新型LF爐精煉渣的研制與應(yīng)用

1、| 維普賢訊 nttp:/www. |2006年第細(xì)軼鋼技術(shù)總第目琵期ANGANG TECHNOMJGY* 33 新型IF爐精煉渣的研制與應(yīng)用張旭升】關(guān)3T呂春風(fēng)|張洪峰丄王軍*L蔽啊新軋啊公司技術(shù)中心 監(jiān)攜鋼新札鋼公司披軋帶鋼廠)摘要戟據(jù)鞍鋼連將鋼水的蓿煉要求，在爐稱煉渣系忑成分設(shè)卄的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一 種預(yù)熔型糟墟渣，并投人了生產(chǎn).新璽1F爐精煉渣平均用址為0.47ke/T.在英它條件不變的悄 況下平均脫鹹率達(dá)到6t 鋼中喪雜勒總含量平均為6 00623%壽命大于95氏，冶 金效果顯著.關(guān)僅詞LF精煉渣脫硫率中圈分婁號(hào)*70氏5文敲標(biāo)識(shí)碼小文W11006-1613(2006)02-0033-0

2、5Development of New Type Refining Slag for LF and Its ApplicationZhang XushengT Guan Yong1 Lu Chunfemg1 Zhang Hongfeng2 Wang Jun3(L Technology Center of An麗ng New Steel Co* Ltd,2. Pfot Rolled Strip Steel Plant of Angang New Steel Co. , Ijtd )Abstratt According to the refininj; rtquiTrnienl on contin

3、uous casting liquid steel in Angnng 且 type o premelun refining slag is developed and applied into ptoductiotl on the basis of TF refitting slug system and it* ctirnposiUOn desen. The average amount of the new type is of o. 4丁kg/匚 Lhder the Sfime Other ondiuonst averngE percentage of desul|ihuriz&tjo

4、n is up to 84. 8% TtitiL inclusions content in steel is L 00823 nnd the Indie lining life is over 95 limes. The metallurgicBl results are exedknt.Key Words IF refining slag percentage cF desulphunzation1 前言也不斷提髙LF鋼包稱煉甘益受到重我訂F工藝| 維普賢訊 nttp:/www. |鋼包爐(LF)精煉法超日本特殊鋼公司大蘇 廠1971年開(kāi)發(fā)研制的。起初以精煉處理特殊鋼為 主，是一種以電弧加

5、熱、試吒攪拌和渣精煉為核心 的鋼包精煉爐生產(chǎn)技術(shù)“兒由于！F注具有冶金功 能多、設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低和使用靈活等優(yōu)點(diǎn). 在普鋼生產(chǎn)廠也得到廣泛的應(yīng)用”如世紀(jì)帥年 代，鋼包爐在日本得到快速發(fā)展。戳止到2003年I 在世界鋼包精煉裝置中.經(jīng)IF處理的鋼水約占 70%以上*而且有第加的越勢(shì)。20世紀(jì)90年代后 期，隨著連鑄比的大幅度提高，對(duì)鋼水履量的要求張旭升04126733623) pffiiKI程帥J9E3年畢業(yè)于古林 工啞大學(xué)，耶工作于鞍銅新乳鋼會(huì)司技術(shù)中心冶金工藝SFXRft 叢事煉審、連特拽術(shù)帕研克140的人技術(shù)的研究也得到迅逮的發(fā)展.鞍鋼現(xiàn)有務(wù)臺(tái)板坯連鑄機(jī)鋼水精煉部分均 配置了【衛(wèi)等精煉

6、設(shè)備，能夠?qū)︿撍煞趾蜏囟?進(jìn)行微調(diào)。能否充分發(fā)揮LF爐的精煉功能:適應(yīng) 板坯連鑄生產(chǎn)快捷、高效的要求、研制芥應(yīng)用物化 性能優(yōu)良的精煉渣非常關(guān)鍵。2 LF精煉渣的研制生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐出粥雖然采用擋渣球擋渣，但還 是有一些渣流入鋼水鑲造成渣中MnO+FeO 量偏高同時(shí)在脫氧過(guò)程中生咸的SQ進(jìn)一步降 低了渣的堿度容易造成鋼水回硫增加I玉爐的 脫硫IT鋼水精煉一般都采用鋁酸鈣渣系* 這種渣具有成渣速度快、鋪展性好、脫硫能力強(qiáng)籌物化性能，在電弧下能很好地埋弧從而達(dá)到理想 的LF爐精煉效果。鋼包精煉爐內(nèi)基本為還原性氣Sb轉(zhuǎn)爐出鋼 時(shí)所帶的氧化性爐渣越少越好，井且鋼水脫氧狀 況良好，一般要求精煉渣中的MrO+F

7、eO含重V 1%。大資料表明，鋼包精煉條件下，當(dāng)加人的精 煉逼穂度為L(zhǎng) 0Z 5時(shí)熔渣本身具有較好的發(fā) 泡性能即基礎(chǔ)渣的粘度和表面張力都比較合適. 1600X2時(shí)，熔渣粘度般為0. 250, 45Pa 旺 表面力為 Q. 35-O.SON/m,2-1梢煉渣的設(shè)計(jì)與配制ITflJ煉渣的基本功能為】（1）深脫硫*（2）深脫氧匚（3）起泡埋弧*4）可去除鋼中非金厲夾雜物，凈化鋼液*5）改變夾雜物的形態(tài)*（6）防止鋼液二次氧化和保溫作用。因此對(duì)渣系的要求為：（1）氧化性（FeO+MhQ含量）低，以利于脫（2）流動(dòng)性好且利于渣/金反應(yīng)y（3）堿度高，以利于脫硫,（4）一定的 嗦含就，以防止讎襯僵燭*為達(dá)

8、到上述目的我們對(duì)精煉渣系的脫硫、脫 氧效果進(jìn)行了大量的研究.以精煉鋁鎮(zhèn)靜鋼為主. 最后確定基本渣系為:SiQi-CaO-MgCLAlAffi 渣的堿度為左右，熔點(diǎn)為1500lEOOC具 有強(qiáng)還原性和強(qiáng)脫就能力兇*精煉渣倉(cāng)產(chǎn)要的作用是控制】F爐渣的堿 度，而渣堿度對(duì)精煉過(guò)程的脫氣脫硫效果均有較 犬的形響，見(jiàn)圖1,圖2所示.由圖1.圖2可知，提 高淹的堿度可使鋼中平術(shù)氧降低，提高硫在淹-鋼 之局的分配比，即有利于脫氧和脫硫.但是精 煉渣的琳度也不能過(guò)髙，否則精煉渣熔化困難*而 渣的粘度過(guò)大，流動(dòng)性不好*也將影響脫耗和脫硫 效杲.2.2精煉渣廉組成分析CaOQO是煤鋼生產(chǎn)中造渣、脫磷、脫硫尊必不可

9、少的成分其來(lái)源廣泛是精煉渣系的主組元。為 保證良好的脫堿效果，要求精煉渣系中含有較高 的自由CaO董。從脫硫角度契求，其含量為同 70%$從擴(kuò)散脫氧角度看，增加CaO的含量有 利于降低SQ活度*渣中的氧勢(shì)隨CaO/SiCX的增 大而降低扌GO可降低CaO-AlA渣系的表面張 力*并形成2GaO- Sift高熔點(diǎn)化合物適當(dāng)增加 GO含量有利于泡沫渣的形成.考慮到以上三個(gè) 方面,確定清煉渣中CaO量為40%50%.（CaO*MgaVSiO;S 1爐満的St度對(duì)硫分配比的幣靖125I 00-00. 20- J 0. 60, 8 I. 0FftOfMnO）/%S 2硫的分配常fttK與FeO+Mh5含

10、之間的關(guān)系A(chǔ)1AAUG主要來(lái)源于原料和脫氧產(chǎn)物，其對(duì)脫旅 效果的影響有兩個(gè)方面.一方面ififil? AIA含量 的增加，爐渣粘度降低，促進(jìn)渣-鋼反應(yīng)有利于脫 疏,而另一方面.AUQ含量增加會(huì)降低CaO的活 度，抑制脫硫的進(jìn)行當(dāng)A1A含量為鮎25% 時(shí)，隨AlAl的增加，大大提高脫疏能力。在 CXOS-AlA-MeO 渣系中，MA 在 15% 35% 之間時(shí)隨A1A含董的增加+渣粘度也提高有 利于泡沫渣操護(hù)良好的狀態(tài).有關(guān)資料認(rèn)為，精煉 脫硫渣中的最佳含量范圍是20%藥。 根據(jù)鞍鋼1700ASP生產(chǎn)實(shí)踐確定鋼渣中的 A1A 含量為 15%-35%,（防 SiU| 維普賢訊 nttp:/www.

11、 |35-張旭升笑呂鼻風(fēng)抵洪*1王軍 新型LF爐精煉渣的研制與應(yīng)用| 維普賢訊 nttp:/www. | 維普賢訊 nttp:/www. |SiQ主要來(lái)源于原料和脫氧產(chǎn)物，其主要起 助熔劑的柞用，SiQ含量增加對(duì)脫氧、脫硫不利。屬于表面活性物質(zhì)，它的增加有利于握高吸 附膜的彈性和強(qiáng)度，井使精煉渣密度降低、粘度增 加、表面張力降低促進(jìn)精煉渣發(fā)泡，有利于減少 鋼中點(diǎn)狀?yuàn)A雜物。因此，確定Sid含擷為K)% 20汛(4) CaF；CaF2可顯著降低精煉渣粘度，改善爐渣流動(dòng) 性，增加傳質(zhì).增加GF含量，能降低爐渣表面張 力，有利于爐渣發(fā)泡.但QF含量過(guò)高不僅不利 于脫氧，而且對(duì)罐対侵蝕也較快因此，在與C

12、aO 量匹配的基礎(chǔ)上控制CaF?的加人量為5%,(5) 其它組元爐渣的氧化程度取決于渣中聞及MnO的 含量。渣中FeO f-MnO含量對(duì)脫硫效果有較大的 影響其含量大于1%時(shí)，脫硫效率將明顯下降. FeO的活度受熔渣成分變化的影響較大。渣組成 不同,FeO和MnO影響脫硫的性質(zhì)有所區(qū)別。為 達(dá)到較高的脫硫效率，應(yīng)嚴(yán)格控制渣中(FeO + MnO)Vl%3精煉渣工業(yè)試驗(yàn)3.1試唆條件和方法LF爐埋弧加熱工業(yè)試驗(yàn)工藝流程;按原工藝 制度出鋼一鋼水到姑，測(cè)基礎(chǔ)渣層厚度*取鋼樣、 渣樣一加人400kg精煉渣一下電極吹A(chǔ)r*加熱升 溫一停電，測(cè)溫、測(cè)渣厚，取鋼樣、渣樣一根據(jù)測(cè)溫 情況決定繼續(xù)加熱或結(jié)束一

13、提升電極鋼包蓋.加 熱過(guò)程結(jié)束。試驗(yàn)鋼種為20號(hào)鋼*共進(jìn)行了 3爐生產(chǎn)試 驗(yàn)。精煉渣的加人方法：轉(zhuǎn)爐出鋼加精煉淹-IF 鋼包爐補(bǔ)加渣料f連鑄。精煉渣的成分指標(biāo)見(jiàn)表 1所示。a 1 h業(yè)試絵用煉渣的成分/%SOi AliQj CaO NVO HtO C S 粒度 Anm8.0 40*-50 4Q-5Q 0.5 0.25 0.25 S)+CO1)CsKs * ficus Tsj/Zis(S)/S=ft/qpj式中 Cm-硫容臥Ks-脫硫反應(yīng)平衡常數(shù)；心一以純固體狀態(tài)作為基準(zhǔn)GS的潛度；鋼中的硫括度系數(shù)+7c*s_的活度系數(shù)匸4冋鋼中氧潔度。從式2和式3可以看出高* （FcO + 師。）低的精煉渣對(duì)

14、脫硫有利.圖氛4給出了精煉 潰堿度和（FeO+MnO）含量對(duì)于硫分配系數(shù)的影 響隨著SiQ含足的增加，爐渣堿度降低，脫硫能 力下降*4*2 LF爐精煉隆脫硫影響因素分析1）爐渣WJjtB-CaO/Sia）粧鋼技術(shù)麹切E年第2期總攜338 JQ精琳淹贏攬出對(duì)脫硫反應(yīng)的影響(FeO+MnO圏斗 精妹隆中（FeO+MnO含對(duì)脫HJ反血的他響?。‵cO+MnO） = a. 3%-L 0%的爐渣，進(jìn)行 堿度尺與硫分配比（S/SJ）關(guān)系的測(cè)試,其結(jié)果 見(jiàn)圖九從圖3可以看出，當(dāng)/?由2提高到4時(shí)，硫 分配比由膽堆大到佃，即隨著應(yīng)的提高，硫分配 比增大，有利于脫硫.研究袤明+ R對(duì)硫的分配比 影響較大川越高，

15、硫分配比越大，脫硫效果越好. 但R過(guò)大（5）時(shí)，渣的流動(dòng)性不好，可能對(duì)脫硫 不利，（2）渣中（FdD+g）含量取04的爐潰，進(jìn)行坯0+血0）含 量與硫分配比關(guān)茶的測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖仃從圖4中 可以看岀，隨著（FeO+MnO）含量的下降，硫分配 比呈上升的葯勢(shì).特別是當(dāng)（FcO + MnO含備 6 4%時(shí)硫分配比呈急劇上升的趨勢(shì)研究表明， 淹屮FeO+MgQ含量越低，硫分配比越髙對(duì)脫硫 越有利*4.3脫氧反應(yīng)LF精煉過(guò)程中+畦、鋁零金JS脫麵劑與鋼液 中的氧發(fā)生反應(yīng)，鋼中氧含量減少此反應(yīng)進(jìn)行得 越徹底，鋼的質(zhì)燉越高。鋼液中頓含盤(pán)的多少主要 決定于加入的脫氧劑種類(lèi)、爐渣的堿度、渣中 FcO.MnO的含

16、凰以忑鋼液的攪拌強(qiáng)度1脫氧劑種類(lèi)對(duì)脫氧反應(yīng)的影響從圖5可以看出用閉脫氧可使鋼中氧含量 降到0- 001%議下$在相同用量的前提下用Si-iSsmW i 37 張旭升關(guān)勇呂春鳳張洪算王軍 新型LF爐精煉渣的研制與應(yīng)用iSsmW iiSsmW i伽脫氧可使鋼中氧含量降到0.003KIU下。因此 可以認(rèn)為，A1的脫氧效果好于&-血.即強(qiáng)脫氧劑 有利于鋼液的脫氧反應(yīng)口圖5脫氯劑加入與御水氧含的關(guān)系（2）爐渣堿度對(duì)脫氧反應(yīng)的影響從圖6可以看出隨著R的提高，鋼中氧含最 下降*即提高爐渣的緘度有利于鋼水脫甄反應(yīng)。另 外，從圖6還可以看出*爐渣堿度較高時(shí)，提髙攪 拌強(qiáng)度可以進(jìn)一步降低鋼中氧含址“0. 0035

17、0.0025-0 ,0015 -0. 00051112345/?圖6爐渣械度X與鋼水氧含的芙系）Ar 流童為 SDm/min；2Ar tftlt為 ISthnAnin24新型精煉渣對(duì)去除央雜的影響渣中氧化鐵含爲(wèi)反映了冶金反應(yīng)的進(jìn)行悄 況鋼液與熔渣之間的氧平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡渣 中氧化鐵含最的髙低直接決定了鋼中平衡氧的高 低降低氧含量是減少氧化物夾雜的關(guān)鍵當(dāng)渣中 （FeOXO.5%時(shí)，鋼中全氧含雖均低于0. 002%, 夾毅總最也較低；渣中（FeO）大于5%時(shí)，鋼中 全氧和夾雜總it明顯增加。試驗(yàn)結(jié)果表明，還原渣 劑少童、多批次加人且保持還原氣氛不少于 15mlm可有效降低渣中（FeO）含量山于氣和堿屬 同一族元素*對(duì)氧親合力大的元素對(duì)硫的親和力 也大因而脫硫效果好的渣同樣有利于脫氧和吸 附氧化物夾雜5結(jié)論新型1F爐精煉渣物化性能良好冶金效果顯（1）00（40%60%）-SiQ（l0%20%卜 A1Q（15%30%）-CaF且5%）的精煉渣原材料來(lái) 源廣泛”成分設(shè)計(jì)合理。（2）應(yīng)用新型LF精煉渣后，鋼中硫含量