LF精炼过程显微夹杂物工艺优化

某钢厂为适应市场形势发展的需要,拓展企业生存发展空间,为转炉冶炼配备了LF精炼,以达到脱氧、脱硫、去除夹杂、生产洁净钢的目的。通过对某钢厂20g钢精炼过程中显微夹杂物的类型、数量以及影响夹杂物去除的因素进行探讨,为LF精炼过程显微夹杂的控制提供理论依据,并对现有LF精炼工艺进行优化。

LF精炼前后的工艺流程是:转炉出钢-钢包底吹氩-LF吹氩搅拌-通电升温-造渣脱氧、脱硫-喂丝-软吹-连铸。转炉出钢过程进行脱氧合金化。

扫描电镜分析钢中显微夹杂物知,LF精炼中期钢液中沿晶硫化物较多,且有三处聚集状铝氧化物。LF精炼后期经过喂丝,钢水中主要是球形氧化物夹杂,其它氧化物和硫化物夹杂尺寸较小,其中钙铝酸盐和钙硅酸盐较多。

LF精炼在钢包内保持非氧化性气氛,从钢包底部进行吹氩搅拌,使钢液连续循环流动,钢包内钢液成分偏差极小,可达到精确控制成分的目的,使连铸相邻炉间存在元素浓度差极小,有效控制产品质量特性的波动;LF炉可以埋弧加热,是一个很好的升温手段,对于处理低温钢非常有效,柔性地衔接了转炉与连铸。

LF精炼中期,钢液中硫化锰夹杂和氧化铝夹杂较多,因此LF精炼工序应保证白渣冶炼时间和静吹时间,完成脱硫和去除夹杂物的任务。渣系采用CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2渣系,要求15分钟内造出白渣并保持15分钟以上。控制渣中(TFe)<0.8%,以保证脱硫率>60%。炉渣碱度控制在3.0~3.3,碱度低则影响脱硫率,碱度高则渣中CaO高,使渣粘度高,影响脱硫和夹杂物去除。渣中(CaO+MgO)控制在61%脱硫效果较好。为避免炉衬过于侵蚀,萤石加入量不要过多,渣中氟的质量分数控制在2.5%~4.0%。

控制氩气流量是较为重要的环节,对脱硫和钢水纯净度有很大的影响,造渣脱硫期应采用大气量底吹,稳定升温期应采用中等气量或小气量。钢水的弱搅拌净化处理技术是通过弱的氩气搅拌促使夹杂物上浮。由于钢包熔池深,强搅拌作用下,钢液循环带入钢包底部的夹杂和卷入钢液的渣需要一定时间上浮。这时如果弱氩气搅拌,吹入的氩气泡可为10um或更小的不易排除的夹杂颗粒提供黏附基体,使之黏附在气泡表面排入渣中,从而减少夹杂的上浮时间,另外变性的夹杂物也需要一定的时间上浮。因此对于LF精炼末期钢液中仍有大量粒径<10um的夹杂这种情况,必须保证软吹时间不少于7min。

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