120噸LF爐造渣工藝研究及應用

富  強   姚志龍

（北營鋼鐵（集團）股份有限公司煉鋼廠，遼寧  本溪 117017）

摘  要：為解決LF冶煉鋼水可澆性差，澆注水口結瘤以及連澆爐次少等問題，北營煉鋼廠通過優化LF爐渣組分、降低熔點、提高流動性等方式，降低了鋼水夾雜物含量，鑄坯質量明顯提高，提高了鋼水純凈度以及連澆爐數，有效的降低了生產成本。

關鍵詞：精煉渣；低熔點；流動性；夾雜物

1 前言

精煉渣的基本功能是對鋼水進行脫氧脫硫、吸收鋼水中的夾雜物以凈化鋼液、起泡埋弧以防止鋼水吸氣和保溫等等。煉鋼廠鋁鎮靜鋼生產傳統工藝采用高堿度、大渣量爐渣以達到脫氧、脫硫、去夾雜的目的，生產過程存在以下幾點問題：

（1）鋼水可澆性差，時常出現水口結瘤甚至斷澆現象，鑄機連澆爐次少。平均連澆12爐次，更換2.5支水口。

（2）硅易超標，硅超標爐次達到5%。

（3）鑄坯質量較差。

（4）合金物料使用量較大，生產成本較高。

根據精煉渣性能進行分析，高堿度、大渣量爐渣鋼水流動性差，渣—鋼界面反應差，動力學條件不足，并且熔點高，易形成高熔點CaO-6Al203、CaO-2Al203、CaO-6Al203（見圖1），鋼水夾雜物難于被吸附。因此，實際生產中，合理使用造渣料，促使早化渣、化好渣，改善爐渣的流動性和組元活性，促進渣一鋼界面反應；并且降低爐渣熔點，使其形成低熔點的3CaO-Al203、7CaO-12Al203（見圖1），提高熔渣脫氧、脫硫和吸收夾雜物的效果，是提高精煉渣吸附夾雜物能力的關鍵，CaO-Al203平衡相圖如圖1所示。

2  LF爐渣優化研究

煉鋼廠結合精煉渣性能以及生產實際情況，通過優化爐渣組分、降低熔點以及提高爐渣流動性等方面開展工作，提高爐渣的吸附夾雜能力，對LF爐造渣工藝進行了優化。

2.1 造渣料使用優化

通過降低造渣物料使用量以及加入方式的優化，使其達到快速化渣，降低熔點以及提高爐渣流動性的目的，下面通過二種工藝進行對比分析。

原工藝：石灰一次性加入1000-1200kg，鋁粒分批次加入60-80kg，觀察化渣后渣色情況以及流動性情況。

優化工藝：石灰分批次加入300-600kg，鋁粒隨石灰每批次加入20-25kg，觀察化渣后渣色情況以及脫硫情況。

通過兩種不同工藝的對比試驗可以看出，優化工藝爐次脫氧效果、爐渣流動性良好。兩種工藝渣色對比如圖2所示。

2.2 爐渣組分優化

通過造渣工藝不斷優化，造渣料以及爐渣組分對比情況如表1所示。優化工藝爐次精煉渣組分較為合理，具備以下幾點優勢：

（1）快速化渣、化好渣。

（2）熔點適當，爐渣吸附能力提高。

（3）爐渣的流動性提高，改善動力學條件，表面張力小，提高了渣鋼界面反應。

（4）脫氧程度適當，有利于硅元素控制。

表1  LF渣組分對比

3 實際效果

通過LF爐造渣工藝研究，鋁鎮靜鋼鋼水純凈度、鋼水可澆性提高，并且鑄坯實物夾雜物控制水平顯著提高。

3.1 可澆性對比

通過分別收集SS400生產的2015年22個澆次226爐次以及2016年20個澆次361爐次的數據進行對比，優化工藝生產澆次連澆爐次平均增加6爐次，換水口降低0.5支，鋼水可澆性明顯提高，可澆性對比情況如表2所示。

表2 可澆性對比分析

3.2 非金屬夾雜物對比

通過分別收集SS400生產原工藝以及優化后工藝7爐次鑄坯夾雜物評級數據進行對比，優化工藝的鑄坯非金屬夾雜物評級較原工藝有明顯降低，非金屬夾雜物檢測結果對比如表3所示。

表3 非金屬夾雜物檢驗結果對比

3.3 效益測算

通過LF爐采用電石冶煉的工藝研究實踐，鋁質脫氧劑、鈣鐵線消耗量明顯降低，連澆爐數明顯提高，降低了生產成本，具體效益測算如表4所示。

表4 效益測算表

由表4可見，通過工藝優化可降低成本9.18元/噸，鋁鎮靜鋼年產量約150萬噸，可降低成本約1377萬元。

4 結論

（1）通過理論以及實踐生產工藝的優化，確定了最優的LF爐渣組分、電熔點以及良好流動性的精煉渣。

（2）通過LF造渣工藝的優化，降低了鋼中夾雜的含量，鋼水純凈度得到了提高，連澆爐數平均達到18爐，更換2支水口。

（3）成分硅含量得到了有效控制，成分合格率達到100%。

（4）通過工藝的優化，降低了造渣物料的消耗，降低了生產成本約1377萬元/年。

參考文獻

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[4] 李獻忠，汪菊華. LF精煉渣系的分析與應用. 北京:冶金工業出版社.2010