120吨LF炉造渣工艺研究及应用

120吨LF炉造渣工艺研究及应用

富  强   姚志龙

（北营钢铁（集团）股份有限公司炼钢厂，辽宁  本溪 117017）

摘  要：为解决LF冶炼钢水可浇性差，浇注水口结瘤以及连浇炉次少等问题，北营炼钢厂通过优化LF炉渣组分、降低熔点、提高流动性等方式，降低了钢水夹杂物含量，铸坯质量明显提高，提高了钢水纯净度以及连浇炉数，有效的降低了生产成本。

关键词：精炼渣；低熔点；流动性；夹杂物

1 前言

精炼渣的基本功能是对钢水进行脱氧脱硫、吸收钢水中的夹杂物以净化钢液、起泡埋弧以防止钢水吸气和保温等等。炼钢厂铝镇静钢生产传统工艺采用高碱度、大渣量炉渣以达到脱氧、脱硫、去夹杂的目的，生产过程存在以下几点问题：

（1）钢水可浇性差，时常出现水口结瘤甚至断浇现象，铸机连浇炉次少。平均连浇12炉次，更换2.5支水口。

（2）硅易超标，硅超标炉次达到5%。

（3）铸坯质量较差。

（4）合金物料使用量较大，生产成本较高。

根据精炼渣性能进行分析，高碱度、大渣量炉渣钢水流动性差，渣—钢界面反应差，动力学条件不足，并且熔点高，易形成高熔点CaO-6Al203、CaO-2Al203、CaO-6Al203（见图1），钢水夹杂物难于被吸附。因此，实际生产中，合理使用造渣料，促使早化渣、化好渣，改善炉渣的流动性和组元活性，促进渣一钢界面反应；并且降低炉渣熔点，使其形成低熔点的3CaO-Al203、7CaO-12Al203（见图1），提高熔渣脱氧、脱硫和吸收夹杂物的效果，是提高精炼渣吸附夹杂物能力的关键，CaO-Al203平衡相图如图1所示。

2  LF炉渣优化研究

炼钢厂结合精炼渣性能以及生产实际情况，通过优化炉渣组分、降低熔点以及提高炉渣流动性等方面开展工作，提高炉渣的吸附夹杂能力，对LF炉造渣工艺进行了优化。

2.1 造渣料使用优化

通过降低造渣物料使用量以及加入方式的优化，使其达到快速化渣，降低熔点以及提高炉渣流动性的目的，下面通过二种工艺进行对比分析。

原工艺：石灰一次性加入1000-1200kg，铝粒分批次加入60-80kg，观察化渣后渣色情况以及流动性情况。

优化工艺：石灰分批次加入300-600kg，铝粒随石灰每批次加入20-25kg，观察化渣后渣色情况以及脱硫情况。

通过两种不同工艺的对比试验可以看出，优化工艺炉次脱氧效果、炉渣流动性良好。两种工艺渣色对比如图2所示。

2.2 炉渣组分优化

通过造渣工艺不断优化，造渣料以及炉渣组分对比情况如表1所示。优化工艺炉次精炼渣组分较为合理，具备以下几点优势：

（1）快速化渣、化好渣。

（2）熔点适当，炉渣吸附能力提高。

（3）炉渣的流动性提高，改善动力学条件，表面张力小，提高了渣钢界面反应。

（4）脱氧程度适当，有利于硅元素控制。

表1  LF渣组分对比

3 实际效果

通过LF炉造渣工艺研究，铝镇静钢钢水纯净度、钢水可浇性提高，并且铸坯实物夹杂物控制水平显著提高。

3.1 可浇性对比

通过分别收集SS400生产的2015年22个浇次226炉次以及2016年20个浇次361炉次的数据进行对比，优化工艺生产浇次连浇炉次平均增加6炉次，换水口降低0.5支，钢水可浇性明显提高，可浇性对比情况如表2所示。

表2 可浇性对比分析

3.2 非金属夹杂物对比

通过分别收集SS400生产原工艺以及优化后工艺7炉次铸坯夹杂物评级数据进行对比，优化工艺的铸坯非金属夹杂物评级较原工艺有明显降低，非金属夹杂物检测结果对比如表3所示。

表3 非金属夹杂物检验结果对比

3.3 效益测算

通过LF炉采用电石冶炼的工艺研究实践，铝质脱氧剂、钙铁线消耗量明显降低，连浇炉数明显提高，降低了生产成本，具体效益测算如表4所示。

表4 效益测算表

由表4可见，通过工艺优化可降低成本9.18元/吨，铝镇静钢年产量约150万吨，可降低成本约1377万元。

4 结论

（1）通过理论以及实践生产工艺的优化，确定了最优的LF炉渣组分、电熔点以及良好流动性的精炼渣。

（2）通过LF造渣工艺的优化，降低了钢中夹杂的含量，钢水纯净度得到了提高，连浇炉数平均达到18炉，更换2支水口。

（3）成分硅含量得到了有效控制，成分合格率达到100%。

（4）通过工艺的优化，降低了造渣物料的消耗，降低了生产成本约1377万元/年。

参考文献

[1] 俞海明.电炉钢水的炉外精炼技术.北京:冶金工业出版社.2010

[2] 陈家祥.钢铁冶金学[M].北京: 冶金工业出版社.1990

[3] 黄稀枯.钢铁冶金原理.重庆:重庆大学出版社,1990

[4] 李献忠，汪菊华. LF精炼渣系的分析与应用. 北京:冶金工业出版社.2010