LF炉精炼造白渣工艺研究与实践

李启军

（唐山不锈钢有限责任公司，河北 唐山 063199）

随着我国科学技术的飞速发展，我国经济也得到了很大的发展。根据我国炼钢厂LF炉白渣精炼工艺的相关特点，对炉渣中相应的SiO2、CaO和CaFa2组分进行了分析和研究。通过分析和实践，实现了LF精炼过程中安全稳定的脱氧脱硫，保证了炼钢温度和成分控制精度，在一定程度上发挥了LF精炼的全部效果,使LF炉白渣精炼工艺更好地为炼钢厂服务，提高钢材质量。

1 概述

1.1 精炼渣的主要作用

钢渣精炼是通过将特定比例的合成渣添加到钢中，分析谷物的化学组成结构而形成的独自精制过程。一般使用的精制钢渣，主要以CaO-CF2、CaO-Al2O3、CaO-Al2O3-SiO2等为基础，属于低碱性、高品位的钢渣系列。在合成炉渣的电弧加热作用下，合成炉渣慢慢熔融成为固体液体炉渣，这与熔融钢有效混合，在反应中对熔融钢的保温和精制中起到实际作用。反应过程中所显示的效果，第一是脱氧，第二是脱硫，第三是获得高精度的反应环境，高还原性钢渣的使用对LF炉有很好的效果，可有效增加混合物和炼钢的接触面积，充分发挥其还原效果，大大提高脱硫和脱酸效果。在注入、搅拌过程中，炼钢中的杂质向上持续积累，与渣接触的部分慢慢吸附，有效净化炼钢。另外，在炼钢工序中，为有效防止炼钢的二次氧化，必须隔绝外部空气，保护装置涂覆环境，提高装置内部环境反应过程中的热效率[1-3]。

1.2 LF炉的精炼原理及冶金作用

1.2.1 LF炉的精炼原理

应用LF炉，具有较好的脱氧脱硫效果。LF炉采用扩散脱氧法，脱氧产物直接进入渣中，在氩气流量大、搅拌强度高、精炼渣环境减少的条件下，可进一步提高渣钢之间的氧转移率。沉淀除氧能力增强。经过搅拌、精炼和还原的高碱冶炼环境，冶炼钢的脱硫性能良好。除氧效果与脱硫效果密切相关。若脱氧效果较好，氧化铝的质量分数越高，氧化铝的质量分数就越低，这为脱硫提供了条件。

二次炉除气除杂效果明显。底部吹入的通气砖将氩气输送到炼钢中，在炼钢中产生小气泡，随着汽泡上升，钢液中气体逐渐膨胀，排出钢液，汽泡的漂浮运动对提高非金属夹杂物的浮速有显著影响。

1.2.2 精炼 LF炉冶金功能

在使用 LF炉精炼炉时，其主要功能是电弧加热、吹氧、炼钢脱硫、除氧等。LF炉的电弧加热功能主要通过三相石电极来实现，其加热速度可达4℃～7℃/min，埋弧加热主要是通过发泡渣来实现。炉膛吹氧功能涉及整个冶金过程，是保证钢材质量的重要环节。利用 LF炉可在工业紧张的安排下，保持冶炼钢水的温度，减轻生产压力，降低生产成本，获得较好的经济效益。

2 精炼快速造白渣工艺制定

2.1 转换器炉渣对精炼炉渣的影响

2.1.1 炉渣中碳粒子对钢中精炼炉渣和碳含量的影响

如果冶炼中碳钢和高碳钢，很难量化炉渣中的碳素粒子，因此增加到转换器的自攻合金中的一部分再热器与钢渣混合后参与脱酸，脱氧度和碳组成的不适当控制。为解决这个问题，取锅进入LF位置后，增加在线的氩气供给力，使炉渣内的混合碳粒子完全熔化。

2.1.2 转换器炉渣对精炼炉渣的影响

转炉铸造过程产生炉渣，炉渣经钢水搅拌乳化，使熔融钢完全氧化。因此，钢材成分和脱氧元素不断变化，原渣具有较强的氧化性和较高的氧电位，延长了LF精炼脱氧时间。实践表明，当转炉钢包下渣厚小于50mm时，经过4～7min的精炼和通电，可得到流动性好、埋弧效果好的渣。矿渣含量也较低，在精炼过程中粘度变化不大，白渣形成较早。因此，正确的留渣率和控制转炉结渣量是白渣快速精炼的前提。

2.1.3 转炉加顶渣对精炼造渣的影响

为降低LF炉的负荷，我厂采用转炉出钢时向钢包内添加上渣的工艺。利用钢液攻丝动能和钢液显热部分熔化炉顶渣，实现炉渣的预脱氧，降低炉渣的LF，炉渣的加入量和熔融时间对炉渣的改性和预脱氧起到一定作用。原渣碱度提高，氧化还原。钢包到达LF位置后，增加氩气流量，保证加热前精炼渣基本形成。根据需要添加炉渣材料进行脱氧和调整炉渣碱度，以确保在最短时间内形成白渣。

2.2 合理的精炼渣系统

快速制备白渣是LF炉精制的关键，实现LF炉脱酸脱硫是一种良好的流动性、适当的乳化和良好吸附的还原白渣快速稳定生产，吸收杂质以确保炼钢的品质。

2.2.1 控制炉渣的碱度和氧化铁含量

炉渣的碱度和还原性是反映炉渣精制能力的重要指标。碱度越高，钢渣的脱硫和磷去除能力越高，可减少钢渣在火锅内层的化学腐蚀，但是，炉渣的碱度尽可能不高。碱度过高的话，炉渣的粘度会变高，炉渣的流动性会下降。相反，不促进与炼钢中硫等杂质的接触、还原、吸附，影响精制效果。因此，在提高炉渣的碱度的同时，也需要确保炉渣的流动性（一般来说b=2.5～3.0是合适的）。由于硫的分布与精制炉渣中氧化铁的含量成反比，所以炉渣的脱硫性能取决于炉渣中氧化铁的含量。氧化铁含量越高，对渣的脱硫来说硫的分配比越不利。将碳化硅添加到合成炉渣中，将炉渣中氧化铁的含量控制在最小限度（必须控制在小于1.0%），钢渣具有良好的脱硫效果，可有效减少炉渣中氧化铁的含量。这样可提高炉渣的脱氧和脱硫效果。

2.2.2 渣状态判定和渣性能控制

在正常状态下，炉渣的颜色会随着氧化程度和氧化性能的变化而变化。在实际生产中，一般采用在炉渣中插入小铁管，当观察时取出。通过观察铁管上安装的炉渣的颜色和形状来判断炉渣的状态，可采取相应的炉渣对策。根据炉渣的氧化特性，炉渣的颜色分为黑色、茶色、棕色、灰色、黄色、白色。黑色表示炉渣中氧化铁的含量比较高（FeO>2%），炉渣被激烈氧化，没有还原性。此时，可提高炉的温度，保持炉渣的良好流动性。在炉渣表面加入分散碳粉，脱硫炉渣。茶色和灰色表示氧化铁的含量减少（FeO=1%到2%），渣的氧化性下降，但仍然需要还原；黄色表示发生了脱硫反应；表明白板具有良好的还原性。此时，可适当增加炉渣的量，进一步提高脱硫速度。渣的形状也是判断渣状态的重要基准。这时需要加入少量的石灰数次。如果炉渣表面粗糙不均匀，意味着石灰的量过多。在此阶段，可多次添加AI203和SiO2系列的合成炉渣，熔融后添加。

2.2.3 脱氧剂的选择

根据炼钢的种类，本公司工厂使用的主要脱氧剂有碳化钙、硅酸钙粉、苯基硅粉、铝粒子等。

2.2.4 LF精炼滑片螺旋桨

轻轻敲打转换器，配置上板包，用电加热炉渣的第二批，添加脱酸剂制作白炉渣，保持白炉渣。

3 白板的制造工序中应注意的操作链接

3.1 科学调整种子序列

根据炼钢的种类不同，在渣条件下，炼钢残留物的状态也不同，反应供给顺序也会有效果地调整，因此可有效地提高反应残留物的精制效果。这些侧面在供给反应链接上没有充分考虑的情况下，准备好的残留物会一次投入到设备中进行电解精制。这个过程通常是精制反应后的残留物无法完全溶解的原因。这种方法不仅浪费了大量的钢铁原料，而且对冶炼效果和钢铁综合利用率也有恶劣影响。在冶炼相关钢种时，必须特别注意钢内的位置。在喂食工序中，采用了分批和阶段喂食的方法。加入适当量的反应产物后，将其他材料批加入。例如，在添加石灰的时候，这个方法可确保所添加的石灰完全溶解。具体的方法是在加热后1～2分钟内添加约30%的氟，观察渣是否完全溶解，然后添加剩余的渣。根据炉渣的特定的脱氧度，适当添加氧化硅、硅钙粉末等脱氧剂，保证了白条的形成效率。在实际的供应操作中，在充分观察实际反应情况的同时，必须有效地总结反应过程相关的问题。掌握各精制链接的判断和在供给过程中供给饲料的总量。

3.2 优化多边形吹气模式

在LF炉外的精制过程中，将氩的灌入和搅拌是非常重要的一步。在精炼工序中，钢渣之间的反应性提高，复合材料的传导和钢组合物的温度均匀性持续加速。科学合理的批处理可最大化提高钢的精度和质量，而非科学的批处理方法则会导致钢的内部质量下降。在炼钢工作中，如果对应的氩吹风流量和反应压力一直保持，这种方法很容易形成不同程度的精制和催化过程的变更，完全满足炼钢各个阶段的工艺要求是很困难的。在实际的反应过程中，如果氩的进气量过少，就无法获得必要的搅拌效果，从而导致炉渣的熔化。如果鼓风机的压力过大，就用LF炉快速起泡，开发科学合理的氩气鼓风机系统，持续优化仰光吹风控制技术，达到最快的脱硫效率，形成白色钢渣。

具体的操作方法是炼钢初期，通过添加大量的反应材料，这些材料完全分散在钢的表面上，有效地避免了供给工序中残留物的积累。因此，在实际运转中，必须适当提高仰光吹风的强度。等渣完全溶解后，需要适当降低仰光吹风的强度。这种方法有利于钢铁渣的反应和钢铁脱硫反应。千斤顶完成后，再降低氩吹风强度，确保反应时间和各种杂质浮游所需的时间，达到炼钢的实际效果。在实际的运转工序中，需要根据在精制工序的各种阶段所需要的搅拌强度和取锅容量，有效地决定注入氩的强度。

3.3 合理控制精炼的通电参数

通过合理控制激发参数，可确保精制的正常进展和白板的生成和维持。根据实践总结，需要在精制过程中采用激励电流控制方法。也就是说，电流小，电压低，动作稳定。之后，电流增减，电流稳定。通电时，使用稳定的低电流电弧，避免因大电流电弧或突然振荡造成的电路基板故障。电弧稳定进入供应阶段后，钢渣完全溶解；炉渣完全溶解后，供给电流逐渐减少，调节温度，满足注入温度的要求，保证精炼效率稳定。

3.4 合理的渣流量选择

稳定埋弧的厚度应大于或等于100 mm，转炉下部炉渣的厚度应在20 mm和50 mm之间。因此，根据相关要求，新渣的厚度至少必须在50 mm至80 mm之间，只有这样才能保证渣流的稳定性。钢包内熔渣面积约5.2平方米，熔渣密度约2.5cm3。新添加的炉渣量约为700 kg至1200 kg，因此在一定程度上考虑了泡沫炉渣工艺技术特点，钢渣可在一定程度上减少。因此，在新添加的钢渣材料中要控制添加量，通过上述实际钢渣成分，确保新增钢渣总量约1000KG，实际生产受钢包净空限制（钢包净空300mm），实际钢渣量控制在500kg/炉，即约10kg/t钢，采用活性高的石灰小颗粒，将其控制在3～4度左右。因此，根据实际钢材生产情况，埋弧效果较好[4]。

4 结语

一般来说，为保证白渣的快速、优质生产，必须从精炼作业的实际情况出发。充分考虑硫含量、渣况等因素，加强进料过程控制、电流参数和吹氩强度。深入研究总结，积极创新和改进，不断提高白渣精炼技术水平，充分发挥LF炉精炼的优势，取得预期的精炼效果。