100t LF炉精炼工艺实践

100t精炼炉(LF)精炼工艺探讨

杨 锟 李俊平

（安阳钢铁股份有限责任公司生产计划部）

摘要 本文介绍了安钢集团第一炼轧厂100t钢包精炼炉（LF）月产10万吨生产能力下的工艺概况和精炼效果，包括造渣、脱硫、脱氧、氩气搅拌、钢水纯净度控制等。 关键词 LF 精炼工艺 探讨

PRACTICE ON 100t LADLE FURANCE

YANG Kun Li Jun Ping

（Anyang Iron and Steel Group Co. Ltd.)

ABSTRACT This paper introduce the process practice and effect of 100t ladle furnace in An yang，It could produce 100,000t per month，including slag making speed , de sulfurization, de oxidation and control of steel cleanness. KEY WORDS LF，Process Practice , Effect

1 前言

安钢集团第一炼轧厂100t指型托架竖式超高功率电弧炉(FSF)—100t 钢包精炼炉（LF）—连铸生产线于1999年11月18日投产，随着几年来的生产工艺优化，月产量可达10万吨。LF炉充分发挥了协调缓冲、保证钢水质量的作用，本文对LF炉高效精炼工艺概况和冶金功效作以介绍。

3 100t LF生产工艺流程和冶炼钢种

FSF与LF采用离线布置方式，工艺路线为：FSF出钢钢包车→LF起吊位钢包车→LF精炼位→LF起吊位钢包车→板坯（方坯）连铸机。

冶炼钢种：低合金钢、船板钢、压力容器钢、锅炉钢、弹簧钢、冷墩钢、轴承钢、优质碳素结构钢、普碳钢、中高碳钢等。

2 100t钢包炉的主要设备与参数

2. 1 100t钢包炉的主要设备 双钢包车，炉体（钢包），钢包盖，电弧加热系统，喂线系统，事故氩枪，自动测温取样枪，底吹氩搅拌系统装置，合金上料系统及其它辅助设备。

2. 2 100t LF的主要设备技术参数见表1。

表1 LF的主要技术参数 项目

公称容量

单位 /t

技术参数 100 18 70 125 900 456 750 3000 60～100 300 30 1

4 LF钢包精炼炉造渣工艺实践

目前一炼轧钢包精炼采用的是 CaO-Al2O3-SiO2渣系，主要造渣材料为石灰和铝矾土；FSF采用RBT出钢方式，实现留钢留渣操作，出钢量1/3时加入300kg铝矾土和600kg石灰预造渣；精炼过程以石灰和铝矾土3：1的比例，小批量多次加入，根据渣的稀稠适当调整配比，渣量根据硫含量决定，一般控制在钢水量的1.5～2.0%。

5 脱硫工艺实践分析

工艺实践与理论研究表明，熔渣碱度、（FeO）含量、熔渣流动性、熔渣温度及搅拌等诸多因素均影响LF的脱硫速度和脱硫能力。在LF炉现行精炼工艺条件下，将主要影响因素作如下简要分析：

5.1 熔渣碱度对脱硫的影响

提高熔渣的碱度,渣中自由氧化钙的有效浓度增加，使脱硫反应朝着降低硫的方向进行，但并非熔渣的碱度越高越好,而是存在一个最佳范围。通过实践总结得出熔渣碱度为3.5～4.0时，脱硫能力最强。

变压器容量 /MVA 最小钢水处理量 /t 最大钢水处理量 /t 钢水净空高度 电极直径 极心圆直径 电极提升行程 电极提升速度

/mm /mm /mm /mm

/s

炉盖提升行程 /mm 炉盖提升速度 /s 钢包透气砖数量 /个

5.3熔渣中（FeO）对脱硫的影响

渣中（FeO）的含量对脱硫的影响如图1所示。渣中的（FeO）不利于钢液的脱硫，当（FeO）的含量小于2.5%时，熔渣的脱硫能力随着（FeO）含量的降低而增大，特别是当（FeO）的含量小于1%时，随着（FeO）含量的降低，则Ls 提高得更加显著。竖炉出钢加FeSiAl沉淀脱氧，LF炉通过电石扩散脱氧，（FeO）可以降低到较低水平。

300250)sL(200数FeO%系配150分的100硫5000.00.51.01.52.02.5熔渣中FeO/%

图1熔渣中氧化铁含量与硫的分配系数（Ls）之间的关系

5.4精炼时间的影响

精炼时间由钢水初始质量状况、目标值、精炼工艺等多种因素决定。其它影响因素不变的情况下，钢水原始硫含量的提高及目标值的降低均使精炼时间延长。调查结果表明，钢中硫含量随精炼时间的变化趋势如图2所示，可以看出，精炼时间大于40分钟钢中硫的降低趋势趋缓，此时钢中硫含量已接近0.010%。

0.0800.0700.060）%（0.050量含0.040S硫中0.030钢0.0200.0100.0000102030405060LF炉精炼时间(min)

图2精炼时间与钢中硫含量的关系

5.5氩气搅拌对脱硫影响

吹氩搅拌能增加钢渣界面传质、传热速

度，强化钢渣反应提高脱硫速度，降低溶解氧和促进夹杂上浮提高钢水质量；随着氩气流量的增大，脱硫速率增大，同时容易造成钢液面裸露，钢水二次氧化，导致钢水中氧和氧化物夹杂增加，从而限制了搅拌强度的进一步增大；当搅拌能量太小时，则起不到吹氩搅拌去除夹杂物的作用。 5.5.1 生产过程中的氩气流量控制

钢包在初始加热状态，由于需要升温和化渣，强化脱氧，应适当加大氩气流量，控

制在400～700NL/min，钢水的搅拌能约500～950kw/m3；随着钢水脱氧、升温的进行，氩气流量控制在300～450NL/min；钢水增碳粉或加入合金量比较大时，氩气流量

可增至600～1000NL/min或开启旁通阀进行搅拌以增加溶解速度，提高碳粉的收得率和增加合金的均匀程度；当精炼接近结束时，钢水喂线后，氩气流量控制在60～120NL/min，进行弱搅拌促进夹杂进一步上浮。

5.5.2终点弱搅拌的影响

精炼终点喂CaSi线（3m/t）并进行吹氩弱搅拌，氩气压力和流量的控制以钢液面轻微抖动而不翻腾为原则。搅拌去硫效果（终搅拌前后比较）如图3所示，吹氩时间大于5分钟效果明显，下一步将在大包回转台上安上氩气管，进行氩气弱搅拌。。

50)@(率硫30去20拌搅100051015LF炉终点弱搅拌时间(min)

图3LF炉终点弱搅拌时间对硫含量的影响

6 脱氧工艺实践分析

6.1出钢预脱氧，减轻钢包炉脱氧负担；在喂铝线沉淀脱氧与CaC2扩散脱氧相结合的复合脱氧方式，能迅速降低钢中的氧含量，

精炼渣变成脱氧良好的白渣，精炼过程钢中全氧含量变化趋势图（见图4）。

4003506.2竖炉终点碳对钢中全氧含量的影响如图5所示，分析：稳定竖炉的兑铁水量，控制

竖炉碳氧枪吹氧强度，避免钢水过氧化，出钢口后期下渣后要及时倒渣，以降低脱氧量。

300钢中全氧量（ppm)250200OAV1501005000102030405060LF炉精炼时间（min))图4精炼时间与钢中全氧含量的关系

0.120400350300250200150100500竖炉终点碳（%）0.0800.0600.0400.0200.000C钢号HRB400Q345CQ235Q235Q235Q235Q235Q345Q345Q34545#45#45#45#45#LF炉初始全氧量（Ppm）0.100OAV

图5竖炉终点碳与LF炉初始氧含量的对应关系

6.3终点弱搅拌对氧含量的影响 降低。

通过终点搅拌前后比较，吹氩时间大8.4合理运用精炼终点弱搅拌可以进一步改于5分钟具有一定的去氧效果。 善钢质，有效时间大于5分钟。

7 钢水纯净度控制

在LF炉的操作中采用白渣精炼，保持大于15min，使得钢中全氧含量较低，氧化物夹杂减少；采用向钢中喂入硅钙线的办法向钢中加入一定钙，对钢中夹杂物进行变性处理，有利于夹杂物从钢水中去除；规定精炼时间必须大于35min，以保证夹杂物有充分的上浮时间，喂线后弱搅拌大于5min，这些措施的实施保证钢水纯净度的进一步提高。

9结束语

安钢100t钢包炉的工艺制度，经过

不断的实践总结，能够满足年产105万吨钢的生产需要，能够保证现生产品种的钢水质量，但如果要降低目标值，工艺过程还需优化。

参考文献

[1]廖健诚．金属学 北京：冶金工业出版社，1994年．341页

[2]宋文林．电弧炉炼钢．北京：冶金工业出版社，1995年．308页

[3]徐增启．炉外精炼．北京：冶金工业出版社，1998年．177页

8结论

8.1造渣制度基本合理，白渣保持期间，碱度大于3.0；FeO接近0.5%；渣量控制在钢

水总量的1.5～2.0%，能够达到工艺要求。 8.2精炼时间30～40分钟，钢中硫的目标值可达到0.010-0.020%。

8.3满足现有钢种的质量要求，30分钟精炼时间是必须的,精炼时间超过40，精炼效率

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