新型LF炉精炼渣的研制与应用

1、| 维普贤讯 nttp:/www. |2006年第细軼钢技术总第目琵期ANGANG TECHNOMJGY* 33 新型IF炉精炼渣的研制与应用张旭升】关3T呂春风|张洪峰丄王军*L蔽啊新軋啊公司技术中心 監携钢新札钢公司披轧带钢厂)摘要戟据鞍钢連將钢水的蓿炼要求，在炉稱炼渣系忑成分设卄的基础上开发了一 种预熔型糟墟渣，并投人了生产.新璽1F炉精炼渣平均用址为0.47ke/T.在英它条件不变的悄 况下平均脱鹹率达到6t 钢中喪杂勒总含量平均为6 00623%寿命大于95氏，冶 金效果显著.关僅词LF精炼渣脱硫率中圈分娄号*70氏5文敲标识码小文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丽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 前言也不断提髙LF钢包稱炼甘益受到重我订F工艺| 维普贤讯 nttp:/www. |钢包炉(LF)精炼法超日本特殊钢公司大蘇 厂1971年开发研制的。起初以精炼处理特殊钢为 主，是一种以电弧加

5、热、試吒搅拌和渣精炼为核心 的钢包精炼炉生产技术“儿由于！F注具有冶金功 能多、设备简单、运行费用低和使用灵活等优点. 在普钢生产厂也得到广泛的应用”如世纪帥年 代，钢包炉在日本得到快速发展。戳止到2003年I 在世界钢包精炼装置中.经IF处理的钢水约占 70%以上*而且有第加的越势。20世纪90年代后 期，随着连铸比的大幅度提高，对钢水履量的要求张旭升04126733623) pffiiKI程帅J9E3年毕业于古林 工哑大学，耶工作于鞍銅新乳钢會司技术中心冶金工艺SFXRft 丛事炼审、连特拽术帕研克140的人技术的研究也得到迅逮的发展.鞍钢现有务台板坯连铸机钢水精炼部分均 配置了【卫等精炼

6、设备，能够对钢水成分和温度 进行微调。能否充分发挥LF炉的精炼功能:适应 板坯连铸生产快捷、高效的要求、研制芥应用物化 性能优良的精炼渣非常关键。2 LF精炼渣的研制生产中转炉出粥虽然采用挡渣球挡渣，但还 是有一些渣流入钢水鑲造成渣中MnO+FeO 量偏高同时在脱氧过程中生咸的SQ进一步降 低了渣的碱度容易造成钢水回硫增加I玉炉的 脱硫IT钢水精炼一般都采用铝酸钙渣系* 这种渣具有成渣速度快、铺展性好、脱硫能力强筹物化性能，在电弧下能很好地埋弧从而达到理想 的LF炉精炼效果。钢包精炼炉内基本为还原性气Sb转炉出钢 时所带的氧化性炉渣越少越好，井且钢水脱氧狀 况良好，一般要求精炼渣中的MrO+F

7、eO含重V 1%。大资料表明，钢包精炼条件下，当加人的精 炼逼穂度为L 0Z 5时熔渣本身具有较好的发 泡性能即基础渣的粘度和表面张力都比较合适. 1600X2时，熔渣粘度般为0. 250, 45Pa 旺 表面力为 Q. 35-O.SON/m,2-1梢炼渣的设计与配制ITflJ炼渣的基本功能为】（1）深脱硫*（2）深脱氧匚（3）起泡埋弧*4）可去除钢中非金厲夹杂物，净化钢液*5）改变夹杂物的形态*（6）防止钢液二次氧化和保温作用。因此对渣系的要求为：（1）氧化性（FeO+MhQ含量）低，以利于脱（2）流动性好且利于渣/金反应y（3）碱度高，以利于脱硫,（4）一定的 嗦含就，以防止讎衬僵烛*为达

8、到上述目的我们对精炼渣系的脱硫、脱 氧效果进行了大量的研究.以精炼铝镇静钢为主. 最后确定基本渣系为:SiQi-CaO-MgCLAlAffi 渣的碱度为左右，熔点为1500lEOOC具 有强还原性和强脱就能力凶*精炼渣倉產要的作用是控制】F炉渣的碱 度，而渣碱度对精炼过程的脱氣脱硫效果均有较 犬的形响，见图1,图2所示.由图1.图2可知，提 高淹的碱度可使钢中平術氧降低，提高硫在淹-钢 之局的分配比，即有利于脱氧和脱硫.但是精 炼渣的琳度也不能过髙，否则精炼渣熔化困难*而 渣的粘度过大，流动性不好*也将影响脱耗和脱硫 效杲.2.2精炼渣廉组成分析CaOQO是煤钢生产中造渣、脱磷、脱硫尊必不可

9、少的成分其来源广泛是精炼渣系的主组元。为 保证良好的脱碱效果，要求精炼渣系中含有较高 的自由CaO董。从脱硫角度契求，其含量为同 70%$从扩散脱氧角度看，增加CaO的含量有 利于降低SQ活度*渣中的氧势随CaO/SiCX的增 大而降低扌GO可降低CaO-AlA渣系的表面张 力*并形成2GaO- Sift高熔点化合物适当增加 GO含量有利于泡沫渣的形成.考虑到以上三个 方面,确定清炼渣中CaO量为40%50%.（CaO*MgaVSiO;S 1炉満的St度对硫分配比的幣靖125I 00-00. 20- J 0. 60, 8 I. 0FftOfMnO）/%S 2硫的分配常fttK与FeO+Mh5含

10、之间的关系A1AAUG主要来源于原料和脱氧产物，其对脱旅 效果的影响有两个方面.一方面ififil? AIA含量 的增加，炉渣粘度降低，促进渣-钢反应有利于脱 疏,而另一方面.AUQ含量增加会降低CaO的活 度，抑制脱硫的进行当A1A含量为鮎25% 时，随AlAl的增加，大大提高脱疏能力。在 CXOS-AlA-MeO 渣系中，MA 在 15% 35% 之间时随A1A含董的增加+渣粘度也提高有 利于泡沫渣操护良好的状态.有关资料认为，精炼 脱硫渣中的最佳含量范围是20%药。 根据鞍钢1700ASP生产实践确定钢渣中的 A1A 含量为 15%-35%,（防 SiU| 维普贤讯 nttp:/www.

11、 |35-张旭升笑呂鼻风抵洪*1王军 新型LF炉精炼渣的研制与应用| 维普贤讯 nttp:/www. | 维普贤讯 nttp:/www. |SiQ主要来源于原料和脱氧产物，其主要起 助熔剂的柞用，SiQ含量增加对脱氧、脱硫不利。属于表面活性物质，它的增加有利于握高吸 附膜的弹性和强度，井使精炼渣密度降低、粘度增 加、表面张力降低促进精炼渣发泡，有利于减少 钢中点状夹杂物。因此，确定Sid含撷为K)% 20汛(4) CaF；CaF2可显著降低精炼渣粘度，改善炉渣流动 性，增加传质.增加GF含量，能降低炉渣表面张 力，有利于炉渣发泡.但QF含量过高不仅不利 于脱氧，而且对罐対侵蚀也较快因此，在与C

12、aO 量匹配的基础上控制CaF?的加人量为5%,(5) 其它组元炉渣的氧化程度取决于渣中聞及MnO的 含量。渣中FeO f-MnO含量对脱硫效果有较大的 影响其含量大于1%时，脱硫效率将明显下降. FeO的活度受熔渣成分变化的影响较大。渣组成 不同,FeO和MnO影响脱硫的性质有所区别。为 达到较高的脱硫效率，应严格控制渣中(FeO + MnO)Vl%3精炼渣工业试验3.1试唆条件和方法LF炉埋弧加热工业试验工艺流程;按原工艺 制度出钢一钢水到姑，测基础渣层厚度*取钢样、 渣样一加人400kg精炼渣一下电极吹Ar*加热升 温一停电，测温、测渣厚，取钢样、渣样一根据测温 情况决定继续加热或结束一

13、提升电极钢包盖.加 热过程结束。试验钢种为20号钢*共进行了 3炉生产试 验。精炼渣的加人方法：转炉出钢加精炼淹-IF 钢包炉补加渣料f连铸。精炼渣的成分指标见表 1所示。a 1 h业试絵用炼渣的成分/%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-脱硫反应平衡常数；心一以纯固体狀态作为基准GS的潜度；钢中的硫括度系数+7c*s_的活度系数匸4冋钢中氧洁度。从式2和式3可以看出高* （FcO + 師。）低的精炼渣对

14、脱硫有利.图氛4给出了精炼 潰碱度和（FeO+MnO）含量对于硫分配系数的影 响随着SiQ含足的增加，炉渣碱度降低，脱硫能 力下降*4*2 LF炉精炼隆脱硫影响因素分析1）炉渣WJjtB-CaO/Sia）粧钢技术麹切E年第2期总攜338 JQ精琳淹贏攬出对脱硫反应的影响(FeO+MnO圏斗 精妹隆中（FeO+MnO含对脱HJ反血的他响取（FcO+MnO） = a. 3%-L 0%的炉渣，进行 碱度尺与硫分配比（S/SJ）关系的测试,其结果 见图九从图3可以看出，当/?由2提高到4时，硫 分配比由胆堆大到佃，即随着应的提高，硫分配 比增大，有利于脱硫.研究袤明+ R对硫的分配比 影响较大川越高，

15、硫分配比越大，脱硫效果越好. 但R过大（5）时，渣的流动性不好，可能对脱硫 不利，（2）渣中（FdD+g）含量取04的炉潰，进行坯0+血0）含 量与硫分配比关茶的测试，结果见图仃从图4中 可以看岀，随着（FeO+MnO）含量的下降，硫分配 比呈上升的葯势.特别是当（FcO + MnO含備 6 4%时硫分配比呈急剧上升的趋势研究表明， 淹屮FeO+MgQ含量越低，硫分配比越髙对脱硫 越有利*4.3脱氧反应LF精炼过程中+畦、铝零金JS脱麵剂与钢液 中的氧发生反应，钢中氧含量减少此反应进行得 越彻底，钢的质燉越高。钢液中顿含盘的多少主要 决定于加入的脱氧剂种类、炉渣的碱度、渣中 FcO.MnO的含

16、凰以忑钢液的搅拌强度1脱氧剂种类对脱氧反应的影响从图5可以看出用闭脱氧可使钢中氧含量 降到0- 001%议下$在相同用量的前提下用Si-iSsmW i 37 张旭升关勇吕春凤张洪算王军 新型LF炉精炼渣的研制与应用iSsmW iiSsmW i伽脱氧可使钢中氧含量降到0.003KIU下。因此 可以认为，A1的脱氧效果好于&-血.即强脱氧剂 有利于钢液的脱氧反应口图5脱氯剂加入与御水氧含的关系（2）炉渣碱度对脱氧反应的影响从图6可以看出随着R的提高，钢中氧含最 下降*即提高炉渣的緘度有利于钢水脱甄反应。另 外，从图6还可以看出*炉渣碱度较高时，提髙搅 拌强度可以进一步降低钢中氧含址“0. 0035

17、0.0025-0 ,0015 -0. 00051112345/?图6炉渣械度X与钢水氧含的芙系）Ar 流童为 SDm/min；2Ar tftlt为 ISthnAnin24新型精炼渣对去除央杂的影响渣中氧化铁含爲反映了冶金反应的进行悄 况钢液与熔渣之间的氧平衡是一种动态平衡渣 中氧化铁含最的髙低直接决定了钢中平衡氧的高 低降低氧含量是减少氧化物夹杂的关键当渣中 （FeOXO.5%时，钢中全氧含虽均低于0. 002%, 夹毅总最也较低；渣中（FeO）大于5%时，钢中 全氧和夹杂总it明显增加。试验结果表明，还原渣 剂少童、多批次加人且保持还原气氛不少于 15mlm可有效降低渣中（FeO）含量山于氣和碱属 同一族元素*对氧亲合力大的元素对硫的亲和力 也大因而脱硫效果好的渣同样有利于脱氧和吸 附氧化物夹杂5结论新型1F炉精炼渣物化性能良好冶金效果显（1）00（40%60%）-SiQ（l0%20%卜 A1Q（15%30%）-CaF且5%）的精炼渣原材料来 源广泛”成分设计合理。（2）应用新型LF精炼渣后，钢中硫含量