熔煉造渣原理

1、煉鋼 QQ 組的朋友，大家晚上好，首先感謝主持人組織了這次交流，很高興有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家一起討 論交流一下 LF 精煉過程白渣的操作實(shí)踐， 可能涉及到一點(diǎn)簡(jiǎn)單的理論 知識(shí)，我盡量講得通俗點(diǎn)，如有不足之處，還請(qǐng)大家指正和多多包涵！ 下面我先介紹一下 LF 爐的作用，隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展及對(duì)鋼質(zhì)量 要求的不斷提高， 鋼包精煉爐日益受到重視。 利用鋼包爐的加熱精煉功 能，可以解決煉鋼連鑄間的許多問題， 如降低出鋼溫度、提高冶煉技 術(shù)指標(biāo)、為連鑄提供溫度成分準(zhǔn)確均勻的鋼水，協(xié)調(diào)煉鋼與連鑄節(jié)奏。對(duì)轉(zhuǎn)電爐煉鋼廠，還可開發(fā)合金含量較高的鋼種。 LF 功能的發(fā)揮， 首先需要其快速升溫功能的實(shí)現(xiàn)。 采用泡沫埋弧加熱

2、工藝， 可以減少電 弧對(duì)爐蓋和鋼包渣線的熱輻射， 提高渣線部位包襯壽命， 提高加熱效率， 減少因電弧造成的鋼水增氮。LF 鋼包精煉爐具有保持爐內(nèi)還原氣氛、氬氣攪拌、電極埋弧加熱和合 成渣精煉等獨(dú)特的精煉功能， 其中合成渣的精煉功能可以取代煉鋼爐 的還原操作，更好地完成脫硫、脫氧和去氣去夾雜的任務(wù)， 達(dá)到對(duì)初 煉鋼水進(jìn)一步調(diào)質(zhì)的作用， 而合成精煉效果的好壞與合成渣的理化特性 有直接的關(guān)系。趙博士：下面我介紹一下精煉渣的作用LF 爐精煉過程中向鋼包中加入特殊配比的合成渣料，在電弧加熱下熔 化成液態(tài)渣， 達(dá)到進(jìn)一步精煉鋼液， 絕熱保溫的目的， 其冶金作用如下：(1) 采用高堿度、高還原性渣料可以進(jìn)一

3、步脫除鋼中硫、氧。由于在LF 爐精煉中采用底部吹氬攪拌，增加了渣鋼接觸面積和機(jī)會(huì)，可獲 得滿意的效果。（2）保護(hù)包襯，提高熱效率。（3）捕捉鋼中夾雜物，凈化鋼液。 LF 爐通過底部吹氬攪拌，促使鋼 中平雜物聚集上浮，與渣接觸被吸收，可以精煉超純凈鋼液。（4）隔絕空氣，防止鋼液吸收氣體。（5）對(duì)夾雜物進(jìn)行變性處理。整體操作步驟，流程為：等待位（吹氬）T精煉位通電、加渣料、造白渣、調(diào)整成分和溫度T喂線 T軟吹T關(guān)閉氬氣、吊走；完畢北京 + 煉鋼連鑄：好的，下面請(qǐng)趙博士，講解下第二部分內(nèi)容B :重點(diǎn)介紹下精煉造白渣的精煉原理（理論部分）、造渣步驟、工藝特點(diǎn)（堿度、理化性能等） （大約 20 分鐘）趙

4、博士:精煉渣的基礎(chǔ)渣一般多選 CaO-SiO2-Al2O3 系三元相圖的低熔點(diǎn)位 置的渣系。 基礎(chǔ)渣最重要的作用是控制渣的堿度， 而渣的堿度對(duì)精煉過 程的脫氧脫硫均有較大影響。堿度提高可使鋼中平衡氧降低。 精煉渣可以利用白渣 （不加脫氧劑 ）精煉，達(dá)到降低鋼中氧、 硫和夾雜物 含量的目的；也可以在鋼中加入脫氧劑，如鋁粒、 Si-Fe 、 RE 等，提 高渣的精煉能力；熔渣堿度和氧化性是熔渣的重要指標(biāo)。熔渣的堿度表示它去除鋼液中硫、磷的能力，同時(shí)保證爐渣對(duì)鋼包爐襯的化學(xué)侵蝕性最低。熔渣的氧化性高低取決于渣中最不穩(wěn)定的氧化物-氧化鐵活度 （a FeO）的高低。熔渣的堿度對(duì) a FeO數(shù)值的影響起著

5、重要的調(diào)整 作用。當(dāng)w （FeO+MnO ） <1.0% 時(shí)，還原很充分，很利于反應(yīng)進(jìn)行。由 于鋼渣之間的擴(kuò)散關(guān)系，氧在鋼渣間存在著平衡分配關(guān)系。 但在初煉時(shí) 期兩者并沒有立即平衡，需要攪拌和反應(yīng)時(shí)間。在1600 C時(shí)，以下關(guān)系式是成立的通過鋼渣接觸、氬氣攪拌，鋼中 A門也直接同渣中的（FeO ）起反 應(yīng)。更有效的辦法是將顆粒狀的 Al粒直接加到渣中，直接降低（FeO ）。 硫的分配比與精煉渣中（FeO+MnO ）成反比關(guān)系，即隨著（FeO+M nO ）含量的提高，硫的分配比降低，對(duì)爐渣脫硫不利。因 此要求合成精煉渣中還原性要強(qiáng)，（FeO+MnO ）的含量應(yīng)控制在1.0%以下渣的還原性與

6、脫硫反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系與堿度不一樣。通常所說的白渣就是指渣中（FeO+MnO ）含量低，渣的顏色呈白色 合成渣料中配加碳化硅可降低渣中 FeO含量，因而有利于增大 LS , LS，就是硫分配比。LF重要的作用是脫硫。但是，反應(yīng)生成物SiO2進(jìn)入渣中，降低了熔渣堿度R，部分抵消了碳 化硅增大LS的作用。如何使鋼水符合要求，成分穩(wěn)定，就必須要有良好的造渣工藝，即必須 有良好的吸附介質(zhì) - 白渣。用白渣和惰性氣氛保護(hù)、攪拌，氧、硫及雜 質(zhì)會(huì)很容易地被除去。渣中的(FeO+MnO1.0% )還原才較充分，這是脫硫、除雜的前 提。北京+ 煉鋼連鑄 :LF 爐的白渣和攪拌，是極為關(guān)鍵的因素。趙博士 :Ca

7、O-SiO2-MgO-Al2O3 渣系脫硫?qū)嶒?yàn)表明，渣堿度 R 對(duì)渣鋼硫分 配比 LS 具有較大影響。北京+ 煉鋼連鑄 : 可以說，精煉操作工最重要的工作就是精煉造渣。 。趙博士 :當(dāng) R<3.0 時(shí)，堿度增加， LS 隨之增加，而當(dāng) R>3.0 時(shí), 繼續(xù)增加R, LS 下降國外 LF 精煉渣的特點(diǎn)是堿度高(有時(shí)渣中 CaO 含量高達(dá) 65% ) ,并 獲得較好的精煉效果；而國內(nèi) LF 精煉渣的堿度處于中( B=2.23.0)，低 (B=1.62.2)堿度水平，在這種堿度范圍內(nèi)，同樣顯著提高了鋼液的質(zhì)量 一般堿度控制在 2.53.0 之間時(shí)， 硫的分配比比較高， 精煉結(jié)束時(shí)可 達(dá)

8、 80 以上渣指數(shù) (CaO/SiO2：Al2O3) 也是評(píng)價(jià)精煉渣堿度的一個(gè)指標(biāo)， 它反映了保證精煉渣一定的堿度下，使?fàn)t渣有適宜的流動(dòng)性。 研究表明，渣指數(shù)越低，硫的分配比越高，當(dāng)渣指數(shù)為 0.20.4 時(shí)，硫的分配比 高.北京+ 煉鋼連鑄 : 渣的堿度是一方面，流動(dòng)性等，趙博士在這部分簡(jiǎn)單介紹下。 趙博士 :渣的流動(dòng)性主要與渣的熔點(diǎn)、基料成分含量有很大關(guān)系 北京+ 煉鋼連鑄 :國外如此高的堿度， 65 的 cao ，流動(dòng)性問題呢。老趙簡(jiǎn)單說兩句 趙博士 : 國外渣流動(dòng)性沒大問題，主要選擇了合適的基渣料、助熔劑的含量高、 強(qiáng)攪拌 完畢北京+ 煉鋼連鑄 : 好的。非常感謝趙博士的介紹。咱們進(jìn)行

9、下一部分C:目前造白渣工藝遇到的主要問題和主要技巧解析（如何看渣的粘稀，如何處理；如何保持合適的渣厚；等等（ 20 分鐘）。 操作層面的多一點(diǎn)了。趙博士 :在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中， 由于熔渣試樣分析速度較慢， 通常用小鐵管插入熔 渣后，取出觀察粘附在鐵管上熔渣的表征來了解熔渣有關(guān)性能。 說白了，就靠觀察渣的形狀和顏色 渣子的顏色可能是黑色、褐色、灰色、綠色、黃色或白色，它們之間有 許多細(xì)微差別，渣子顏色的變化隨著渣子的還原程度從黑色到白色。黑色：表明w( FeO+MnO ) >2% ，渣的氧化性很強(qiáng)，不具備還原 功能，需要進(jìn)行強(qiáng)烈的還原脫氧?？搭伾^渡看渣的還原程度。這時(shí)的調(diào)整方向：提高渣溫，

10、保持爐渣良好流動(dòng)性，降低氬氣，避免鋼水裸露，在渣面分 散加入C粉或SiC還原爐渣灰色到褐色：表明 w (FeO+MnO )= 1%2% ，渣的氧化性較弱， 但還需要進(jìn)一步地還原。這時(shí)的調(diào)整方向：與黑色相同白色到黃色：這種渣子還原得較好，黃色表明發(fā)生了脫硫，這種渣冷卻下來后會(huì)碎裂成粉狀。這時(shí)可以適當(dāng)增加渣量，能進(jìn)一步提高脫硫量如渣中有氧化鉻，渣會(huì)呈現(xiàn)綠色。至于觀察渣的形狀主要有三種類型玻璃狀落片：表明SiO2、A12O3 太高，在這種情況下應(yīng)加入石灰， 每次加入量不超過24kg /1，熔解后再試驗(yàn)。渣面平滑、厚：這種渣子冷卻后應(yīng)會(huì)碎裂， 渣況是理想的。如果不碎裂， 那么鋁酸鹽可能偏高，可少量加石

11、灰。渣面粗糙不平：石灰量過大?？梢园l(fā)現(xiàn)未熔化顆粒，可以加入SiO2或 A12O3系合成渣每次加入量在12kg /1，熔化后再試。這個(gè)問題就講到這里北京 + 煉鋼連鑄： 趙博士，這個(gè)問題上，還有個(gè)看渣粘稀和厚度的問題。你簡(jiǎn)單說兩句。大家可以對(duì)趙博士講座過程有關(guān)本講相關(guān)的問題，整理下，發(fā)給天管。 趙博士：厚度是沒法在生產(chǎn)時(shí)準(zhǔn)確估計(jì)的， 渣粘稠情況可停下打開爐門看吹氬條件下渣的涌動(dòng)情況，不能定量表述，只能憑經(jīng)驗(yàn) 下面講一下我歸納的形成白渣的三個(gè)方面， 可能與其它鋼廠的情況有點(diǎn) 出入，基本原理肯定是這樣的！1 ）加料調(diào)整對(duì)目前所冶煉的鈉種進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，根據(jù)不同的類別制定一個(gè)基本的加料制度。根據(jù)出鋼下渣

12、情況，對(duì)加料順序進(jìn)行合理安排。 如不管鋼水的下渣情況， 渣子的干稀狀況， 只是將已經(jīng)準(zhǔn)備好的造渣料 一次性加入鋼包進(jìn)行通電精煉。往往造成精煉結(jié)束后造渣料不能化開， 不能發(fā)揮精煉的脫硫、脫氧、去夾雜的功能。應(yīng)該根據(jù)爐前下渣量多少、 粘稀等情況，先加人適量的螢石再加入石灰，石灰分兩批加，保證所有加入的石灰可以完全化開。 分批加人石灰的步驟如下 : 在通電開始 1 一 2min 后加人石灰總量的 2/3;待第一次加入的造渣料完全化開后，再加入其余的造渣料 ; 脫氧劑（包括碳化硅、電石、硅鈣粉等 ）在石灰化開后根據(jù)爐渣的脫氧程 度依次適量加人，保證白渣的形成及維持。2 ) 優(yōu)化吹氬模式 通過優(yōu)化吹氬控

13、制來達(dá)到快速造白渣、并加強(qiáng)白渣的精煉效果。 爐外精煉過程中鋼液的攪拌是重要的操作， 在精煉過程中起著均勻鋼液 溫度與成分、促進(jìn)鋼渣之間反應(yīng)、 加快夾雜物上浮的作用， 而且直接關(guān)系著其它精煉 手段的實(shí)現(xiàn)。精煉過程中攪拌是必不可少的手段，合理的攪拌可以提高鋼液的質(zhì)量， 但是不合理的攪拌可能惡化鋼液質(zhì)量。當(dāng)吹氬過大會(huì)造成爐內(nèi)的氣泡迅速逸出，達(dá)不到造白渣的要求。 如從精煉開始到結(jié)束都保持一定的吹氬壓力和流量， 前期吹氬過小對(duì)化 渣不利， 后期吹氬過大易卷渣、吸氣，既不能有效保證快速化渣，也不能避免夾 雜物的卷人。很有必要制定一個(gè)較為合適的吹氬制度 簡(jiǎn)單說來，應(yīng)達(dá)到如下要求： 在精煉前期由于要加入大量的

14、造渣料， 必須有較大的吹氬壓力才能保證 所加入的料在鋼包表面完全鋪開， 保證造渣料不在加料孔邊堆積， 為造 出白渣提供有利條件。當(dāng)造渣料化開后，要達(dá)到發(fā)泡的效果，必須減小吹氬壓力，便于維持發(fā) 泡埋弧，增強(qiáng)鋼渣反應(yīng)及脫硫的效果。通電結(jié)束后，再減小吹氬壓力和流量，保證鋼水一定的軟吹時(shí)間，使得各類夾雜物充分上浮，從而提高鋼水純凈度，達(dá)到鋼水精煉的目的。 根據(jù)各鋼包容量的大小， 通過計(jì)算吹氬的攪拌強(qiáng)度， 確定各精煉階段最 佳的吹氬流量3 ) 穩(wěn)定精煉的通電參數(shù) 通過穩(wěn)定供電制度來保證白渣的造出和維持。 通過生產(chǎn)實(shí)踐，也摸索了一點(diǎn)規(guī)律： 通電開始采用小電流起弧， 防止因突然大電流起弧電極晃動(dòng)厲害造成斷

15、電極。起弧穩(wěn)定一定時(shí)間后， 進(jìn)人加料階段， 此時(shí)為了保證造渣料完全化開需 增大電流，用高電能轉(zhuǎn)化的熱量融化造渣料。當(dāng)造渣料完全化開后考慮澆注溫度要求進(jìn)行調(diào)溫處理， 逐步降低通電電 流，維持精煉功效。要造好白渣，其它還有需要注意的方面：北京 + 煉鋼連鑄： 趙博士，繼續(xù)。通電繼續(xù)講講 趙博士：通電只能起個(gè)拋磚引玉， 各鋼廠的生產(chǎn)節(jié)奏和設(shè)備不同， 這只是共性東 西還有一點(diǎn)要注意的細(xì)節(jié)1 )脫硫前鋼水要先脫好氧，通常為w (: 0) <20 X 10-62) 調(diào)整堿度，并保持還原氣氛及渣良好的流動(dòng)性；過程中要注意渣狀 的變化，并及時(shí)調(diào)整成白渣；3) 要有較強(qiáng)的吹氬攪拌才能促進(jìn)鋼渣接觸，從而促進(jìn)脫氧、脫硫。4) 硫 含量 高時(shí)， 要 適當(dāng) 增 大渣量 ；若 石 灰純 度 不夠或 活性 度 <300ml ，也要適當(dāng)增大渣量； 全部完畢 北京 + 煉鋼連鑄： 好的。謝謝趙博士！ 感謝這個(gè) 1 小時(shí) 20 分鐘的講解。時(shí)間有限，拋磚引玉。 咱們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答疑的環(huán)節(jié) 先休息 3 分鐘。大家喝口水。 。9 點(diǎn) 23 開始。(5) 主講嘉賓就網(wǎng)友問題答疑( 20 分鐘) 規(guī)則是，其他網(wǎng)友不要插話。由提問的網(wǎng)友，和嘉賓對(duì)話?？梢宰穯?。 不可較真，情況