精炼渣【精炼渣系的配比研究与应用】

　　摘?要 本文结合生产实际对LF炉精练工艺炉渣熔点的研究结合生产成本对LF精练炉渣进行了调整，通过提高炉渣中的Al2O3含量来调整渣料配比，在此基础上对本厂LF炉渣进行改进，不仅达到了精练目的还大大降低了精练成本。
　　关键词 精炼渣；配比研究
　　中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0230-02
　　LF炉是上个世纪70年代发展起来的钢水炉外精练设备，其精练设备主要依靠电极加热、造白渣、钢包底吹氩来降低钢水氧，硫等有害元素，均匀成分和温度，满足连铸钢水需要条件。目前莱钢特钢事业部银前精练车间LF炉渣萤石用量非常大，炉渣渣量流动性差，钢水升温速度较慢，针对此情况我们通过分析炉渣成分以及现场相关数据进行了分析希望找到合理的渣料配比来改善目前的难题。
　　1 现场数据与比较
　　表格1 不同渣系下炉渣的熔点（来源于理论相关数据）
　　表格2 特钢事业部精炼车间45#，40Cr钢种的炉渣渣系（来源于现场数据收集）
　　2 图表分析
　　由于化验室条件有限我们的炉渣不知道萤石含量，所以没有把萤石对炉渣的熔点的影响分析进去。从上表格可以看出45，40Cr的炉渣最接近1540℃，但是根据下面的计算公式可以看出45，40Cr的炉渣熔点应该高于1550℃也就是说根据中间包正常浇次炉次在软吹时候炉渣已经由液态转变成固态，但是实际上我们的炉渣并没有变成固态那时因为我们用了大量的萤石降低了炉渣的熔点。
　　从理论折线图上可以看出CaO含量越低，Al2O3含量越高，炉渣的熔点越低，用Al2O3代替CaO，能显著地降低炉渣的熔点，同时炉渣的液相线温度还与渣中MgO 含量，有一定的关系如下：t液=1208℃+15.5（MgO）%，每增加1%MgO，可使渣的液相线温度提高15.5℃。因此我们车间的如果要想得到熔点为1500℃以下的炉渣，应该减少石灰用量降低炉渣中CaO的含量，保证埋弧效果即可或者是增加预熔渣量来增加炉渣中的Al2O3。
　　好处：1）降低了吨钢成本；2）减少了炉渣增氢；3）降低吨钢电耗；4）减少萤石用量降低对炉衬的损坏；5）萤石本身含有一定硫加重了精炼的脱硫能力。
　　缺点：1）会减少总渣量对脱硫造成一定的影响。2）降低炉渣的熔点对吸收非金属夹杂物的强弱还有待验证。
　　3 目前炉渣中的Al2O3理论含量计算
　　原始条件：
　　预熔渣中含有约40%的Al2O3，转炉加铝锰钛含有55%的铝，目前刚水中的铝含量0.02%左右，转炉加预熔渣料120 kg，铝锰钛110 kg通过计算可以算出炉渣中理论含有的Al2O3
　　铝锰钛含有的铝=110×55%=60.5 kg
　　刚水中实际含有的铝=0.02%×85×1000=17 kg
　　也就是说有60.5-17=43.5 kg的铝被氧化掉
　　2（Al）+3[0]=(Al2O3)
　　有上面的反应通式可以计算出被氧化的铝生成的Al2O3=82.2 kg
　　炉渣中总的Al2O3=82.2+120×40%=130.2 kg
　　转炉平均每炉的下渣量按150 kg计算得到精炼总渣量就40Cr来说：
　　650石灰+400萤石+120预熔渣+150=1320 kg。
　　炉渣中Al2O3的含量=130.2/1320×100%=9.86%
　　说明：1）渣量没有考虑Mgo对钢包炉衬侵蚀导致渣量增加以及萤石与炉渣中的二氧化硅的反应产生气体导致将渣量的减少。
　　2）现实数据可能要低于或高于此数是因为假设平均钢水中的铝含量为0.02%，还有就是钢水中的Al2O3没有及时的上浮导致的。
　　4 实验方案
　　方案一：
　　石灰萤石铝锰钛用量保持不变，把炉渣中的Al2O3含量提高到13%（系列三炉渣Al2O3含量为13.7%）需要额外加入预熔渣设为Y其他条件保持不变的情况下：
　　(1320+Y)×13%=82.2+40%Y+120×40%
　　Y=153.3 kg 总的预熔渣量=120+153.3=273.3 kg总渣量为1473.3 kg
　　方案二：
　　石灰550 kg萤石350 kg铝锰钛用量保持不变，需要加入额外加入预熔渣设为Q：
　　(1170+Q)×13%=82.2+40%Q+120×40%
　　Q=81.1 kg总的预熔渣量=120+81.1=201.1 kg
　　总渣量为1251.1 kg
　　方案三：
　　石灰500 kg萤石300 kg铝锰钛用量保持不变，需要加入总的预熔渣设为H：
　　(500+300+150+H)×13%=82.2+40%H
　　H=152.96 kg
　　也就是说我们只要加入152.96kg的预熔渣就能满足炉渣的需要，以此类推加入的石灰萤石越少需要的预熔渣越少甚至不用加，但是渣料少就不能满足精炼的埋弧。
　　5 渣量成本核算以及优缺点比较
　　目前渣量成本（0.65×308+0.4×1200+0.12×2780）/85=11.93元/吨（石灰市场价：308元/吨萤石：1200元/吨预熔渣：2780元/吨）
　　方案一成本（0.65×308+0.4×1200+0.27×2780）/85=16元/吨
　　方案二成本（0.55×308+0.35×1200+0.20×2780）/85=13.48元/吨
　　方案三成本（0.50×308+0.30×1200+0.15×2780）/85=10.95元/吨
　　方案一优点：石灰用量保持不变不会改变现状的脱硫能力。
　　缺点：成本太高比目前炉渣成本高出4.07元/吨
　　方案二优点：减少了萤石用量降低了总渣量
　　缺点：成本高出目前炉渣成本1.55元/吨
　　方案三优点：成本低于目前炉渣0.98元/吨
　　缺点：渣量减少埋弧效果还有待现场验证
　　炉渣吸收非金属夹杂物的能力与炉渣的碱度有一定的关系理论上是炉渣碱度越高炉渣吸收非金属夹杂物的能力就越强，与炉渣的渣量并没有太大的关系，方案三能满足要求且成本低。
　　6 结束语
　　通过技术科等相关技术人员的讨论分析最终采取第三种方案，通过实施方案三效果明显不仅提高了Al2O3含量，降低了萤石使用量，还大大降低了吨钢成本。
　　参考文献
　　[1]潘伟,朱伟中,阮强.LF精练炉渣实验分析与探讨[J].甘肃冶金,2007.
　　[2]李晶,赵俊学.LF炉渣脱氧工艺的探讨[J].江苏冶金,1997.