提高LF炉精炼工艺生产效率的试验研究

论文摘要

为了改善精炼设备使用状况,在现有设备基础上提高生产效率,本文针对鞍钢二炼钢北区200t LF炉精炼周期过长的问题,开发了Al-CaO-CaC2渣系的钢包渣预脱硫改质剂和CaCO3-MgCO3-CaC2-NaCl-CaCl2渣系的精炼用发泡剂,从而达到缩短精炼时间的目的。同时本文还研究了不同的LF钢包衬耐火材料对深脱硫的影响。本试验设计Al-CaC2-CaO渣系钢包渣预脱硫改质剂对比试验,在实验室MoSi2高温炉内进行转炉出钢钢水预脱硫的热模拟试验,进而考察预脱硫改质剂对钢水脱硫率的影响,根据试验结果,优化出在本试验条件下预脱硫改质剂的最佳组成。以无氟预熔深脱硫精炼渣作为基础渣,设计CaCO3-MgCO3-CaC2-NaCl-CaCl2渣系LF精炼用发泡剂的对比试验。试验考察不同配比的发泡剂的相对发泡高度,以此优化出本试验条件下发泡剂的最佳组成。通过设计对比试验,研究在采用预熔和未预熔深脱硫精炼渣的条件下,含碳铝镁尖晶石砖和镁碳砖特制坩埚与电熔氧化镁坩埚对钢液脱硫率的影响,在此基础上确定有利于深脱硫的LF钢包衬材质。试验结果表明：（1）钢液的脱硫率随着预脱硫改质剂中Al、CaC2和CaO含量的增加呈先增大后减小的趋势,说明Al、CaC2、CaO均存在最佳含量。（2）在本试验条件下预脱硫改质剂的最佳成分为：wAl=33-37%、WCaC2=48-52%、WCaO=13-17%。优化出的预脱硫改质剂与现场用铝造渣球相比,不仅对转炉下渣的改质效果非常明显,而且对钢液还具有预脱硫能力,对钢液其他成分的影响很小。（3）在本试验条件下精炼用发泡剂的最佳成分为：WCaCO,=55-60%、WMgCO3=15-20%、WCaC2=6-8%、WCaCl2=8-9%、WNaCl=9-10%。优化出的发泡剂取得了较好的起泡效果,优于现场发泡剂。试验同时表明：发泡剂中含有适量的氯化物（CaCl2、NaCl）,具有提高起泡效果的作用。（4）在现场实验中,通过使用优化后的预脱硫改质剂与发泡剂,使得LF炉的精炼时间大大缩短,精炼周期从原来的约60min缩短至约40min（原始w[S]=60-80×10-6,处理后w[S]=15-25×10-6）,有效地提高了精炼生产效率。（5）对于考察的三种耐火材料,含碳铝镁尖晶石砖和镁碳砖特制的坩埚脱硫率都较高,使用氧化镁坩埚的脱硫效果较差,由于含碳铝镁尖晶石砖和镁碳砖能导致钢液增碳,因此不利于低碳钢生产。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 炉外精炼技术的发展状况
• 1.1.1 国外炉外精炼技术的发展
• 1.1.2 国内炉外精炼技术的发展
• 1.2 炉外精炼方法
• 1.2.1 钢包吹氩技术
• 1.2.2 钢包喷射冶金
• 1.2.3 喂线技术
• 1.2.4 循环真空脱气法
• 1.2.5 真空钢包处理
• 1.2.6 电弧加热的真空精炼炉
• 1.2.7 真空电弧脱气精炼炉
• 1.3 炉外精炼的发展趋势
• 1.4 LF炉精炼工艺
• 1.4.1 LF炉的精炼特点
• 1.4.2 LF炉精炼适用的钢种
• 1.5 鞍钢LF炉精炼工艺状况
• 1.5.1 转炉下渣的影响
• 1.5.2 LF精炼前后渣成分变化
• 1.5.3 LF精炼前后钢液成分变化
• 1.5.4 缩短LF炉处理时间的途径
• 1.6 研究目的及意义
• 第二章 新型钢包渣预脱硫改质剂开发研究
• 2.1 转炉渣改质的分析
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 试验内容
• 2.2.2 试验装置
• 2.2.3 试验原料
• 2.2.4 试验设计与步骤
• 2.3 试验结果及讨论
• 2.3.1 预脱硫改质剂中的Al含量对脱硫率的影响
• 2含量对脱硫率的影响'>2.3.2 预脱硫改质剂中的CaC₂含量对脱硫率的影响
• 2.3.3 预脱硫改质剂中的CaO含量对脱硫率的影响
• 2.3.4 优化对比试验
• 2.3.5 优化的预脱硫改质剂对钢液其他成分的影响
• 2.3.6 优化的预脱硫改质剂对转炉炉渣改质试验
• 2.3.7 优化的预脱硫改质剂对转炉出钢钢水的预脱硫试验
• 2.4 本章小结
• 第三章 LF精炼用发泡剂的开发研究
• 3.1 LF炉发泡剂的分析
• 3.1.1 发泡剂特点及原料
• 3.1.2 影响熔渣发泡性能的因素
• 3.2 试验方案
• 3.2.1 试验内容
• 3.2.2 试验装置
• 3.2.3 试验原料
• 3.2.4 试验步骤
• 3.3 试验结果及讨论
• 3与MgCO₃的摩尔比对相对发泡高度的影响'>3.3.1 CaCO₃与MgCO₃的摩尔比对相对发泡高度的影响
• 2的摩尔比对相对发泡高度的影响'>3.3.2 碳酸盐与CaC₂的摩尔比对相对发泡高度的影响
• 2含量对相对发泡高度的影响'>3.3.3 CaCl₂含量对相对发泡高度的影响
• 3.3.4 NaCl含量对相对发泡高度的影响
• 3.3.5 发泡剂成分优化
• 3.4 现场生产试验
• 3.5 本章小结
• 第四章 钢包衬材质对深脱硫精炼的影响
• 4.1 试验方案
• 4.1.1 试验原料
• 4.1.2 试验设备及条件
• 4.2 试验结果和分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢