LF精煉渣脫硫能力的優化研究

邊英華

【摘要】隨著世界經濟趨于信息化的快速發展，現代工農業和科學技術的發展對于鋼材的質量要求也越來越高。LF鋼包精煉可對鋼液實施升溫、造渣、脫氧、脫硫、去夾雜、合金化和吹氬攪拌等精煉操作，使鋼液成份和溫度均勻，純凈度提高，從而促進鋼水質量的提高和品種鋼的生產開發。本文主要就LF精煉渣脫硫能力優化方面的內容展開了論述，以供參閱。

【關鍵詞】LF精煉渣；脫硫能力；優化

一、影響LF脫硫效率因素分析

（一）轉爐終點渣料加入量對脫硫的影響

在轉爐終點加入渣料，對鋼包內原始渣起到了改質、預脫氧和渣洗脫硫的作用，調節了LF爐精煉進站前爐渣堿度，同時減少了精煉前期造渣料的加入量和造渣時間，提高了精煉脫硫率。如果轉爐終點渣料加入量較大，會導致爐渣不能充分融化或結殼，影響LF精煉脫硫效果，降低精煉脫硫率，經統計分析，轉爐終點加渣料量根據鋼種和終點硫含量不同，轉爐終點加渣料量控制在300～600kg/爐較合適。

（二）熔渣堿度對脫硫的影響

隨著堿度的增大，渣中CaO增多，自由氧離子O2-增多，有利于脫硫反應的進行，提高脫硫率。但堿度過高會引起爐渣粘稠，從脫硫反應動力學角度來看，反而不利于脫硫反應的進行，脫硫率降低，鋼種不同（如含鋁鋼和不含鋁鋼），對精煉渣堿度控制要求不同。統計分析認為，LF精煉過程含鋁鋼堿度控制在5.0～8.0，不含鋁鋼控制在2.0～4.0，脫硫效果最佳。

（三）氬氣攪拌對脫硫的影響

從脫硫反應的動力學角度分析，鋼包精煉爐中增大氬氣攪拌強度，不僅提高了渣-鋼之間的接觸面積，而且加大了擴散傳質的推動力，增大氬氣攪拌強度，可加快脫硫反應速度，提高精煉過程脫硫率。但氬氣壓力過大，容易造成鋼液大面積裸露、鋼水的二次氧化和大幅度的鋼水溫降，使鋼中的夾雜物含量增加，影響冶金效果和鋼水質量，因此要根據具體的鋼包透氣性情況和鋼包凈空條件，選擇合理的吹氬制度。通過對LF精煉數據統計分析和經驗總結，結合鋼包的透氣性，氬氣量LF加熱過程設定在60～160NL/min，強攪拌過程設定在400～600NL/min，精煉結束后軟吹過程設定在30～60NL/min（透氣性差的鋼包除外）。

（四）脫氧劑對脫硫的影響

從熱力學角度考慮，脫硫反應是在還原性氣氛中進行的，渣中（FeO）和（MnO）的含量高，不利于脫硫反應的進行。因此，在精煉過程中，通過加入脫氧劑對爐渣氧化性進行調節，實現白渣精煉，促進精煉脫硫率。目前，精煉過程主要加入的脫氧劑為硅鐵粉、硅鈣粉和鋁粉，不同脫氧劑脫氧效果和加入量不同，導致精煉過程脫硫效果不同，隨著脫氧劑加入量的提高，爐渣氧化性降低，鋼水脫硫率逐漸提高，同時在相同脫硫率情況下，鋁粉加入量顯著低于硅鐵粉和硅鈣粉加入量。經統計分析LF爐精煉過程中，鋁粉加入量在40～80kg/爐，硅鐵粉或硅鈣粉加入量在100～140kg/爐，鋼中硫含量可降低到0.01%以下。

二、提高精煉脫硫效率的改進措施

（一）精煉過程溫度控制

LF提溫是在非氧化性氣氛下，利用電弧加熱來提高鋼水溫度，補償處理過程鋼水溫降及造渣、合金化的吸熱，便于形成有利于脫硫、脫氧、去除夾雜的鋼包渣，還可精確控制溫度，為連鑄機提供溫度合適的鋼水溫度。脫硫反應是一個吸熱反應，提高溫度有利于脫硫反應的進行，同時加熱使渣產生較高的溫度，較好地提供了脫硫反應的熱力學條件。但過分提高鋼水爐渣溫度，不利于鋼包包襯使用壽命的提高和電耗成本控制。根據實際情況對精煉過程溫度控制制定了規范：首先，為保證精煉前期化渣脫硫，適當提高鋼水到站溫度，從制度上規定鋼水進LF溫度控制在1560℃以上。其次，鋼水到站后迅速提溫操作，避免加渣料造成的鋼水和渣子溫降，保持精煉過程鋼水溫度在1580℃～1590℃之間。再次，過程采用頻繁短時間提溫，目的是保持鋼水爐渣溫度的穩定性，避免溫度大幅度波動，保證渣子有效活性，促進爐渣脫硫去夾雜。最后，出站前將鋼水溫度提高到規定到站溫度的10℃以上，軟吹氬5min，開出鋼水上鑄機。

（二）爐渣性能判斷及調整

由于爐渣成分化驗滯后和運行成本問題，實際生產中不能及時對爐渣進行理化性質檢測，而主要通過經驗來了解爐渣性質并采取措施予以調整，保證爐渣最佳脫硫狀態。正常情況下，LF渣子顏色隨著氧化性變化，爐渣堿度不同，其物理狀態也不同，因此可以利用對渣子狀態觀察來判斷其氧化性和堿度情況。為及時了解渣子特性，需要對渣子外觀物理特性有所了解，在實際生產中，使用燒氧管粘鋼包內渣子，觀察渣子顏色形狀來判斷渣子氧化性和堿度等化學性質，然后做相應調整，保證爐渣合適的理化性能。

（三）精煉過程還原氣氛控制

精煉還原氣氛主要受除塵抽氣量和底吹氬量影響，為保持爐蓋內還原性氣氛，對除塵閥門設計了微機調整控制。在實際生產中，根據電極環煙氣外溢情況及時調整閥門開度，保持爐蓋電極環上部煙氣能溢出又被收回狀態，以此保持爐內還原氣氛。

三、結語

總而言之，通過對LF精煉爐工藝的改進，為能夠有效提高LF精煉爐中脫硫的效率和精煉的效率。我們可以強化鋼水及爐渣的脫氧，提高光學堿度，優化爐渣成分，選擇合適的渣量能夠有效提高脫硫的效率，保證鋼材的質量，以更好地適應快速發展的信息時代。

參考文獻

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