1）LF精煉工藝流程
LF精煉是把轉(zhuǎn)爐或電爐氧化末期鋼水，倒入鋼包爐并去掉氧化渣50-90%，加還原渣料及脫氧劑，以便進(jìn)行還原精煉。若適當(dāng)增加加熱下的攪拌時(shí)間、渣量及攪拌功率，出鋼時(shí)除渣100%則可進(jìn)一步降低鋼中的硫含量，使[%S] <30ppm及[%O] <20ppm，使鋼液成為潔凈鋼。
2）LF精煉脫氧
氧在液體和固體中的溶解度是很有限的，而且氧在固體鋼中的溶解度比在液體中低的多。LF精煉中，初煉爐出來(lái)的鋼水往往含有較強(qiáng)的氧化性，這使LF爐完成深度脫氧和脫硫等精煉任務(wù)構(gòu)成限制因素。氧的危害性主要表現(xiàn)在：
(1)LF爐要冶煉超低硫鋼，而鋼液中的氧含量或渣的氧勢(shì)會(huì)影響硫在鋼渣中的平衡分配，而且由于氧的存在，鋼渣間的張力將下降，會(huì)影響殘留在鋼中的含硫非金屬夾雜物性狀和數(shù)量，所以良好的脫硫必須先有良好的脫氧。
(2)氧在鋼中的溶解度隨溫度的下降而顯著降低，并以FeO的形式析出，在鋼水冷卻結(jié)晶的過(guò)程中，由于選分結(jié)晶導(dǎo)致鋼水中[C]、[O]發(fā)生偏析而聚集，從而引起碳的再氧化。由此產(chǎn)生的CO氣體，會(huì)破壞鋼的致密性或連續(xù)性，是鋼坯產(chǎn)生氣孔、疏松以致上漲等缺陷的主要原因。
(3)在鋼水冷卻凝固過(guò)程中，析出的氧與鋼中的Si、Mn、Al等元素反應(yīng)形成非金屬夾雜物，它是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼產(chǎn)生發(fā)紋缺陷的主要原因之一。另外，由于非金屬夾雜物含量的增高，也降低了鋼的各種性能指標(biāo)，如比例極限、沖擊功和延伸率及導(dǎo)磁性能等。
(4)鋼中氧使硫的危害作用加劇，因?yàn)镕eO與FeS可以生成熔點(diǎn)為1213K的低熔點(diǎn)共晶物，使鋼的塑性變壞或在熱加工時(shí)，使機(jī)體遭到破壞。
LF爐一般選擇沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧，如配有真空裝置還有真空脫氧。
(1)沉淀脫氧
沉淀脫氧是扒凈氧化渣后，直接向鋼水中加入塊狀脫氧劑，生成穩(wěn)定化合物并和鋼液分離進(jìn)入爐渣的方法，溶于鋼液中的脫氧元素與鋼液中的溶解氧反應(yīng)產(chǎn)生在鋼液中的脫氧產(chǎn)物由于密度小而上浮去除。鋼液中元素脫氧反應(yīng)的通式為：x[M]+y[O]=MxOy。
A1及含A1和堿土元素的合金組成的復(fù)合脫氧劑，在工業(yè)生產(chǎn)中使用較多。這是因?yàn)锳1脫氧產(chǎn)物Al2O3易和其它脫氧產(chǎn)物形成低熔點(diǎn)、易長(zhǎng)大的復(fù)合脫氧產(chǎn)物(如mCaO•n Al2O3)，有利于上浮排出鋼液，從而降低鋼中此類(lèi)火雜的數(shù)量。
(2)擴(kuò)散脫氧
擴(kuò)散脫氧是將脫氧劑(一般以粉狀脫氧劑為主)加在渣面上，脫氧反應(yīng)在鋼、渣界面進(jìn)行。將粉狀脫氧劑加入渣中，渣中(FeO)含量勢(shì)必減少，氧在鋼渣中的分配平衡遭到破壞，為了達(dá)到重新平衡，鋼液中的氧就向渣中擴(kuò)散或轉(zhuǎn)移，由此不斷地降低爐渣中氧含量，就可使鋼液中的氧陸續(xù)得以脫除。
3）LF精煉脫硫
通常情況硫是鋼中有害元素，對(duì)鋼材質(zhì)量有多方面的影響，因此，脫硫是煉鋼生產(chǎn)中的重要冶金任務(wù)之一，對(duì)于脫硫反應(yīng)，LF爐精煉有很好的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)條件，LF爐精煉對(duì)生產(chǎn)低硫鋼有重要的意義。
與堿性氧化渣脫硫不同, LF 堿性還原渣脫硫反應(yīng)方程式為:
[FeS] + ( CaO) = ( CaS) + ( FeO) ( 1)
[MnS] +( CaO) = ( CaS) + ( MnO) ( 2)
由于鋼中的[ S] 大部分以[ FeS] 形式存在， 因此脫硫反應(yīng)主要以式(1) 為主。從上式中可看出，脫硫反應(yīng)與爐渣的堿度、渣中(FeO)和(MnO)及渣量有關(guān)，同時(shí)，脫硫反應(yīng)為渣鋼反應(yīng)，因此渣的流動(dòng)性對(duì)脫硫反應(yīng)影響較大。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，在一定堿度范圍內(nèi)。硫的分配系數(shù)隨著爐渣的堿度增加而增大，但當(dāng)達(dá)到一定程度后隨堿度的增加而減小，其原因是爐渣(CaO)含量增加使?fàn)t渣的流動(dòng)性變差，使脫硫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件變差，進(jìn)而影響到脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。從式(1)可以看出，渣中(FeO)含量的增加不利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，LF精煉為還原性氣氛，高堿度的還原渣有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。精煉渣的多少及流動(dòng)性對(duì)終鋼質(zhì)量影響較大，理論上流動(dòng)性良好的精煉渣有利于渣鋼反應(yīng)促進(jìn)脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，而大的渣量有利于將鋼中的硫脫得更低，但渣量的增加使渣層厚度增加而不利于脫硫及夾雜物的上浮，同時(shí)增加了金屬料的消耗進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本。
4）夾雜物的去除
鋼包底吹氬是鋼水連鑄前最后一道重要的工序，對(duì)鋼液及鑄坯的質(zhì)量至關(guān)重要，夾雜物在鋼液中的上浮主要有兩種方式：依靠自身浮力上浮、粘附在氣泡表面上浮。在鋼液運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, 夾雜物之間會(huì)碰撞凝聚成大顆粒夾雜來(lái)依靠自身浮力上浮( 還有一部分夾雜物會(huì)粘附在氣泡表面，依靠氣泡的浮力來(lái)上浮。因此，鋼包底吹制度對(duì)鋼液中的夾雜物的去除有著至關(guān)重要的作用，氣泡的大小及鋼液的流動(dòng)都會(huì)影響到夾雜物的上浮。
氣泡去除夾雜物的過(guò)程可分為以下幾個(gè)過(guò)程：(1)氣泡向夾雜物靠近并發(fā)生碰撞；(2)氣泡和夾雜物間形成液膜；(3)夾雜物在氣泡表面振蕩或沿氣泡表面滑移；(4)液膜排開(kāi)并發(fā)生破裂，形成動(dòng)態(tài)的三相接觸核團(tuán)(TPC)； (5)氣泡/夾雜物核團(tuán)穩(wěn)定化；(6)氣泡/夾雜物聚合體上浮。其中，氣泡對(duì)夾雜物的碰撞和吸附具有重要作用，即步驟(2)-(5)，因此控制根據(jù)工廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的不同冶煉工況條件制定合理的底吹制度對(duì)提高鋼液質(zhì)量有重要作用。
——本文摘自論文文獻(xiàn)綜述
冀公網(wǎng)安備13050002001422號(hào)