炼钢精炼生产中的参数控制

【摘要】在目前冶金企业的炼钢生产中，连铸技术得到迅猛发展。炼钢精炼技术也要求越来越高，技术发展水平受到的极大的挑战，利用炼钢生产中的加热功能可以解决很多连铸生产中的缺陷，对于调高产量，提升钢水质量，协调炼钢生产与连铸匹配的节奏都有着重要的作用和积极的意义。这就要求我们在精炼的过程中，必须控制好各项生产参数，让LF充分发挥出最大的潜力。在生产中快速升温，采用泡沫埋弧加热工艺减少电弧对炉盖和钢包渣线的热辐射，提高生产效率，稳步让炼钢技术成熟化。

【关键词】炼钢生产；精炼；控制

LF钢包精炼炉是处在还原气氛之内进行的，工艺流程按照利用电极埋弧加热和合成渣精炼，其中大部分的合成渣具有良好的还原作用，完成脱硫、脱氧和去气等重要的炼钢生产任务，不但节能降耗，增加产量，而且对钢水质量也有很大的提升作用。在这个额精炼工艺过程中，最终效果的好坏和合成渣有着直接的关系。在LF精炼中，一般都向钢包之内加入一定比例的合成渣料，利用电弧加热形成液态渣，起到良好的绝热保温作用，该工艺流程的特点大致有以下几步：

（1）采用高碱度、高还原性渣料可以进一步脱除钢中硫、氧。由于在LF炉精炼中采用底部吹氩搅拌，增加了渣-钢接触面积和机会，可获得满意的精炼效果。

（2）保护包衬，提高热效率。

（3）捕捉钢中夹杂物，净化钢液。LF炉通过底部吹氩搅拌，促使钢中夹杂物聚集上浮，与渣接触被吸收，可以精炼超纯净钢液。

（4）隔绝空气，防止钢液吸收气体。

（5）对夹杂物进行变性处理。

1影响脱硫的主要因素

（1）炉渣碱度：渣中含有CaO是脱硫的首要条件，提高渣中CaO浓度有利于脱硫反应的进行。生产实践表明，碱度R=2.5～3.5时脱硫效果最好；

（2）渣量：适当加大渣量可以提高CaO含量，稀释CaS浓度，对脱硫有明显效果；

（3）渣中FeO含量：随着FeO含量的降低有利于脱硫反应进行；

（4）搅拌能力：满足脱硫的热力学条件后，限制环节变为硫在钢中的扩散与硫在渣中的转移。因此增强搅拌能力，增大有效反应面积可提高脱硫速率。

2合理的精炼渣系

LF炉精炼关键在于快速造白渣。在LF快速而稳定的造出流动性好并有一定乳化性的还原性白渣，是LF脱硫、吸附夹杂及保证钢水质量所必需的。结合自身的生产特点开发了造白渣脱硫技术。出钢过程加完合金后，到精炼位后加入部分化渣剂化渣，待化透后开始加热，在加热过程中，加第一批渣料，渣料熔化良好后，加入第一批脱氧剂（约为总量的2/3）。当精炼成份微调后，此时钢渣应变黄白色，接着加入第二批脱氧剂（约为总量的1/3）约3～5min后，钢渣应全部变为白渣，保持白渣时间约为10～15min。渣料配比为石灰：萤石=5～6。

（1）渣量控制

适当的渣量是脱硫的首要条件。渣量小，渣中碱度达不到要求，不利于脱硫；渣量过大，虽可以提高脱硫率，但原材料和电耗也增加。同时，炉渣过厚，脱硫反应时间过长，不利于调节生产节奏。在生产中，渣料不是一次性加入，而是分批加入。第一次在加热前加入60%左右，含CaO>50%的精炼渣，剩余的则为硅钙粉、碳化硅和石灰等在处理过程中分批次根据炉渣状况加入。

（2）渣况判断及渣性控制

正常情况下LF炉渣子颜色随着氧化性变化，渣子氧化性不同，其颜色也不同。同时炉渣碱度不同，其物理状态也不同，因此可以利用观察渣子状态来判断其氧化性和碱度情况。为及时了解炉渣特性，需要对炉渣外观物理特性有所了解。实际生产中，使用烧氧管粘钢包内炉渣，观察炉渣颜色形状，来判断渣子氧化性和碱度等化学性质。然后做相应调整，保证炉渣合适的理化性能。

白渣是一种碱性渣，具有良好的脱氧和脱硫能力。造白渣的好坏直接关系到钢液脱硫的效果。而评定白渣的好坏首先是看渣色，不仅看炉渣白的程度，而且要看白渣保持时间。白渣颜色稳定，且保持时间长，才能说明钢液脱氧良好。碱性渣随着炉渣的氧化性而呈现不同的颜色，所以渣色是炉渣与钢液脱氧程度的标志。随着炉渣氧化性的减弱，炉渣颜色也逐渐变浅，由黑色棕色黄色淡黄色白色变化。

钢LF炉造白渣脱硫主要是在稀薄渣熔化形成后，添加SiC粉使炉渣具有还原性，逐步使炉渣变白。精炼渣主要含CaO>50%，然后进行加热化渣处理。待精炼渣基本熔化时，加入第1批SiC粉，第1次加热结束，测温取样同时观察炉渣状况，氧化渣一般呈黑色。如果炉渣呈淡黄色、黄色、棕色以至发黑时，说明炉渣脱氧不良，需进一步脱氧。如果炉渣呈白色或稍带一点灰色，说明炉渣脱氧良好，可以不加或少加SiC粉。在造白渣处理中，为了加速炉渣脱氧，在加SiC粉时，也采取加适量铝粒进行脱氧。在造白渣过程中SiC粉的投入量占总渣量的20%左右，加铝粒是为了加速脱氧。

造好的白渣呈均匀的小泡沫，用渣棒粘渣，渣层均匀。冷却后表面呈白色鱼子状，断面白色带灰色或细线，且疏松多孔，冷却后会自动粉化成白色粉末。这是最理想的白渣现象。如没粉化，则碱度不够，仍须加石灰调整。所以在处理时，也须人工加精炼渣调整碱度。

3生产参数控制：

（1）优化吹氩模式

通过优化吹氩控制来达到快速造白渣、并加强白渣的精炼效果。炉外精炼过程中钢液的搅拌是重要的操作，在精炼过程中起着均匀钢液温度与成分、促进钢渣之间反应、加快夹杂物上浮的作用，而且直接关系着其它精炼手段的实现。精炼过程中搅拌是必不可少的手段，合理的搅拌可以提高钢液的质量，但是不合理的搅拌可能恶化钢液质量。

当吹氩过大会造成炉内的气泡迅速逸出，达不到造白渣的要求。如从精炼开始到结束都保持一定的吹氩压力和流量，前期吹氩过小对化渣不利，后期吹氩过大易卷渣、吸气，既不能有效保证快速化渣，也不能避免夹杂物的卷人。很有必要制定一个较为合适的吹氩制度。简单说来，应达到如下要求：

在精炼前期由于要加入大量的造渣料，必须有较大的吹氩压力才能保证所加入的料在钢包表面完全铺开，保证造渣料不在加料孔边堆积，为造出白渣提供有利条件。当造渣料化开后，要达到发泡的效果，必须减小吹氩压力，便于维持发泡埋弧，增强钢渣反应及脱硫的效果。

通电结束后，再减小吹氩压力和流量，保证钢水一定的软吹时间，使得各类夹杂物充分上浮，从而提高钢水纯净度，达到钢水精炼的目的。

根据各钢包容量的大小，通过计算吹氩的搅拌强度，确定各精炼阶段最佳的吹氩流量。

（2）稳定精炼的通电参数

通过稳定供电制度来保证白渣的造出和维持。通过生产实践，也摸索了一点规律：通电开始采用小电流起弧，防止因突然大电流起弧电极晃动厉害造成断电极。起弧稳定一定时间后，进人加料阶段，此时为了保证造渣料完全化开需增大电流，用高电能转化的热量融化造渣料。当造渣料完全化开后考虑浇注温度要求进行调温处理，逐步降低通电电流，维持精炼功效。

参考文献：

[1]赵沛.炉外精炼及铁水预处理实用技术手册[M].北京.冶金工业出版社.2004.

[2]张敏.超低硫钢钢水精炼技术研究[D]，攀枝花：攀枝花钢铁研究院，2007，6.

[3]赵保国等.LF精炼造渣工艺研究[J].包钢科技.2003（29）.