150tLF快速脱硫工艺实践

　　薄板坯连铸由于是在高拉速条件下(3.0～6.0m/min)进行,铸坯厚度薄,浇钢空间狭小,唐山钢铁集团公司(以下简称唐钢)FTSC薄板坯连铸机又采用复杂横截面的长漏斗型结晶器,为保证连续浇铸和薄板坯表面质量,对硫含量提出了更高的要求,一般要控制 (S)<0.008%。同时,薄板坯连铸的生产还需要时间节奏、温度的协调匹配。因此,开发LF快速脱硫工艺是薄板坯连铸短流程生产线的一个重要研究课题。唐钢在2003年3月开始对LF快速脱硫工艺进行了有针对性的研究,并取得了较好的工艺效果。

　　1 LF设备技术参数

　　唐钢150t LF主要技术参数如下。

　　容量　　　　　　　150t

　　最小钢水处理量　　100t

　　最大钢水处理量　　160t

　　钢包净空高度　　　≥500mm

　　电极直径　　　　　457mm

　　极心圆直径　　　　750mm

　　电极升降行程　　　2500mm

　　电极升降速度　　　150mm/s

　　炉盖提升行程　　　700mm

　　钢包透气砖数量　　2个

　　变压器容量　　　　25MVA

　　2 薄板坯连铸钢水精炼工艺流程

　　钢水进站→接底吹氩管→钢包到LF精炼位→测温取样→给电、加渣料、造还原渣→调整钢水成分及酸溶铝→测温取样→成分温度合格→弱吹→喂线→弱吹→钢水到LF起吊位→加保温剂→吊包→薄板坯连铸机。

　　3 脱硫的热力学动力学研究

　　3.1 脱硫反应[1]

　　在钢-渣界面上的脱硫反应是伴有电子转移的置换反应,其基本式为:

　　为保持电中性,必有一些能释放电子的元素同时经过界面进入渣中,对于铝镇静钢来说,脱硫基本反应为:

　　3(O2-)+3[S]+2[Al]=3(S2-)+(Al2O3)

　　3.2 炉渣的脱硫能力

　　适当增加渣量,可以稀释渣中CaS浓度,加快脱硫速率。但渣量过大会使炉渣过厚,影响钢渣界面反应。在实际生产过程中,由于转炉渣中FeO含量高,出钢下渣过多,会影响造白渣过程,从而恶化脱硫过程降低脱硫效率。因此,在生产实践中转炉出钢下渣量要求小于450kg。

　　从热力学角度考虑,脱硫反应是在还原性气氛中进行,渣中FeO含量高不利于脱硫反应。根据生产数据,在脱硫反应中渣中FeO含量与硫分配系数的关系如图1所示。此外,在生产实践中还发现,渣中 (FeO+MnO)<1%时,脱硫反应速率显著提高。

　　3.3 钢水温度

　　提高钢水温度将有利于脱硫反应的进行,同时可以加快渣料熔化,提高钢水流动性,加快反应速度,从而加速脱硫。生产实践表明,钢水温度低于1560℃时,脱硫速率明显降低;钢水温度高于1560℃时,渣料熔化快,炉渣流动性好,脱硫反应快。因此,要求转炉钢水进站温度要大于1560℃。