LF炉精炼过程强化还原与电炉流程节奏工艺研究

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基于底吹氩搅拌、白渣还原精炼和电弧加热等精炼功能,对钢液进行脱硫、脱氧、均匀钢液成分温度及去夹杂,LF炉在生产中得到广泛应用。对于以连铸为中心的电炉流程,通过强化LF炉精炼过程、减少精炼时间,以提高其对电炉流程节奏的调节能力,实现多炉连浇意义重大。本文结合南钢电炉分厂生产实际,通过对LF炉精炼过程解析,研究了LF炉底吹氩工艺、白渣还原精炼工艺及9炉连浇时钢水温度变化规律;结合电炉流程各工艺环节生产实际,以流程时间和温度概念,研究和评价了电炉流程现状及水平,基于连铸标准开浇时间优化了流程生产节奏,考察了9炉连浇时LF炉对流程节奏的调节作用及其精炼时间变化规律。通过研究得到如下结果:1)结合LF炉精炼过程工艺特点及各环节的冶金要求,给出的底吹氩优化工艺,不但简单易行,而且吹氩工艺得到细化和强化,更趋于合理,实际可操作性强。2)CaO-CaF2二元精炼渣系,在一定范围内增大渣量可降低钢终点硫含量、提高脱硫率;对25Mn2钢和15CrMoG钢,渣量为16.5kg/t和22kg/t时,w[%S]可降低至10ppm和30ppm,脱硫率超过90%,精炼效果最好。3)当w(%CaF2)小于27%时,w(%CaF2)增加促进渣脱硫;当w(%CaF2)大于27%时,w(%CaF2)增加,不利于渣脱硫。4)增加吨钢吹氩量有助于脱硫,当超过临界吹氩量(0.28~0.30m3.t-1)后,脱硫率增加缓慢。保证不卷渣的前提下,氩气流量越大,钢液的表观脱硫速度系数Ks越大,即反应动力学条件越好。5)电炉流程时间及温度满足“收敛性”要求,但控制水平不高。电炉冶炼周期、LF炉精炼时间及连铸浇注一包钢水时间波动分别为8.61min,7.61min和4.88min,波动较大;出钢温度、LF炉终点温度及大包温度波动分别为11℃、9.94℃和8.84℃,波动较大。6)出钢工位至精炼工位传隔过程中钢水存在40~160℃温降,平均温降为98.6℃,温降波动为27.8℃,温降及波动均较大;出钢温度、出钢时间、传隔时间、精炼初期渣量及合金加入量对温降影响较大;减少该过程温降可明显提高LF炉技术水平,当温降减少20℃时,吨钢精炼电耗下降9.2kWh/t,节电14.32%。LF炉精炼时间缩短4~5min,精炼效率提高7.27%~9.1%。7)在强化LF炉精炼过程和缩短精炼时间基础上,按标准开浇时间进行浇注,可使LF炉在精炼跨作业时间及精炼时间变化趋于合理,其流程节奏调节能力明显提高,可以实现多炉连浇。
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