LF钢包精炼炉在炼钢工艺中的应用

第４２卷第３期　２０１　４年６月　现代冶金　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｖ０１．４２　Ｎ０．３　Ｊｕｎ．２０１４　ＬＦ钢包精炼炉在炼钢工艺中的应用　汤雪松　（中冶华天南京工程技术有限公司，江苏　南京２１　００１９）　摘要：介绍了ＬＦ钢包精炼炉的冶金功能及主要设备，比较了ＬＦ炉在炼钢厂房中的布置形式及其优缺点，　并结合与其它精炼装置配置介绍了ＬＦ钢包精炼炉在钢种开发中的运用。　关键词：ＬＦ；钢包；精炼炉　中图分类号：ＴＦ７６９．２　引　言　随着现代钢铁Ｔ业炼钢Ｔ艺技术和装备的不　断发展，钢水炉外精炼Ｔ艺技术已成为炼钢生产　巾不＿口ｆ缺少的配套于段。其中以ＬＦ钢包精炼炉应　（３）加热钢水。ＬＦ精炼炉采用电弧加热，总　体热效率一般为３０％～４０％，一般钢水在ＬＦ精炼炉　丌温７Ｏ℃～８Ｏ℃，钢水升温速度可以达到　３℃／ｍｉｎ一５℃／ｍｉｎ　Ｊ，且对钢水终点温度控制精度　存土５℃。ＬＦ炉升温速度决定于供电比功率（一般　用最为广泛，ＬＦ钢包精炼炉是由１３本大同特殊钢　公司存ｌ９７１年开发研制的，是一种以电弧加热、　氩气搅拌和渣精炼为核心的钢包精炼炉生产技　术。目前国内ＬＦ炉的设计、制造和生产也已经具　有一定的能力和成熟的经验。　为ｌ　５０～２００　ｋＶＡ／ｔ　ｏ利用ＬＦ炉加热钢水，口ｆ降低　钢温度，从而有利于降低钢水巾的磷含量和提　高转炉炉衬寿命及废钢比例，生产实践表明，当　ｊｌ｛钢温度提高５０℃时，钢巾磷含量将提高ｆ３０～　５０）×Ｊ０。。【　。　（４）提高钢水连铸比。由于ＬＦ精炼炉具有加　１　ＬＦ钢包精炼炉在炼钢工艺中的功能　ＬＦ钢包精炼炉在炼钢工艺巾主要具有以下功　能：　热且能精确调整钢液成分和温度功能，从而　保　证浇铸前钢水适当的过热度和合格的钢水成分，　有利于提高铸坯质量和钢水连铸比。　（１）对钢水进行脱氧、脱硫提高钢水纯净度。　在ＬＦ钢包精炼炉内造还原性一渣并控制精炼炉还　原性气氛进行脱氧、脱硫。ＬＦ精炼炉在过程温度　控制在ｌ　５７０℃～ｌ　５９０。Ｃ时脱硫率５０％～７０％…，　可控制钢种硫含量　０．００５％。钢中含氧量可达到　２０ｘｌ０～～３０ｘ１０一。　２　ＬＦ钢包精炼炉的主要设备　ＬＦ炉主要设备包括炉体（钢包）、电弧加热系　统、合金与渣料加料系统、底吹氩搅拌系统、喂　线系统、炉盖及冷却水系统、除　系统、液压系　统、测温取样系统、钢包车控制系统等。按照供　电片式分为交流钢包炉和直流钢包炉，目前国内　多数使用交流钢包炉。　（２）均匀钢水温度和调整钢水成分。ＬＦ钢包　精炼炉底吹氩气可刘‘钢水进行搅拌，使钢水成分　和温度均匀。氩气在钢液上升过程中可除去钢中　约５０％夹杂物，大颗粒夹杂物几乎可以全部去除。　（１）炉体（钢包）是ＬＦ精炼工艺系统的主体　设备，钢包底部有浇钢用的滑动水口，　炉肇　在ＬＦ炉内通过加合金涮整钢水成分，钢水成分控　Ｒ／２一Ｒ／３（Ｒ钢包内半径）处设有吹氩用的透气砖，　氩气流　根据　同工位和钢包容　等决定。钢包　熔池深度Ｈ　Ｌｊ熔池直径Ｄ之Ｌ￣Ｈ／Ｄ影响钢液搅拌效　制精度高，可生产【ｃ】土Ｏ．０１％、【Ｍｎ］￣Ｏ．０２％、　【ｓｉ］￣ｏ．０２％等元素含　范罔较窄的钢１１１ｏ　收稿日期：２０ｌ４－０３－０４　作者简介：汤雩松（１９８５一），男，助理工程师　第３期　汤青松：ＬＦ钢包精烁炉枉烁钢工艺中的应用　５５　果、钢渣接触面积、包衬寿命及热损失等，一般Ｈ　／Ｄ为０．９～１．３，并且满足其它精炼设施对钢包上　部的净空要求。包衬为镁碳砖或者镁铬砖、镁铝　一集中处理。钢包炉除尘方式一般有【引：移动式密　闭罩；带野ＪｘＬ补偿的水冷炉盖；迷宫式水冷炉盖；　水冷炉盖＋第四孔抽风。除尘方式的选择婴考虑确　尖品石、高钒砖、锆铬砖，根据精炼钢种的＿Ｔ艺　要求，采川综合砌砖法。　（２）ＬＦ炉所使用的电弧加热系统设备由炉用　保炉内还原气氛、方便更换电极、不挡操作视线、　炯尘捕集率高：　变压器、短网、电极升降机构、导电横臂、石墨　电极组成。变压器额定容量主要取决于所需要升　３　ＬＦ钢包精炼炉布置形式　ＬＦ钢包精炼炉在车问的布置方式分为在线和　温速度及没备的水准（效率的高低）。小于３０ＭＶＡ　的变压器可以由国内制造，３０ＭＶＡ以上的变压器　一离线布置，按钢水从接受位到加热位形式不同，　ＬＦ钢包精炼炉的布置形式主要有单钢包车、钢包　同转式、纵向双钢包车、电极旋转双线钢包车及　三臂四工位同转台五种形式【４Ｊ。　单钢包精炼炉由于非精炼时间比较长，与转　炉和电炉生产节奏不相匹配已逐渐被淘汰，其它　般需要从国外引进【３】。ＬＦ炉导电结构有三种：　二相三臂式、三相电缆吊挂式、三相单臂式。　（３）ＬＦ炉盖为水冷结构，炉盖内层衬有耐火　材料。用于钢包口密封，以及保持炉内强还原性　气氛，防止钢包散热及提高加热效率而设置的。　炉盖上都设有电极孔、合金及渣料加料孑Ｌ、除尘　孑Ｌ、喂丝孔及测温观察取样装置。　四种布置形式各有优缺点（见表１）　钢包同转台　式ＬＦ精炼炉占用横向的空问比大，不适合布置在　跨问较小的厂房里．会占用物流通道。纵向双钢　包布置形式占地小。电极旋转双线钢包车式，可　与连铸机在不同跨问布置优化操作路线，具有处　理时问短、节奏怏特点，但投资大、维修费用高、　占地大。　臂四丁位网转式生产节奏快。但对电　（４）ＬＦ炉自动取样系统可采用自动测温取样　和人Ｔ取样两种方式。自动测温取样具有定点测　温、人为因素影响小等优点。但由于现场的操作　惯及设备故障等原因，大部分现场任采用人工　测温。　（５）ＬＦ除尘系统一般汇集到主除尘系统，统　表ｌ　控、定位精度要求高，工位之间干扰大：　不同布置形式ＬＦ钢包精炼炉优缺点比较　在设计过程巾，可根据具体＿Ｔ厂条件和实际　情况，结合每种形式ＬＦ钢包精炼炉的的优缺点，　选择合理的精炼炉布置形式，做到优化设汁合理　枷置。　用钢、Ｔ程机械用钢、汽车大梁钢。　ＬＦ精炼炉在炼钢＿Ｔ艺巾常与ＣＡＳ、ＶＤ、ＲＨ　精炼相互结合牛产超低碳、低硫、低磷、低氧、　低氮、低氢洁净钢。ＬＦ钢包精炼炉与其它精炼炉　的选择配合要考虑到以下几个方面：（１）产品大　４　ＬＦ钢包精炼炉在生产中的运用Ｉ　】　ＬＦ炉较适合处理Ｓｉ．Ｍｎ镇静钢，且根据冶炼工　纲对钢水质量的要求。（２）周期匹配，即精炼周　期应与转炉和连铸的产能、生产节奏适虚。（３）　经济性，即投资成本、生产运行成本要合理。　在生产Ｋ型材或中厚板为主的转炉炼钢厂多　采用ＣＡＳ＋ＬＦ双联精炼工艺，ＬＦ炉只进行白渣精炼　上艺，而将ＬＦ炉的部分冶金功能在ＣＡｓ炉内完成，　缩短ＬＦ炉精炼周期，适应转炉生产节奏。适合　ＣＡＳ＋ＬＦ双联精炼的钢种有冷镦钢、碳素结构钢、　艺条件和钢种不同，ＬＦ处理工艺可采用轻处理工　艺、一般处理上艺和重处理工艺以适应初练炉的　产节奏和处理成本　适合ＬＤ＋ＬＦ处理的合金钢常见钢种主要有硬　线钢、齿轮铡、轴承钢、弹簧钢、管线钢、种轨　道钢、高强度建筑用钢。适合ＬＤ＋ＬＦ处理的微合　金钢常见钢种主要有造船用钢、桥梁用销、锅炉　弹簧钢、硬线钢、上程机械用钢、造船用钢、乐　５６　现代冶金　第４２卷　力容器用钢等。　ＬＦ＋ＶＤ精炼工艺适合生产对氢、氮、硫要求　较高的钢种。主要和中小型转炉或电弧炉、方坯　连铸机配合，生产高碳钢、合金钢、弹簧钢、无　缝钢管、重轨钢、锅炉钢等几乎所有钢种。精炼　丁＿艺采取的先后顺序根据ｍ钢后的钢水温度及钢　种的特点，如当出钢温度较高采用ＬＤ—ｖＤ—ＬＦ　顺序，先真空碳脱氧、脱气（Ｈ、Ｎ），然后到ＬＦ　炉精炼脱硫，反之采用ＬＤ—ＬＦ—ｖＤ，先经ＬＦ炉　升温、精炼脱硫、调整好合金成分（除Ｔｉ、Ｂ、Ａｌ、　Ｃａ等元素）及顶渣改质满足ＶＤ炉处理要求，然后　到ＶＤ炉进行脱气和深脱硫。　ＬＤ＋ＬＦ＋ＲＨ精炼＿Ｔ艺比较灵活．可有效降低　转炉各种Ｔ艺负荷，特别适合生产低碳铝镇静钢　和对钢种气体含量要求的硅镇静钢、高级别的超　低硫管线钢、汽车而板钢以及大部需要真空处理　的钢水，一些用于ＬＦ＋ＶＤ所能处理的钢种ＲＨ大部　分均能处理，ＲＨ处理能力及节奏均比ＶＤ大，所以　ＬＤ＋ＬＦ＋ＲＨ精炼＿丁艺适合与大中型转炉和板坯连　铸机匹配生产。　５结束语　ＬＦ精炼炉因其具有对钢水升温、成份微涮、　提高钢液纯净度、满足连铸对钢成份及温度等多　种冶金功能且精炼效果明显、生产节奏快，能够　协调炼钢一连铸生产节奏等特点，另外ＬＦ钢包精　炼炉设备简单、投资少、运行费用低，已成为不　可缺少的炼钢工艺手段，以初练炉一精炼一连铸　三位一体的代表性工艺流程未来将得到更广泛的　应用　参考文献　【ｌ】刘汉川．我国钢包炉（ＬＦ）的发腱状况【Ｊ】．特殊钢，００１，２２（２）：３Ｉ－３２　【２】阎丽懿，肖玉光等．ＬＦ炉变压器容量及技术参数确定【Ｊ】＿冶金　设备．２００６．１５７（３）：５６．５７．　ｆ３】李中金．刘芳等我圉钢水二次精炼的发ｌ／￣：ＩＪ］特殊钢．２００２　２　３（３）：３０　（４】山仆达，陈林仪等钢包精炼炉设汁啦注意的事项【ｃ】．｜｝『；十五届　伞目炼钢学术会议文集，２００８：７９７～８０ｌ　【５】俞海明，黄星武等．转炉钢水的炉外精炼技术【Ｍ】．北京：冶金工　业｝ｊ｜版社．２００５．