LF合成精煉渣優(yōu)化與深脫硫工藝研究.pdf

1、LF鋼包爐作為一種高效鋼的二次精煉手段，借助電弧加熱、造還原渣和底吹氬氣攪拌等手段，以達到快速脫氧、脫硫、均勻鋼水成分、溫度以及有效去除鋼中夾雜物的目的，在純凈鋼冶煉方面發(fā)揮了巨大作用。探討合理的精煉渣成分和底吹氬制度對于提高LF作業(yè)效率，降低深脫硫時間，優(yōu)化轉爐、精煉爐和連鑄之間的工藝銜接和加快生產節(jié)奏均具有十分重要的意義。 本論文在鞍鋼二煉鋼LF合成精煉渣成分基礎上，建立二次回歸正交設計模型優(yōu)化了鞍鋼現(xiàn)場精煉渣成分，并考察了

2、FeO含量和渣量對合成精煉渣脫硫效果的影響。以優(yōu)化后的合成精煉渣成分為基準，通過實驗室坩堝實驗研究了工業(yè)原料和鋁灰基脫硫劑對脫硫的影響，并借助感應爐裝置比較了不同配方合成精煉渣的脫硫效果。結果表明，當渣中FeO、MgO含量不變時，隨w(CaO)/w(SiO2)增加，脫硫率均先增大后減小。在不同堿度條件下，Al2O3和CaF2含量對脫硫效果的影響程度不同，當精煉渣中Al2O3、CaF2含量過高時，增加上述任一組元含量，脫硫率均明顯降低；L

3、F冶煉低硫鋼時，精煉渣中FeO含量應控制在0.5％以下，且渣量適宜，一般不大于20kg·t-1鋼；本實驗條件下優(yōu)化的最佳精煉渣組成為w(CaO)/w(SiO2)9～11，Al2O327％～29％，MgO9％，CaF28％～10％，F(xiàn)eO小于0.5％；比較幾種工業(yè)脫硫劑配方的脫硫效果，按照脫硫率從大到小的順序依次為無氟電解鋁灰，優(yōu)化渣，預熔電解鋁灰，電解鋁灰，預熔熔鑄鋁灰，熔鑄鋁灰。 針對鞍鋼第二煉鋼廠北區(qū)180噸LF精煉爐脫硫工

4、藝，建立數學模型預測了底吹氬攪拌過程中鋼水循環(huán)流動和混合行為。結果表明，采用數學模型方法和數值計算可以較好地預報吹氣攪拌鋼包體系中鋼水湍流流動和混合現(xiàn)象；鞍鋼二煉鋼廠北區(qū)LF精煉鋼包采用的弱偏心噴吹，在吹氬方式上是比較合理的，鋼水同時存在明顯的上下運動和水平運動；在目前采取的吹氬工藝制度下，鋼水95％混勻時間在160s～317s之間，熔池中的鋼水循環(huán)流量為103t·min-1～175t·min-1、熔池液面最大鋼水流速為0.35m·s-

5、1～0.6m·s-1以及熔池體系最大有效粘度在44kg·m-1·s-1～72kg·m-1·s-1范圍，這些均表明鋼包內攪拌強度處于較高水平，綜合比較后認為，適合鞍鋼二煉鋼180tLF最佳氬氣流量應控制在20m3·h-1～50m3·h-1之間。 為了調查LF吹氬制度對鋼中夾雜物的去除效果，本研究以GR653和GR535管線鋼為研究對象，取樣分析了不同LF精煉周期內鋼中氣體含量、夾雜物數量、形態(tài)、粒度，并進行了綜合分析與評價。結果表

6、明，LF從進站到出站，鋼中夾雜物面積比可降低40％～50％，小顆粒夾雜物粒度分布比例增加，其中2μm～5μm小顆粒夾雜LF爐進站到出站由40％～50％比例提高到80％～90％，但最大夾雜物粒度沒有明顯變化；影響管線鋼LF爐夾雜物去除率的主要因素是吹氬工藝，通過在精煉過程采取合理的吹氬制度，可以降低鋼中夾雜物含量，減少夾雜物粒度；大氬氣量可明顯縮短鋼中夾雜物上浮時間，吹氬化渣的氣體流量最好控制在40m3·h-1～50m3·h-1，正常合金

7、化或升溫等處理時氬氣量在20m3·h-1～30m3·h-1即可；喂CaSi線對鋼中夾雜物起到了很好的變質作用，軋材中夾雜物絕大多數轉變?yōu)榍蛐巍?為了驗證實驗室研究結論，本研究又在鞍鋼二煉鋼進行了LF深脫硫實踐和鋁灰基脫硫劑試驗，基本解決了深脫硫時間長，脫硫速度慢的問題，實現(xiàn)了LF快速高效脫硫的目標。結果表明，在二煉鋼目前工藝條件下，鐵水預處理完全有能力將鐵水中硫含量降低至20×10-6～30×10-6水平，采用新型頂渣改質劑，鋼

8、水罐頂渣平均堿度達到3.7，爐渣中FeO和MnO含量可降到2％左右。采用控制渣中SiO2含量小于10％，提高爐渣堿度，可使LF爐脫硫率達到80％，鋼中最低硫含量達到0.001％水平；適當的發(fā)泡劑可以保證精煉渣發(fā)泡平穩(wěn)，其合理用量為3％～5％；通過對鞍鋼純凈鋼生產工藝改進，成功獲得了[P]、[S]、[N]、[H]、[O]之和小于100×10-6水平的純凈鋼鑄坯。應用電解鋁灰作脫硫劑組分進行的現(xiàn)場深脫硫試驗表明，鋼中硫含量可以從0.008％