某鋼廠為適應市場形勢發展的需要,拓展企業生存發展空間,為轉爐冶煉配備了LF精煉,以達到脫氧、脫硫、去除夾雜、生產潔凈鋼的目的。通過對某鋼廠20g鋼精煉過程中顯微夾雜物的類型、數量以及影響夾雜物去除的因素進行探討,為LF精煉過程顯微夾雜的控制提供理論依據,并對現有LF精煉工藝進行優化。

LF精煉前后的工藝流程是:轉爐出鋼-鋼包底吹氬-LF吹氬攪拌-通電升溫-造渣脫氧、脫硫-喂絲-軟吹-連鑄。轉爐出鋼過程進行脫氧合金化。

掃描電鏡分析鋼中顯微夾雜物知,LF精煉中期鋼液中沿晶硫化物較多,且有三處聚集狀鋁氧化物。LF精煉后期經過喂絲,鋼水中主要是球形氧化物夾雜,其它氧化物和硫化物夾雜尺寸較小,其中鈣鋁酸鹽和鈣硅酸鹽較多。

LF精煉在鋼包內保持非氧化性氣氛,從鋼包底部進行吹氬攪拌,使鋼液連續循環流動,鋼包內鋼液成分偏差極小,可達到精確控制成分的目的,使連鑄相鄰爐間存在元素濃度差極小,有效控制產品質量特性的波動;LF爐可以埋弧加熱,是一個很好的升溫手段,對于處理低溫鋼非常有效,柔性地銜接了轉爐與連鑄。

LF精煉中期,鋼液中硫化錳夾雜和氧化鋁夾雜較多,因此LF精煉工序應保證白渣冶煉時間和靜吹時間,完成脫硫和去除夾雜物的任務。渣系采用CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2渣系,要求15分鐘內造出白渣并保持15分鐘以上。控制渣中(TFe)<0.8%,以保證脫硫率>60%。爐渣堿度控制在3.0~3.3,堿度低則影響脫硫率,堿度高則渣中CaO高,使渣粘度高,影響脫硫和夾雜物去除。渣中(CaO+MgO)控制在61%脫硫效果較好。為避免爐襯過于侵蝕,螢石加入量不要過多,渣中氟的質量分數控制在2.5%~4.0%。

控制氬氣流量是較為重要的環節,對脫硫和鋼水純凈度有很大的影響,造渣脫硫期應采用大氣量底吹,穩定升溫期應采用中等氣量或小氣量。鋼水的弱攪拌凈化處理技術是通過弱的氬氣攪拌促使夾雜物上浮。由于鋼包熔池深,強攪拌作用下,鋼液循環帶入鋼包底部的夾雜和卷入鋼液的渣需要一定時間上浮。這時如果弱氬氣攪拌,吹入的氬氣泡可為10um或更小的不易排除的夾雜顆粒提供黏附基體,使之黏附在氣泡表面排入渣中,從而減少夾雜的上浮時間,另外變性的夾雜物也需要一定的時間上浮。因此對于LF精煉末期鋼液中仍有大量粒徑<10um的夾雜這種情況,必須保證軟吹時間不少于7min。