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1、LF精炼培训课件,2011年12月,目 录1 炉外精炼冶金功能2 LF炉精炼技术2.1 LF精炼工艺布置、流程2.2 LF精炼主要设备组成及功能2.3 LF精炼主要设备性能参数2.4 LF精炼工艺操作3 RH精炼技术简介3.1 RH真空精炼功能3.2 RH循环工作原理3.3 蒸汽喷射真空泵的工作原理3.4 RH真空处理工艺流程3.5 RH真空处理的主要设备,1 炉外精炼冶金功能 炉外精炼指在一次熔炼炉之外进行的冶炼过程、从而实现温度成分的调整,夹杂物的变性处理及去除等。炉外精炼可大幅度提高钢的质量以及开发新品种；可以优化工艺，提高生产率，降低成本；能较好稳定炼钢炉与连铸机的生产节奏。具有如下冶
2、金功能：(1)使钢水温度和成份均匀化；(2)微调成份使成品钢的化学成份范围缩小；(3)降低钢中硫含量(如S0.005%)；(4)降低钢中氢、氮含量(如H2ppm)；(5)改变钢中夹杂物形态和组成；(6)去除有害元素；(7)调整温度。,2 LF炉精炼技术2.1 LF精炼工艺布置、流程 LF精炼工艺布置：采用双钢包车电极旋转式钢包精炼炉，钢包从钢水接受跨吊到钢包车上，每个钢包炉有两台钢包车，交替接受钢包过跨运往出钢跨，钢包炉电极横臂可以旋转到任一钢包车上进行加热精炼，两台钢包车交替处于精炼期和等待期，不处于精炼期的钢包车可以在精炼位进行喂丝、吹氩、测温等处理，并可过跨到钢水接受跨吊运钢包。这种形式
3、可提高钢包精炼炉的工作效率，以适应快节奏的转炉生产车间。,LF精炼工艺流程：转炉炼钢挡渣出钢钢包吊到钢包车上进准备位测温预吹氩钢包入加热位测温、定氧、取样加热、造渣调成份取样、测温、定氧钢包入等待位喂丝、软吹氩加保温剂连铸。,2.2 LF精炼主要设备组成及功能2.2.1 LF精炼炉主要设备组成,l一电极；2合金料斗；3一还原气氛；4一钢水；5一透气砖；6一滑动水口；7一炉渣,LF精炼炉由以下主要设备组成(1)机械设备：精炼钢包、精炼钢包车、炉盖及升降机构、电极横臂及升降装置、电极横臂旋转装置、电极夹持器、喂丝机、电极连接站、加料系统设备和吹氩装置等.(2)除尘系统设备：管道、阀门等。(3)供电
4、和电控系统设备：精炼变压器、高低压电控柜、操作箱（台）等。(4)仪表和计算机设备。(5)液压系统设备：液压站和液压缸等。,2.2.2 LF精炼设施的主要功能(1)常压下电弧加热升温：精炼周期为2835min，要求钢水平均升温速度4/min；(2)合成渣精炼（脱硫、脱氧、脱气、去除夹杂）；(3)吹氩搅拌（底吹氩）（均匀钢水成分、温度、去夹杂）；(4)合金化（钢水成分微调）；(5)作为转炉和连铸机之间的缓冲设备，保证转炉、连铸匹配生产，实现多炉连浇。,2.3 LF精炼主要设备性能参数2.3.1 钢包额定容量 120t平均钢水量 120t最大钢水量 130t最小钢水量 80t自由空间高度 550mm
5、（130t钢水）钢包壳上口外壳直径 3846 mm钢包壳下口外壳直径 3200 mm钢包总高 4500 mm耳轴中心距 4438 mm钢包总重 65,2.3.2 钢包车钢包车运行速度220m/min钢包车驱动方式 机械式、变频调速钢包车定位精度10mm钢包车承载能力200t,2.3.3 电极升降机构电极直径 450 mm电极分布园直径 750mm电极夹紧方式 液压电极升降行程 3800mm电极升降速度（自动）上升/下降4.8/3.6 m/min电极升降速度（手动）上升/下降6.0/4.8/min钢水升温速度44.5/min电极回转定位精度 5mm,2.3.4 电极旋转机构电极旋转角度64定位精
6、度 5mm2.3.5 水冷炉盖升降行程 650 mm(液压升降)炉盖提升速度 50 mm/s炉盖外径 1940 mm炉盖厚 260 mm电极孔直径 530 mm,2.3.6 液压系统工作压力 12 MPa工作介质 水乙二醇2.3.7 短网阻抗(0.60+j2.4)m三相不平衡系数 4%2.3.8 氩气工作压力 0.351.0 Mpa 事故1.6Mpa耗量 4（50500）NLmin纯度 99.9%,2.3.9 冷却水系统供水压力 0.50.6 Mpa回水压力 0.20.3Mpa进水温度 35回水温度 55冷却水耗量 470 mh炉盖事故用水耗量 240 mh炉盖事故用水压力 0.2-0.3 M
7、pa2.3.10 压缩空气系统工作压力 0.5-0.7 Mpa耗量 200 Lmin干燥无油,2.3.11 变压器额定容量 21000 KVA(过负荷能力20%)一次电压 35 KV二次电压 360-240 V11级有载调压二次电流 37420 A冷却方式 OFWF油水冷却 有压回水2.3.12 喂丝喂丝种类 合金芯线、铝线喂丝根数 2根喂丝直径 818 mm圆线、矩形线喂丝速度 18 ms(可调)主机行走速度 14 m/min导线管升角 30,2.3.13 供电系统高压供电 35 KV(50Hz)低压供电 AC380/AC220/DC24 V低压设备装机容量 350 KW2.3.14 合金加
8、料系统储料仓几何容积14m3 2个储料仓几何容积 6m3 6个称量料斗几何容积 1.5 m3振动给料器给料能力 60 t/h称量精度 0.2%,2.4 LF精炼工艺操作2.4.1 造渣制度(1)钢水到精炼工位后送电化渣，同时向炉内加入总渣量的1/22/3，视转炉下渣量加入还原剂。(2)送电38min，渣化好后停电，测温、取样。(3)测温、取样后，再根据所测温度决定送电的电压、电流。(4)送电过程中根据渣料熔化和埋弧情况分23批加入剩余渣料，并继续加入还原剂造黄白渣，还原剂加入量：0.82.0kg/t(根据转炉下渣量及渣色转变情况调整)，还原剂种类：电石、碳化硅等。,(5)送电造渣过程中，可根据
9、炉渣的流动性配加石灰和萤石，在配加石灰时注意防止炉渣泡沫化严重，造成溢渣烧坏钢包车电缆及底吹氩气管。(6)渣料加入量：石灰用量视炉前放钢过程，是否加顶渣及顶渣加入量而定，一般精炼补加渣料为：石灰：38kg/t；在冶炼低碳钢时，石灰量可以适当增加，萤石用量视炉渣粘度而定，一般0-3kg/t，要控制萤石用量。(7)要求精炼操作尽快化渣，快速造白渣，白渣保持时间15min，品种钢根据钢种要求适当增加白渣保持时间。炉渣控制要求：R2.5，FeO+MnO1.5%。(8)脱氧剂加入原则：勤加、少加、散加。,(9)软吹前炉渣粘度调整合适，保证软吹过程中炉渣不板结。(10)出站前根据钢种要求，进行喂线、软吹操
10、作。2.4.2 配电制度(1)钢水到加热位后，调整好氩气，开始送电，起弧时采用低电流、低电压，档位选择7档以下，电流25000A，正常起弧后改用高电压、低电流长弧操作，快速化渣、提温。当炉渣化好后，可根据钢水温度情况调整送电功率，采用低电压、高电流短弧操作。(2)当炉渣化好后，尽快造出泡沫渣埋弧操作，避免造强电石渣或补加脱氧剂不及时重新变为氧化渣，导致弧光裸露升温困难。,(3)根据钢种工艺规程规定及钢水温降情况确定软吹前钢水温度，保证软吹时间及效果，满足连铸要求。(4)冶炼过程中发现炉渣泡沫化严重造成溢渣，应立即停电抬升电极，脱离渣面，待控制住溢渣后方可继续通电冶炼。2.4.3 电极使用制度(
11、1)检查电极及电极接头是否完好，电极吊具是否正常，电极提升塞丝扣如磨损严重，应及时更换。(2)将电极接头部位及螺丝孔内吹扫干净，注意观察丝扣是否完整，胶棒是否脱落，如胶棒脱落应及时补填，丝扣脱落严重严禁使用，必须更换电极接头后方可使用。,(3)拧紧提升塞头，行车吊起电极时电极接头要垫好，防止接头的丝扣脱落。摆正电极轻轻落入待接电极，用专用扭矩扳手顺时针拧紧，同时指挥行车缓缓降落，严禁行车把吊着的电极完全降落到下节电极上，将电极接头弄坏或电极不对中，注意观察两电极间不得有缝隙。(4)新换装电极上线后，应注意夹持在电极本体安全线之内，严禁夹持在接缝处；电极下端的接头有掉落危险时，应及时处理掉，防止
12、精炼过程中掉入钢包引起钢水增碳。(5)如在冶炼过程中发现电极有松扣现象，应及时更换电极，下线处理；如时间紧迫，必须在线处理时，应停电，并将电极落至合适高度，用专用扭矩扳手卡住下节电极逆时针拧紧即可。,(6)扭矩扳手变形、咬合不好时应及时更换。(7)尽量采用同一生产厂家的电极对接，减少断电极事故。2.4.4 底吹氩制度(1)钢水到精炼工位后，操作工接上快速接头，打开氩气中吹（钢水裸露直径200400mm），检查双透气砖的透气性。(2)精炼过程中，如需调整成份或在脱氧良好条件下硫超标可短时强吹（35min)，氩气压力0.61.0MPa，但液面裸露不得大于500mm。停电提升电极至合适高度，避免翻动
13、的钢水接触电极。,(3)喂钙铁线或硅钙线钙化处理时，必须执行软吹标准，氩气压力0.250.5MPa，以渣面波动不裸露钢水为准。(4)软吹时间7min，一般不超过12min，软吹时间不够严禁上钢。软吹时钢包内钢水微动，以渣面裸露直径100mm，严禁钢水大面积裸露。2.4.5 成份调整(1)成份微调前取样时，必须在黄白渣条件下，取样应具有代表性，取样器插入深度应控制在钢液面下300400mm。(2)黄白渣状态下各合金参考收得率:碳粉：85-90%硅锰：98%硅铁：95%铬铁：95%锰铁：98%钒铁：9095%,(3)合金加入量的计算：(4)成份调整 成份微调时，补加合金可在送电时适当开大氩气（裸露
14、液面500mm）加入，如需增碳，应停电抬升电极至适当位置，开大氩气0.40.8Mpa，如有必要可打开旁通强吹氩，增碳剂应加在氩气翻腾区，氩气搅拌3min，调整氩气至正常状态后再续送电至少3min（送电时打开除尘阀门），观察炉内渣面情况，取样、测温。,2.4.6 喂线制度(1)喂线前检查喂线机的空气压力、导管弯曲度、转动电机、丝线长度计量等是否合乎要求。(2)钢水成份、温度达到出钢条件时，根据出钢时间进行喂线操作。喂线过程保持软吹状态。(3)喂线速度36m/秒。(4)喂线导管口离钢液面距离400600mm。(5)喂钙铁线或硅钙线钙化处理后，严禁送电或大翻降温。(6)喂线种类、数量、软吹时间按照各
15、钢种工艺操作要点执行。,2.4.7 温度控制(1)精炼出站温度温度按照各钢种工艺操作要点控制。(2)连铸浇铸小于1100mm断面时，精炼出站温度提高5。(3)等浇时间大于10分钟，应适当提高温度510。(4)新包前两炉、黑包、有包底，且钢包烘烤正常时温度可适当提高1015，钢包烘烤不正常时温度可适当提高1020。(5)如遇特殊情况（如中包烘烤时间不够等），连铸可通过调度直接向转炉要所需求温度。(6)不得连续三炉以上走下限，也不得连续三炉以上走上限，调度负责调整。(7)出站前加入钢包覆盖剂或碳化稻壳保温，以全部覆盖渣面为准，严禁将钢包覆盖剂加在氩气翻腾区或加完覆盖剂后大氩气搅拌。,2.4.8 L
16、F炉白渣精炼工艺要点LF炉白渣精炼工艺的要点是：(1)挡渣出钢，控制下渣量5kg/t钢水；(2)钢包渣改质，控制钢包渣碱度R2.5，渣中w(FeO+MnO)4%；(3)白渣精炼，处理周期有限，白渣形成越早，精炼时间越长，精炼效果就越好，一般采用CaO-Al2O3-SiO2系渣，保持炉渣良好的流动性和较高的渣温，高碱度、低熔点、低氧化铁的精炼渣能有效脱硫，吸收夹杂物，降低钢中TO；(4)控制LF炉内为还原性气氛；(5)良好的底吹氩搅拌，保证炉内具有较高的传质速度。,3 RH精炼技术简介RH法，即真空循环脱气法，由原西德鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)和海拉斯公司(Heraeus)联合研制，是目
17、前广泛应用的一种真空处理法。主体设备由真空室与抽气装置组成。下图为RH真空脱气法示意图。,3.1 RH真空精炼功能(1)去除钢中的气体，即氮、氢、氧；(2)合金化，微调钢液成份；(3)均匀钢液成份和温度；(4)脱硫，去除夹杂物，提高钢液纯净度；(5)脱碳。,3.2 RH循环工作原理 RH处理时，两插入管插入钢液中，依靠大气与真空室之间的压力差，使钢液从插入管进入真空室1470mm1510mm高度。由于上升管内通入驱动气体的湍流作用，在上升管内瞬间产生大量的气泡核，钢液中气体逐渐向气泡核扩散。气体在高温、低压作用下，体积成百倍地扩大，以至钢水以大约5米/秒速度涌入真空室，将钢液喷成雨滴状。脱气后
18、钢液汇集在真空室底部，在重力作用下，经下降管以12米/秒速度返回钢包。未经脱气的钢液又不断从上升管进入真空室进行脱气，如此周而复始，实现了钢液循环。,3.3 蒸汽喷射真空泵的工作原理 蒸汽的过热度不大，大于临界蒸汽压力的蒸汽，通过拉瓦尔喷嘴后，压力降低转化为动能，以超音速进入混合室，这时混合室压力很低，把真空室的被抽气体吸入混合室，这时废气与高速蒸汽的动能转化为压力能，使喷射泵出口压力大于被吸入气体的压力进入到冷凝器降温，使体积缩小，剩下的废气与部分蒸汽被下一级喷射泵抽走。如此反复，使真空室内有一定真空度。,3.4 RH真空处理工艺流程 转炉出钢后，用吊车把钢包运至RH钢包运输车上，钢包车开至RH处理位置，通过运输车下面地坑内的液压顶升装置将钢包和运输车一起顶升至处理位置，开泵抽真空进行循环真空处理。RH处理站设有合金、冷却废钢及铝、碳等加料系统，可根据钢水含氧量、温度、成份以及目标值进行计算，并将计算值设定给基础自动化系统，自动进行合金微调、钢水温度及碳含量调整，处理完毕停泵，测温取样，钢水包车下降，投入保温剂，再开回钢水接收跨，钢包吊运到连铸钢包回转台。,3.5 RH真空处理的主要设备 主要包括如下7个部分：真空室、真空泵系统、合金料仓及加料系统、钢包运输车、钢包顶升机构、真空室更换台车、烘烤维修系统。,
