CN119120836A - 一种lf快速升温的精炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种LF快速升温的精炼工艺，在LF精炼炉到站之后，以及在将造渣材料加入到LF精炼炉的钢包之前，先判断钢包状态，根据钢包状态的不同，控制造渣材料进入钢包的加料方式。当钢包处于标准工作状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，两次造渣材料均包括精炼渣、碳粉和萤石；当钢包处于钢包底吹氩不通状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，第一次加入的造渣材料包括萤石和碳粉，通过萤石和碳粉实现化渣，待钢包底吹氩畅通后，加入剩余造渣材料，第二次加入的造渣材料包括精炼渣和碳粉。对于钢包底吹氩不通状态下的冶炼初期，利用萤石化渣快的特点，快速成渣，缩短前期冶炼时间，可有效提高加热效率，同时提高钢水质量。

Description

一种LF快速升温的精炼工艺

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及一种LF快速升温的精炼工艺。

背景技术

LF精炼（ladle furnace，全称为钢包精炼炉）是一种炉外精炼方法，主要通过电弧加热、底吹氩搅拌、加入复合渣、顶渣精炼等方式来实现对钢液的精炼。LF精炼技术广泛应用于钢铁行业中，主要用于脱氧、脱硫、去气、去夹杂物、升温并调整出钢温度以及合金化并调整钢水的化学成分。

钢水的生产工艺路线具体为铁水经脱硫、提钒后形成半钢，半钢送入炼钢转炉，在炼钢转炉将碳脱至 0.15% 左右， 温度升至1660℃-1690℃，然后在炉后小平台将钢水成分调整至钢种下限后送LF炉，钢水进入LF精炼后送往RH脱气处理，最后经RH脱气处理后的钢水上铸机浇铸。LF精炼工序的主要精炼任务是采用电弧加热和顶渣精炼，LF精炼工序对其钢水产物的纯净度和夹杂物均有较为严格的要求。

然而，现有技术中，LF精炼工序处理钢水的效率为平均45min/炉，加热时间长，加热过程中存在钢水发泡、溢钢、溢渣现象，喷溅严重，造成大量金属料损失，据统计，电极折断绝大多数发生在起弧加热的1-2min之内，这阶段二次电压、电流不稳定，电压、电流波动大。其存在的主要问题有：1、钢水处理过程溢钢、溢渣，钢包边沿粘钢、粘渣多，影响钢水运行安全，且在RH真空处理时影响插入深度。2、大量钢渣流入地坑、钢包车，清理较困难，每清渣一次需8h，非生产时间较长，影响了重轨高产的需要。3、LF炉的炉盖由于作业率高，工作周期长，在高温液体环境下作业等原因，经常发生漏水、开焊等问题，需要进行补焊，炉盖平均寿命较低。

因此，如何克服上述技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LF快速升温的精炼工艺，可有效提高加热效率，同时提高了钢水质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种LF快速升温的精炼工艺，所述精炼工艺包括：在LF精炼炉到站之后，以及在将造渣材料加入到所述LF精炼炉的钢包之前，先判断钢包状态，所述钢包状态包括标准工作状态和钢包底吹氩不通状态；

当所述钢包处于标准工作状态时，将造渣材料分两次加入到所述钢包中，两次造渣材料均包括精炼渣、碳粉和萤石；

当所述钢包处于钢包底吹氩不通状态时，将造渣材料分两次加入到所述钢包中，第一次加入的造渣材料包括萤石和碳粉，以实现化渣，待钢包底吹氩畅通后，加入剩余造渣材料，第二次加入的造渣材料包括精炼渣和碳粉。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，当所述钢包处于标准工作状态时，第一次加入造渣材料的量为造渣材料的总量的60%-70%，第二次加完剩余造渣材料。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，当所述钢包处于标准工作状态时，每炉加入的精炼渣为200 kg-300kg，碳粉为40 kg-60kg，萤石为50 kg-100kg。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，当所述钢包处于钢包底吹氩不通状态时，每炉先加入萤石80 kg-120kg及碳粉20 kg-40kg，然后进行化渣，待钢包底吹氩畅通后，再加入精炼渣200 kg-300kg及碳粉20 kg-40kg。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，化渣时长为5min-8min。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，当所述钢包处于钢包底吹氩不通状态时，第二次加入的造渣材料还包括萤石。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，判断所述钢包状态的方式包括：采用观察钢水的翻腾情况，和/或，通过吹氩检测设备对钢包底吹氩的流量进行检测。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，采用观察钢水的翻腾情况的具体包括：通过在钢包内安装摄像头来监测钢包内液面的翻腾情况。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，在判断所述钢包状态之后，以及第一次加入的造渣材料之前，先加入石灰100kg-1000kg。

可选的，在上述LF快速升温的精炼工艺中，当所述钢包处于标准工作状态时，每次加入的各造渣材料均同时加入。

本发明提供了一种LF快速升温的精炼工艺，其有益效果在于：

在LF精炼炉到站之后，以及在将造渣材料加入到LF精炼炉的钢包之前，先判断钢包状态，根据钢包状态的不同，控制造渣材料进入钢包的加料方式。当钢包处于标准工作状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，两次造渣材料均包括精炼渣、碳粉和萤石；当钢包处于钢包底吹氩不通状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，第一次加入的造渣材料包括萤石和碳粉，通过萤石和碳粉实现化渣，待钢包底吹氩畅通后，加入剩余造渣材料，第二次加入的造渣材料包括精炼渣和碳粉。对于钢包底吹氩不通状态下的冶炼初期，利用萤石化渣快的特点，快速成渣，缩短前期冶炼时间，可有效提高加热效率，同时提高了钢水质量。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的核心是提供一种LF快速升温的精炼工艺，可有效提高加热效率，同时提高了钢水质量。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体地，本发明提供的一种LF快速升温的精炼工艺，精炼工艺包括：在LF精炼炉到站之后，以及在将造渣材料加入到LF精炼炉的钢包之前，先判断钢包状态，钢包状态包括标准工作状态和钢包底吹氩不通状态。

当钢包处于标准工作状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，两次造渣材料均包括精炼渣、碳粉和萤石。

当钢包处于钢包底吹氩不通状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，第一次加入的造渣材料包括萤石和碳粉，以实现化渣，待钢包底吹氩畅通后，加入剩余造渣材料，第二次加入的造渣材料包括精炼渣和碳粉。

本方案提供的LF快速升温的精炼工艺，在LF精炼炉到站之后，以及在将造渣材料加入到LF精炼炉的钢包之前，先判断钢包状态，根据钢包状态的不同，控制造渣材料进入钢包的加料方式。当钢包处于标准工作状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，两次造渣材料均包括精炼渣、碳粉和萤石；当钢包处于钢包底吹氩不通状态时，将造渣材料分两次加入到钢包中，第一次加入的造渣材料包括萤石和碳粉，通过萤石和碳粉实现化渣，待钢包底吹氩畅通后，加入剩余造渣材料，第二次加入的造渣材料包括精炼渣和碳粉。对于钢包底吹氩不通状态下的冶炼初期，利用萤石化渣快、可降低熔点的特点，能够实现助融，缩短前期冶炼时间，可有效提高加热效率，同时提高了钢水质量。

在具体实施例中，当钢包处于标准工作状态时，第一次加入造渣材料的量为造渣材料的总量的60%-70%，第二次加完剩余造渣材料。在第一次投入大部分造渣材料使其在钢包内充分反应，第二次投入剩余的少量造渣材料，造渣材料的投入时机和方法对于炼钢过程至关重要，可以帮助分离钢水中的杂质和有害元素，提高钢水的纯净度，从而生产出高质量的钢材产品。

进一步的，根据不同的钢包状态，控制造渣材料进入钢包的加料量也很重要，当钢包处于标准工作状态时，每炉加入的精炼渣总量为200 kg-300kg，碳粉总量为40 kg-60kg，萤石总量为50 kg-100kg。由于上述具体实施例中已记载加料次数为两次加入，第一次加入的造渣材料为总量的60%-70%，第二次加完剩余量，具体的比例可根据实际需要进行适应性选择，在此不作进一步限定。

同样的，当钢包处于钢包底吹氩不通状态时，每炉先加入萤石80 kg-120kg及碳粉20 kg-40kg，然后进行化渣，待钢包底吹氩畅通后，再加入精炼渣200 kg-300kg及碳粉20kg-40kg。具体的，根据研究表明，化渣时长为5min-8min，该化渣时长范围可实现良好的化渣效果，并且不影响后续生产效率。

对于钢包处于钢包底吹氩不通状态时，可通过人工观察钢水的粘稠度/翻腾情况，和/或钢包内气体压力和吹氩流速等反应状态，当第一次加入造渣材料并实现化渣后，若检测到上述反应状态不符合预设标准时，可在第二次加入的造渣材料中额外加入萤石，以实现第二次反应时加强化渣效果。

在具体实施例中，判断钢包状态的方式包括：一种方式为，采用观察钢水的翻腾情况/粘稠度，另一种方式为，通过吹氩检测设备对钢包底吹氩的流量进行检测。吹氩检测设备主要用于监测和控制钢包底吹氩的过程，确保氩气的流量稳定，从而提高钢液的质量。通常可在检测到转炉的出钢信号时触发吹氩检测设备，通过分析钢包的渣面图像中的氩花区域等效直径，结合当前设定参数、输入压力、输出压力等数据，判断钢包底吹氩是否出现故障，如堵塞、漏气、欠吹、钢包下渣多或发生结壳等情况。

在一种方式中，为了确保底吹氩的效果，采用观察钢水的翻腾情况/粘稠度具体包括：可以通过在钢包内安装摄像头来监测钢包内液面的翻腾情况。这种方法可以直观地观察到氩气泡的分布和钢水的搅拌效果，从而判断底吹氩的操作是否正常。

上述两种判断方式可以同时进行判断或选择任意一种方式进行判断，可根据实际情况进行适应性选择。

当检测判断钢包底为吹氩畅通状态时，即为本文所指的钢包处于标准工作状态。

根据工艺需求，在判断钢包状态之后，以及第一次加入的造渣材料之前，先加入石灰100 kg-1000kg。钢包底吹氩不通，转炉加入的石灰不能完全熔化且氧化性强。石灰是一种常用的造渣材料，它可以提高炉渣的碱度，有助于去除钢水中的硫、磷等杂质，同时也能改善炉渣的流动性，便于渣的排出。在转炉出钢渣前加入石灰，可以有效地改善炉渣的性能，提高冶炼效率。石灰的加入不仅有助于去除钢水中的杂质，还能减少炉衬的侵蚀，延长转炉的使用寿命。此外，合理的石灰加入量和时机还能减少炼钢过程中的能耗和环境污染，符合现代钢铁工业的绿色生产要求。

当钢包处于标准工作状态时，每次加入的各造渣材料均同时加入，同时加入各造渣材料可以提高精炼效率，减少对钢包的侵蚀，优化埋弧效果，并提高热效率和电耗。

针对现有技术中存在的LF精炼过程中埋弧效果不好，LF炉加热效率低等问题，本发明提供的LF快速升温的精炼工艺，利用现有装备，挖掘其功能潜力，优化LF炉冶炼操作工艺，根据钢包状态的不同，控制造渣材料进入钢包的加料方式和加料量。通过精确控制化渣及加热效果，减少钢包溢渣及金属喷溅，在适应大生产的条件下，确保碳脱氧的安全性，降低炼钢过程的生产成本，提高钢水洁净度及产品质量。

本方案采用不同的精炼模式，使岗位职工根据钢水成分、温度，迅速调整工艺参数，从规范岗位操作入手。通过优化处理模式，提高加热效率，LF炉的升温速率由平均3.6℃/min提高到4.2℃/min，LF炉电耗30.93kwh/t缩短到30.61kwh/t，降低成本128万元，同时提高了钢水质量。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，所述精炼工艺包括：在LF精炼炉到站之后，以及在将造渣材料加入到所述LF精炼炉的钢包之前，先判断钢包状态，所述钢包状态包括标准工作状态和钢包底吹氩不通状态；

当所述钢包处于标准工作状态时，将造渣材料分两次加入到所述钢包中，两次造渣材料均包括精炼渣、碳粉和萤石；

当所述钢包处于钢包底吹氩不通状态时，将造渣材料分两次加入到所述钢包中，第一次加入的造渣材料包括萤石和碳粉，以实现化渣，待钢包底吹氩畅通后，加入剩余造渣材料，第二次加入的造渣材料包括精炼渣和碳粉。

2.根据权利要求1所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，当所述钢包处于标准工作状态时，第一次加入造渣材料的量为造渣材料的总量的60%-70%，第二次加完剩余造渣材料。

3.根据权利要求1或2所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，当所述钢包处于标准工作状态时，每炉加入的精炼渣为200 kg-300kg，碳粉为40 kg-60kg，萤石为50 kg-100kg。

4.根据权利要求1所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，当所述钢包处于钢包底吹氩不通状态时，每炉先加入萤石80 kg-120kg及碳粉20 kg-40kg，然后进行化渣，待钢包底吹氩畅通后，再加入精炼渣200 kg-300kg及碳粉20 kg-40kg。

5.根据权利要求4所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，化渣时长为5min-8min。

6.根据权利要求1所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，当所述钢包处于钢包底吹氩不通状态时，第二次加入的造渣材料还包括萤石。

7.根据权利要求1所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，判断所述钢包状态的方式包括：采用观察钢水的翻腾情况，和/或，通过吹氩检测设备对钢包底吹氩的流量进行检测。

8.根据权利要求7所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，采用观察钢水的翻腾情况的具体包括：通过在钢包内安装摄像头来监测钢包内液面的翻腾情况。

9.根据权利要求1所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，在判断所述钢包状态之后，以及第一次加入的造渣材料之前，先加入石灰100 kg-1000kg。

10.根据权利要求1所述的LF快速升温的精炼工艺，其特征在于，当所述钢包处于标准工作状态时，每次加入的各造渣材料均同时加入。