用高还原性、合适碱强度的精炼渣料实现钢中的硫及氧被进一步脱除的目的；以提高热效率来实现炉衬的保护；进行钢中所含有的非金属夹杂的吸收，对夹杂实施变性处理，并对钢液进行净化处理；进行冶炼过程中的大气的隔绝，以控制钢水出现吸气现象等。
LF炉精炼研究总结(最新总结-包括供电制度、吹氩制度、温度控制等)
LF炉精炼研究总结(最新总结-包括供电制度、吹氩制度、温度控制等)2.1 LF工艺操作LF 是一种拥有电弧加热装置的炉外精炼方法，于1971年由日本特殊钢公司提出，它也被叫做钢包加热炉。
LF主体是一个带有底吹氩的钢包，来自转炉或电炉的钢液(无渣)注入到该钢包内，然后钢包被吊车吊运到钢包车上，运往LF处理工位。
在水冷炉盖下方提供三相电极，盖上水冷炉盖，加入高碱度的复合渣，然后通电，那么常压下即可达到埋弧加热的效果。
由于LF处理方法提供电弧加热、复合渣精炼，吹氩搅拌和合金微调等功能，因此LF精炼可达到以下冶金目的：1）通过还原气氛中高碱度复合渣的精炼，LF有很高的脱硫和脱氧能力，钢液中硫含量和溶解氧可降低到20PPm以下，此外夹杂物也可有效的去除。
2) 钢液电弧加热调整钢液温度，加速复合渣熔化；3) 底吹氩方式达到钢液成分和温度的混匀；4) 依靠自动加料系统对钢液进行成分微调。
2.1.1 加热过程2.1.1.1 转炉出钢1) 钢包条件钢包应当干净，不附带任何残余炉渣；此外，换包周期不能多于4小时，否则钢包必须烘烤加热到1000-1200℃。
钢包内残余钢液或炉渣会引起钢包温降，失去的热量需LF处理补偿，这些因素在LF 电脑模型中都需要考虑进去。
2) 挡渣转炉出钢需要进行挡渣，众所周知转炉顶吹终点，钢液中存在一定含量的溶解氧，它与渣中氧保持平衡。
渣中FeO 和P2O5含量很高。
当还原剂加入钢包钢液中溶解氧含量降低，钢渣间的氧平衡被打破，渣中FeO 含量减小。
因为炉渣的氧化性降低，发生回磷现象。
因此为了阻止钢液回磷和保证稳定的LF加热过程，转炉出钢要求挡渣。
3)合金和造渣剂的添加为保证钢液成分，出钢过程中需加入合金和还原剂。
2.1.1.2 LF加热过程钢包精炼工艺包括几个过程，彼此间相互关联。
对于不同钢种，加热操作不尽相同，且处理过程参数均有相关的标准计算模型。
步骤A：搅拌当钢包抵达LF处理位，接通自动快换接头向钢包提供氩气，根据钢种选择不同的吹氩模式。
LF炉精炼研究总结
LF炉精炼研究总结LF炉精炼是一种常用于金属冶炼的技术，主要用于提炼和精炼各种金属。
在过去的几十年里，LF炉精炼技术已经成为金属冶炼行业的重要环节，对于提高产品质量和降低能源消耗都起到了积极的作用。
在本文中，我将对LF炉精炼研究的主要成果进行总结。
首先，LF炉精炼技术的研究主要集中在以下几个方面：1.氧化剂的选择和使用：氧化剂是LF炉中的重要组成部分，它可以帮助将杂质氧化为易挥发或易溶解的形式，从而达到精炼的目的。
研究人员通过改变氧化剂的种类和添加量，探索了不同金属的氧化反应规律，从而提高了炉内氧化反应的效率和精确性。
2.温度和压力控制：温度和压力是LF炉精炼的关键参数，对炉内反应的速率和效果有着重要影响。
研究人员通过控制炉内的温度和压力，调整反应的进行，从而达到理想的精炼效果。
同时，他们还研究了温度和压力对不同金属精炼的影响规律，为实际工业生产提供了参考依据。
3.炉渣的优化：炉渣在LF炉精炼过程中起着重要的作用，可以吸附和吸收冶炼过程中产生的杂质。
研究人员通过改变炉渣的成分和添加剂，提高了炉渣的吸附和吸收能力，加速了金属冶炼的速度和质量。
4.炉底处理技术：炉底处于精炼过程的最底部，是杂质积聚和堵塞的主要区域。
研究人员通过改进炉底的结构和设计，增加了炉底的清理效果和使用寿命，减少了炉底处理的时间和成本。
以上是LF炉精炼技术的主要研究成果，它们在金属冶炼领域中得到了广泛应用和认可。
然而，目前仍存在一些问题和挑战需要进一步研究。
首先，LF炉精炼技术的研究主要集中在铁合金的精炼上，而对于其他金属的精炼研究相对较少，需要进一步拓展研究范围。
此外，研究人员还可以探索不同金属之间相互作用的规律，以提高多金属冶炼的效率和产品质量。
其次，LF炉精炼技术在能源消耗方面仍有待改进。
虽然研究人员已经通过优化炉渣和控制温度等手段降低了能源消耗，但仍需要进一步研究如何提高能源利用率，减少炉内能量的浪费。
最后，随着环境保护意识的提高，金属冶炼行业也面临越来越严格的环保要求。
冶金工业炉外精炼(LF)的应用分析
冶金工业炉外精炼(LF)的应用分析山西通才工贸有限公司山西临汾 043409摘要：钢液精炼是钢铁生产过程中的重要环节，因为它可以降低氧化合金的利用率。
这意味着，通过精炼，可以减少废料的产生，同时提高钢材的质量。
在过去，精炼通常在转炉内进行，但是，这种方法存在一些问题，例如回收率不均衡等。
为了解决这些问题，炉外精炼(LF)技术被广泛采用。
这种技术可以显著改善钢液的纯度，从而提高钢材的质量。
除了提高钢材的质量，炉外精炼(LF)技术还可以减少转炉内渣量到5%，这意味着这种技术可以提高炉渣的浮率。
这对于钢铁生产是非常重要的，因为高浮率可以减少废料的产生。
炉外精炼(LF)技术在保证钢材稳定生产方面起着举足轻重的作用。
这种技术可以确保钢铁生产的过程中不会出现问题，从而保证钢材的质量和数量。
关键词：冶金工业炉；外精炼(LF)；应用1冶金工业中炉外精炼(LF)的应用意义炉外精炼技术在冶金行业中的应用越来越广泛，它在钢铁生产过程中扮演着至关重要的角色。
炉外精炼可以改进热力条件，降低气体压力，改善真空现象。
这样，就可以保证炼钢过程中的温度、压力和气氛等因素的稳定性，从而提高冶金反应速度，保证炼钢过程的均匀性。
此外，炉外精炼可以提高渣钢的反应面积，加快反应速度。
在炉外精炼的过程中，通过对渣钢进行预处理和加入适当的精炼剂，可以提高渣钢的反应活性，使其与精炼剂充分混合，从而促进反应的进行，提高反应效率和产量。
炉外精炼装置具有加热功能，可以精确控制反应条件，满足各阶段的供热要求，实现精细的配方调整。
这样，就可以根据不同的生产需求，对炉外精炼装置进行精细的调节和控制，从而实现最佳的生产效果。
总的来说，炉外精炼技术的应用，不仅可以提高钢铁生产的效率和产品质量，而且可以降低能源消耗和环境污染，具有非常重要的经济和社会效益。
因此，在未来的钢铁生产中，炉外精炼技术将会得到更加广泛的应用和推广。
2炉外精炼(LF)简介钢铁生产是工业生产中非常重要的一环。
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收稿日期：2008-03-20基金项目：安徽省科技平台项目（06094039）作者简介:任雪（1983-），女，山东青岛人，硕士生。
文章编号：1671-7872（2009）04-0338-03LF 炉精炼渣资源化特性任雪,李辽沙（安徽工业大学安徽省冶金工程与资源综合利用重点实验室，安徽马鞍山243002）摘要：采用化学成份分析、XRD ，SEM ，EDS 对LF 炉精炼渣资源化特性进行检测、分析。
结果表明：LF 炉精炼渣中w (Al 2O 3)=20%～40%,主要存在两个含铝矿物相C12A7，C3A 。
其中：C12A7为基底相，C3A 呈中心对称的条索状三维结构，易于机械单体解离，便于选矿分离利用。
此外，LF 炉渣中w (f-CaO)＜10%，w (C3A)=21.67%,w (C12A7)=58.67%，C12A7相中w (Al 2O 3)=78.86%。
LF 炉精炼渣活性较高，极易通过化学手段将原有结构破坏，无需煅烧，可直接进行酸碱处理提取Al 2O 3。
关键词：LF 炉精炼渣；资源化特性；Al 2O 3中图分类号：TF111.173文献标识码：A doi :10.3969/j.issn.1671-7872.2009.04.003Resources Characteristics of LF Refining SlagREN Xue,LI Liao-sha(Anhui Provincial Key Laboratory of Metallurgy Engineering &Resources Recycling,Anhui University of Technology,Ma'anshan 243002,China)Abstract:The properties of LF refining slag were studied with compositional analysis,XRD,SEM,EDS,etc.The results showed that LF refining slag with w (Al 2O 3)=20%～40%,has two main phase:C3A and C12A7.C12A7is basis phase,and C3A phase is central symmertrical 3-D structure with clavated antenna extending in different directions.It is easy to separate mechanically and utilize after mineral processing.In addition,w (f-CaO)＜10%,while w (C3A)is about 21.67%,and w (C12A7)is about 58.67%in LF refining slag,and w (Al 2O 3)in C12A7is about 78.85%.High activated LF refining slag was easily destroyed by chemical means,and Al 2O 3can be extracted through acidolysis without calcineding.Key words :LF-refining slag;resources characteristics;Al 2O 3一般LF 炉精炼渣中w (Al 2O 3)=20%～40%，与低品位铝土矿相当。
普通LF 炉渣的渣相组成为钙铝和硅钙系复杂物相，具有在冶金生产中再生利用的价值[1]。
近几年，对普通LF 炉渣粗放式利用的研究虽已逐步展开，如利用LF 渣熔融态的残余热量对其进行循环利用[2]，但渣的可用性和经济性较弱，且该利用方法建立在冶炼同种钢的基础上，应用范围较窄。
预熔型LF 炉精炼渣(也叫铝酸钙)具有成份均匀、熔点低、熔速快、可缩短精炼时间、不含氟等特点，越来越受到重视[3]，但是对它的利用仅停留在工艺的探索上，高附加值、精细化利用的研究鲜有报道[4]，难以对其进行高效、综合的利用。
所以有必要对该渣系资源化特性开展相应研究，为实现该资源的高效、合理利用提供参考。
1渣样选取、制备与检测1.1渣样选取表1为国内外一些钢铁企业LF 炉精炼渣的主要成份[5-9]。
由表1可以看出，LF 炉精炼渣主要成份为CaO ，Al 2O 3，SiO 2和MgO ，其中w (Al 2O 3)基本在20%～40%间波动，R 4在1.3~1.9之间。
本实验渣样选取马钢股份Vol.26No.4安徽工业大学学报第26卷第4期October 2009J.of Anhui University of Technology 2009年10月第4期炉精炼渣资源化特性339任雪等:LF有限公司所产LF炉无氟预熔精炼渣。
表1一些企业LF炉精炼渣成份（w/%）企业AlO3CaO MgO SiO2TFe CaF2S MnO R4(平均)2Columbus钢厂20~2148~456~6.39~200~14~1.51天钢36~4042~48＜57~8~1.31鞍钢13.92~26.5646.85~53.638.06~8.3212.10~19.30 2.12~3.28~1.7宝钢29.5049.008.009.80~1.46马钢18.88~33.5343.55~53.49 3.92~5.55 1.11~14.230.68~2.670.33~0.560.10~0.46~1.57 1.2渣样制备(1)预处理。
将块状LF炉精炼渣破碎后进行磁选，以分离其中夹杂的铁屑。
(2)化学分析制样。
使用QM-3SP2J行星式球磨机研磨LF炉精炼渣，研磨后粉末粒度-75μm。
(3)SEM制样。
选取截面积＞2cm2的小块LF炉精炼渣，打磨、抛光直至该块状样品出现光泽的镜面。
1.3检测方法(1)化学成份分析。
应用上海凯悦电子科技有限公司生产的MDX1000型X射线荧光光谱仪对渣样进行化学成份检测。
(2)XRD分析。
应用瑞士产X'TRL型X射线衍射仪。
(3)结构形貌分析。
应用重庆光电仪器有限公司生产的XTZ-1/1A型正置矿相显微镜，和荷兰飞利浦公司生产的PSVPS XL30型扫描电子显微镜，观察样品矿物形貌、尺寸及分布状态。
(4)矿相物质组成。
应用美国EDAX XL30能谱仪测定矿相的物质组成。
2检测结果与表征2.1LF炉精炼渣化学组成与矿物构成LF炉精炼渣化学成份检测结果(质量分数)为：Al2O336.81%，CaO 52.75%，MgO3.71%，SiO21.63%，TFe3.21%，S0.58%，MnO0.08%，其它1.23%，R4~1.5。
结合表1可初步推断，LF炉渣的主要由钙铝或硅铝酸盐构成。
在1.3~1.9之间，其中CaO质量分数可达50%甚至更高，使由于LF炉精炼渣为还原渣系，四元碱度R4得精炼渣中可能产生游离氧化钙（f-CaO）。
图1为XRD分析结果,图1表明LF炉精炼渣中Ca，Al元素的矿相组成为C3A(3CaO·AlO3)，C12A7(12CaO·7Al2O3)，并且存在一定量的f-CaO。
22.2LF炉精炼渣的矿物形貌图2为LF炉精炼渣块状样品在矿相显微镜下的形貌图，从图2可以看出，LF炉精炼渣主要有两个物相。
将其中颜色较深的物相称为A相，其余称为B相。
A相为较完整的结晶形貌，以中心为对称，可以推断其枝状结构在三维空间呈辐射状生长。
镜像统计表明，该相体积分数约60%。
B相为基底相，颜色较浅，体积分数约40%。
2.3LF 炉精炼渣的能谱分析图3为LF 炉精炼渣的扫描电镜图，其中白色微小斑点为f-CaO 。
表2为LF 炉精炼渣的X 射线能谱(EDS)分析结果（共3次的平均结果，最大相对误差小于3%）。
结合XRD 物相分析结果，可以判断A ，B 两相中，A 相为C3A ，B 相为C12A7。
由于C3A 熔点高于1600℃，而C12A7的熔点在1400℃以下[10]，所以在渣降温的过程中，熔点较高的C3A 先于C12A7析出，其晶体在三维空间有足够的时间与空间生长，所以结晶较完整，平均粒径在100μm 以上。
由表2可知，渣中Mg 基本固溶在该两相中，Si 仅固溶于C3A 中。
这是因为C3A 中CaO ，Al 2O 3的质量分数比较大，碱度较C12A7高很多，与酸性氧化物SiO 2结合的趋势更强，所以SiO 2更易固溶于C3A 中。
根据表2中数据计算，A 相Ca ，Al 原子数分数比为1.58，B 相Ca ，Al 原子数分数比为0.98，而C3A 的Ca ，Al 原子数分数比为1.5，C12A7的Ca ，Al 原子数分数比为0.86，通过对比可断定A 相为C3A ，B 相为C12A7。
但是，A ，B 两相实测Ca ，Al 原子比均高于理论数值，原因是少量f-CaO 的存在。
结合表2，3数据，可推算出C3A ，C12A7和f-CaO 在LF 精炼渣中的相对比例。
元素表2LF 炉精炼渣的X 射线能谱(EDS)分析表A 相B 相质量分数/%原子数分数/%质量分数/%原子数分数/%Mg K 2.75 3.86 5.267.09Al K 27.2434.4736.9144.79Ca K 63.8054.3553.5043.70Si K 4.73 5.75S K 1.47 1.57 4.334.42总量100.00100.00由表2可得，A 相在扣除杂质组份后，其中w （C3A ）=95.13%；B 相中的w （C12A7）=87.85%。
假设100g LF 炉精炼渣中含有a (g)C3A,b(g)C12A7，则：a /0.9513+b /0.8785=52.75+36.81=89.5694a /262+658b /1330=36.8 1圯a =21.67b =58.6 7由此可知：LF 炉精炼渣中w (C3A)=21.67%，w (C12A7)=58.67%，w (f-CaO)=9.22%。
3LF 炉精炼渣资源化特性评价预熔型LF 炉精炼渣中铝含量较一般LF 炉渣高得多，且其中仅有C3A 和C12A7两个矿相，结构较为简单，两相中均夹杂一定的f-CaO ，使得晶体结构不如纯物质致密，晶体结构中空隙较大，极易通过化学手段破坏原有结构，从中提取有价元素铝。
含铝矿物如铝土矿多采用碱法(拜尔法)处理得到氧化铝，但使用的NaOH,Na 2CO 3等浸出剂为工业产品，成本较高。
含铝较高的粉煤灰、煤矸石等二次资源中Al 2O 3活性太低，必须先经过高温煅烧加以活化[11-12]，才能通过化学手段提取Al 2O 3，运行成本较高。