LF炉精炼造白渣的理论与实践

LF炉精炼造白渣的理论与实践

武钢一炼钢厂 陈世高

摘要：本文主要介绍了A：LF炉精炼作用和整体操作步骤； B：

重点介绍下精炼造白渣的精炼原理（理论部分）、造渣步骤、工艺

特点（碱度、理化性能等）；C：目前造白渣工艺遇到的主要问题

和主要技巧解析（如何看渣的粘稀，如何处理；如何保持合适的

渣厚等等。）

关键词：炉外精炼 造渣 白渣

The theory and the practice of The LF refining

making the white slag

Abstract:This article mainly introduced A: LF refining function

and the whole quence of operation; B: The introduction makes the

whit福建永定土楼 e slag with emphasis the principle、Slag formation step、 Craft

characteristic.C:At prent making the subject matter which the white

slag craft meets.

Key word:refining

Slag formation White slag

1前言

随着连铸技术的发展及对钢质量要求的不断提高，钢包精炼

炉日益受到重视。利用钢包炉的加热精炼功能，可以解决炼钢－

连铸间的许多问题，如降低出钢温度、提高转炉冶炼技术指标、

为连铸提供温度成分准确均匀的钢水，协调炼钢与连铸节奏。

对转炉炼钢厂，还可开发合金含量较高的钢种。LF功能的发

挥，首先需要其快速升温功能的实现。采用泡沫埋弧加热工艺，

可以减少电弧对炉盖和钢包渣线的热辐射，提高渣线部位包衬寿

命，提高加热效率，减少因电弧造成的钢水增氮。

LF钢包精炼炉具有保持炉内还原气氛、氩气搅拌、电极埋弧

加热和合成渣精炼等独特的精炼功能，其中合成渣的精炼功能可

以取代炼钢炉的还原操作，更好地完成脱硫、脱氧和去气去夹杂

的任务，达到对初炼钢水进一步调质的作用，而合成精炼效果的

好坏与合成渣的理化特性有直接的关系。

2精炼渣的作用

无法上网

LF炉精炼过程中向钢包中加入特殊配比的合成渣料，在电弧加热

下熔化成液态渣，达到进一步精炼钢液，绝热保温的目的，其冶

金作用如下：

(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

使钢中平杂物聚集上浮，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。

整体操作步骤，流程为：

等待位(吹氩)→精炼位通电、加渣料、造白渣、调整成分和温度

→喂线→软吹→关闭氩气、吊走；

3精炼造白渣的精炼原理（理论部分）、造渣步骤、

工艺特点（碱度、理化性能等）

精炼渣的基础渣一般多选CaO-SiO-AlO系三元相图的低熔

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点位置的渣系。基础渣最重要的作用是控制渣的碱度，而渣的碱

度对精炼过程的脱氧脱硫均有较大影响。碱度提高可使钢中平衡

氧降低。精炼渣可以利用白渣(冷漠最好听的12首歌曲 不加脱氧剂)精炼，达到降低钢中

氧、硫和夹杂物含量的目的；也可以在钢中加入脱氧剂，如铝粒、

Si-Fe、R等，提高渣的精炼能力；熔渣碱度和氧化性是熔渣的重

E

要指标。熔渣的碱度表示它去除钢液中硫、磷的能力，同时保证

炉渣对钢包炉衬的化学侵蚀性最低。熔渣的氧化性高低取决于渣

中最不稳定的氧化物---氧化铁活度（FeO）的高低。熔渣的碱度

对FeO数值的影响起着重要的调整作用。当w（FeO+MnO）<1.0%

时，还原很充分，很利于反应进行。由于钢渣之间的扩散关系，

氧在钢渣间存在着平衡分配关系。但在初炼时期两者并没有立即

平衡，需要搅拌和反应时间。在1600℃时，以下关系式是成立的。

通过钢渣接触、氩气搅拌，钢中［Al］也直接同渣中的（FeO）

起反应。更有效的办法是将颗粒状的Al粒直接加到渣中，直接

降低（FeO）。硫的分配比与精炼渣中（FeO+MnO）成反比关系，

即随着（FeO+MnO）含量的提高，硫的分配比降低，对炉渣脱硫

不利。因此要求合成精炼渣中还原性要强，（FeO+MnO）的含量

应控制在1.0%以下。渣的还原性与脱硫反应速度常数的关系与碱

度不一样。通常所说的白渣就是指渣中（FeO+MnO）含量低，渣

的颜色呈白色。合成渣料中配加碳化硅可降低渣中FeO含量，因

而有利于增大L， L就是硫分配比。LF重要的作用是脱硫。但

SS

是，反应生成物SiO进入渣中，降低了熔渣碱度R，部分抵消了

2

碳化硅增大L的作用。如何使钢水符合要求，成分稳定，就必须

S

要有良好的造渣工艺，即必须有良好的吸附介质--白渣。用白渣

和惰性气氛保护、搅拌，氧、硫及杂质会很容易地被除去。渣中

的（FeO+MnO≤1.0%）还原才较充分，这是脱硫、除杂的前提。

LF炉的白渣和搅拌，是极为关键的因素。侧旋球怎么发

CaO-SiO-MgO-AlO渣系脱硫实验表明，渣碱度R对渣钢硫分

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配比L具有较大影响。可以说，精炼操作工最重要的工作就是精

S

炼造渣。当R<3.0时，碱度增加，L随之增加，而当R>3.0时,

S

继续增加R, L下降。国外LF精炼渣的特点是碱度高（有时渣中

S

CaO含量高达65%）,并获得较好的精炼效果；而国内LF精炼渣

的碱度处于中（B=2.2~3.0），低(B=1.6~2.2)碱度水平，在这种碱

度范围内，同样显著提高了钢液的质量。一般碱度控制在2.5~3.0

之间时，硫的分配比比较高，精炼结束时可达80以上。渣指数

(CaO/SiO：AlO)也是评价精炼渣碱度的一个指标小品串词 ，它反映了保

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证精炼渣一定的碱度下，使炉渣有适宜的流动性。 研究表明，

渣指数越低，硫的分配比越高，当渣指数为0.2~0.4时，硫的分

配比高。渣的碱度是一方面，渣的流动性主要与渣的熔点、基料

成分含量有很大关系。国外如此高的碱度，65%的CaO，国外造

渣，流动性没大问题，主要选择了合适的基渣料、助熔剂的含量

高、强搅拌。

4目前造白渣工艺遇到的主要问题

在实际生产应用中，由于熔渣试样分析速度较慢，通常用小铁

管插入熔渣后，取出观察粘附在铁管上熔渣的表征来了解熔渣有

关性能。就是靠观察渣的形状和颜色。渣子的颜色可能是黑色、

褐色、灰色、绿色、黄色或白色，它们之间有许多细微差别，渣

子颜色的变化随着渣子的还原程度从黑色到白色。黑色：表明w

（FeO+MnO）>2%，渣的氧化性很强，不具备还原功能，需要进

行强烈的还原脱氧。看颜色过渡看渣的还原程度。这时的调整方

向：提高渣温，保持炉渣良好流动性，降低氩气，避免钢水裸露，

在渣面分散加入C粉或SiC还原炉渣。灰色到褐色：表明w

（FeO+MnO）＝1%~2%，渣的氧化性较弱，但还需要进一步地

还原。这时的调整方向：与黑色相同。白色到黄色：这种渣子还

原得较好，黄色表明发生了脱硫，这种渣冷却下来后会碎裂成粉

状。这时可以适当增加渣量，能进一步提高脱硫量。如渣中有氧

化铬，渣会呈现绿色。至于观察渣的形状主要有三种类型；玻璃

状落片：表明SiO、AlO太高，在这种情况下应加入石灰，每

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次加入量不超过2~4kg／t，熔解后再试验。渣面平滑、厚：这种

渣子冷却后应会碎裂，渣况是理想的。如果不碎裂，那么铝酸盐

可能偏高，可少量加石灰。渣面粗糙不平：石灰量过大。可以发

现未熔化颗粒，可以加入SiO或AlO系合成渣每次加入量在

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1~2kg／t，熔化后再试。看渣粘稀和厚度。厚度是没法在生产时

准确估计的，渣粘稠情况可停下打开炉门看吹氩条件下渣的涌动

情况，不能定量表述，只能凭经验 。下面讲一下我归纳的形成

白渣的三个方面

1）加料调整

对目收集谚语 前所冶炼的钢种进行简单分类，根据不同的类别制定一个基

本的加料制度。根据出钢下渣情况，对加料顺序进行合理安排。

如不管钢水的下渣情况，渣子的干稀状况，只是将已经准备好的

造渣料一次性加入钢包进行通电精炼。往往造成精炼结束后造渣

料不能化开，不能发挥精炼的脱硫、脱氧、去夹杂的功能。应该

根据炉前下渣量多少、粘稀等情况，先加人适量的萤石再加入石

灰，石灰分两批加，保证所有加入的石灰可以完全化开。分批加

人石灰的步骤如下：在通电开始1—2min后加人石灰总量的2/3；

待第一次加入的造渣料完全化开后，再加入其余的造渣料；脱氧

剂(包括碳化硅、电石、硅钙粉等)在石灰化开后根据炉渣的脱氧

程度依次适量加人，保证白渣的形成及维持。

2） 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

氩象棋开局讲解 的搅拌强度，确定各精炼阶段最佳的吹氩流量。

3）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。

要造好白渣，其它还有需要注意的方面：

1）脱硫前钢水要先脱好氧，通常为w（［O］）<2010

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2)调整碱度，并保持还原气氛及渣良好的流动性；过程中

要注意渣状的变化，并及时调整成白渣；

3) 要有较强的吹氩搅拌才能促进钢渣接触，从而促进脱氧、脱

硫。

4) 硫含量高时， 要适当增大渣量；若石灰纯度不够或活性度

<300ml，也要适当增大渣量；