LF精炼渣脱硫能力的优化研究

边英华

【摘要】随着世界经济趋于信息化的快速发展，现代工农业和科学技术的发展对于钢材的质量要求也越来越高。LF钢包精炼可对钢液实施升温、造渣、脱氧、脱硫、去夹杂、合金化和吹氩搅拌等精炼操作，使钢液成份和温度均匀，纯净度提高，从而促进钢水质量的提高和品种钢的生产开发。本文主要就LF精炼渣脱硫能力优化方面的内容展开了论述，以供参阅。

【关键词】LF精炼渣；脱硫能力；优化

一、影响LF脱硫效率因素分析

（一）转炉终点渣料加入量对脱硫的影响

在转炉终点加入渣料，对钢包内原始渣起到了改质、预脱氧和渣洗脱硫的作用，调节了LF炉精炼进站前炉渣碱度，同时减少了精炼前期造渣料的加入量和造渣时间，提高了精炼脱硫率。如果转炉终点渣料加入量较大，会导致炉渣不能充分融化或结壳，影响LF精炼脱硫效果，降低精炼脱硫率，经统计分析，转炉终点加渣料量根据钢种和终点硫含量不同，转炉终点加渣料量控制在300～600kg/炉较合适。

（二）熔渣碱度对脱硫的影响

随着碱度的增大，渣中CaO增多，自由氧离子O2-增多，有利于脱硫反应的进行，提高脱硫率。但碱度过高会引起炉渣粘稠，从脱硫反应动力学角度来看，反而不利于脱硫反应的进行，脱硫率降低，钢种不同（如含铝钢和不含铝钢），对精炼渣碱度控制要求不同。统计分析认为，LF精炼过程含铝钢碱度控制在5.0～8.0，不含铝钢控制在2.0～4.0，脱硫效果最佳。

（三）氩气搅拌对脱硫的影响

从脱硫反应的动力学角度分析，钢包精炼炉中增大氩气搅拌强度，不仅提高了渣-钢之间的接触面积，而且加大了扩散传质的推动力，增大氩气搅拌强度，可加快脱硫反应速度，提高精炼过程脱硫率。但氩气压力过大，容易造成钢液大面积裸露、钢水的二次氧化和大幅度的钢水温降，使钢中的夹杂物含量增加，影响冶金效果和钢水质量，因此要根据具体的钢包透气性情况和钢包净空条件，选择合理的吹氩制度。通过对LF精炼数据统计分析和经验总结，结合钢包的透气性，氩气量LF加热过程设定在60～160NL/min，强搅拌过程设定在400～600NL/min，精炼结束后软吹过程设定在30～60NL/min（透气性差的钢包除外）。

（四）脱氧剂对脱硫的影响

从热力学角度考虑，脱硫反应是在还原性气氛中进行的，渣中（FeO）和（MnO）的含量高，不利于脱硫反应的进行。因此，在精炼过程中，通过加入脱氧剂对炉渣氧化性进行调节，实现白渣精炼，促进精炼脱硫率。目前，精炼过程主要加入的脱氧剂为硅铁粉、硅钙粉和铝粉，不同脱氧剂脱氧效果和加入量不同，导致精炼过程脱硫效果不同，随着脱氧剂加入量的提高，炉渣氧化性降低，钢水脱硫率逐渐提高，同时在相同脱硫率情况下，铝粉加入量显著低于硅铁粉和硅钙粉加入量。经统计分析LF炉精炼过程中，铝粉加入量在40～80kg/炉，硅铁粉或硅钙粉加入量在100～140kg/炉，钢中硫含量可降低到0.01%以下。

二、提高精炼脱硫效率的改进措施

（一）精炼过程温度控制

LF提温是在非氧化性气氛下，利用电弧加热来提高钢水温度，补偿处理过程钢水温降及造渣、合金化的吸热，便于形成有利于脱硫、脱氧、去除夹杂的钢包渣，还可精确控制温度，为连铸机提供温度合适的钢水温度。脱硫反应是一个吸热反应，提高温度有利于脱硫反应的进行，同时加热使渣产生较高的温度，较好地提供了脱硫反应的热力学条件。但过分提高钢水炉渣温度，不利于钢包包衬使用寿命的提高和电耗成本控制。根据实际情况对精炼过程温度控制制定了规范：首先，为保证精炼前期化渣脱硫，适当提高钢水到站温度，从制度上规定钢水进LF温度控制在1560℃以上。其次，钢水到站后迅速提温操作，避免加渣料造成的钢水和渣子温降，保持精炼过程钢水温度在1580℃～1590℃之间。再次，过程采用频繁短时间提温，目的是保持钢水炉渣温度的稳定性，避免温度大幅度波动，保证渣子有效活性，促进炉渣脱硫去夹杂。最后，出站前将钢水温度提高到规定到站温度的10℃以上，软吹氩5min，开出钢水上铸机。

（二）炉渣性能判断及调整

由于炉渣成分化验滞后和运行成本问题，实际生产中不能及时对炉渣进行理化性质检测，而主要通过经验来了解炉渣性质并采取措施予以调整，保证炉渣最佳脱硫状态。正常情况下，LF渣子颜色随着氧化性变化，炉渣碱度不同，其物理状态也不同，因此可以利用对渣子状态观察来判断其氧化性和碱度情况。为及时了解渣子特性，需要对渣子外观物理特性有所了解，在实际生产中，使用烧氧管粘钢包内渣子，观察渣子颜色形状来判断渣子氧化性和碱度等化学性质，然后做相应调整，保证炉渣合适的理化性能。

（三）精炼过程还原气氛控制

精炼还原气氛主要受除尘抽气量和底吹氩量影响，为保持炉盖内还原性气氛，对除尘阀门设计了微机调整控制。在实际生产中，根据电极环烟气外溢情况及时调整阀门开度，保持炉盖电极环上部烟气能溢出又被收回状态，以此保持炉内还原气氛。

三、结语

总而言之，通过对LF精炼炉工艺的改进，为能够有效提高LF精炼炉中脱硫的效率和精炼的效率。我们可以强化钢水及炉渣的脱氧，提高光学碱度，优化炉渣成分，选择合适的渣量能够有效提高脱硫的效率，保证钢材的质量，以更好地适应快速发展的信息时代。

參考文献

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