郭艳

摘要：为实现钢材生产质量及其综合效益，某炼钢厂对LF炉精炼工艺进行了优化与设备改造。通过LF炉精炼工艺优化和设备改造，有效提高了钢材质量，降低了电极被击穿漏水等事故的发生率，明显改善了铸坯质量，提高了铸坯合格率。生产实践证明，通过对LF炉精炼工艺优化和设备改造，在提高钢材质量的同时，可以实现企业的综合效益。

关键词：LF炉精炼；工艺优化；设备改造；生产实践

中图分类号：TF769 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0059-02

1 LF炉精炼原理及其冶金功能

1.1 LF炉精炼原理

LF炉在应用中，具备良好的脱氧及脱硫效果。LF炉采取的是扩散脱氧的方式，直接将脱氧产物送入渣中，在大流量氩气强搅拌冶炼环境与还原渣精炼环境中，可以进一步提高渣钢间氧传输速度，并提高沉淀脱氧去除率。在熔池搅拌、高碱精炼与还原性环境中，钢水具备良好的脱硫能力。LF炉脱氧效果与脱硫效果存在着紧密关系，如LF炉脱氧效果较好，则LF炉中CaO质量分数较高，其FeO质量分数会降低，从而为脱硫提供有利条件。

LF炉脱气去杂效果明显，经过底吹透气砖，将氩气输送到钢水，从而在钢水中出现小气泡，气泡在上浮运动时，钢水中存在的气体会逐渐扩大，并将钢水排出，气泡上浮运动，在提高非金属夹杂物上浮运动的速度上作用

明显。

1.2 LF炉精炼冶金功能

LF炉精炼炉在应用时，其主要功能主要包括电弧加热功能、吹氧功能、钢水脱硫及脱氧功能等。如电弧加热功能，LF炉电弧加热的方式主要是通过大电流经过三相石电极来实现的，升温速度每分钟可以达到4℃～7℃，埋弧加热主要是通过泡沫渣来实现。LF炉吹氧功能涉及到整个冶金环节，在保证钢材质量等方面发挥着重要作用。在工业生产安排十分紧张的情况下，应用LF炉可以保持钢水温度，缓解生产压力，可以节省生产成本，实现良好的经济效益。

2 LF炉精炼应用中存在的问题

在某炼钢厂应用LF炉之后，成功开发了多种钢，如高碳硬线钢、冷轧板、冷镦钢等产品，提高了企业生产能力，扩大了业务类型。在炼钢厂中某作业区中，应用了三座50t型号的LF转炉，并配有三台连铸机，在进行板坯生产活动时，板坯连铸机平均浇筑时间多在20分钟左右，然而转炉冶炼周期却需要大约30分钟，出现了转炉与连铸机工作不匹配的问题，从而为组织生产带来了较大困难。因LF炉精炼时间无法得到保证，从而对钢材的精炼效果及技术指标等造成较大影响，降低了钢质量品质，带来了较大的经济损失。

3 LF炉精炼工艺优化和设备改造的生产实践

3.1 LF炉精炼工艺优化的生产实践

3.1.1 LF炉精炼造渣工艺优化。针对LF炉在应用中存在的问题，对炼钢厂造渣工艺进行综合分析，研究出符合不同品种钢的渣系，从而改变了传统的石灰加精炼渣的生产模式，为高附加值品种钢的研发奠定基础。在经过LF炉精炼造渣工艺优化之后，其造渣工艺形成前渣与后渣分别精炼的方式，前渣精炼主要在转炉出钢时处理，后渣主要是在LF炉精炼过程中造渣。优化后LF炉精炼造渣工艺生产流程为：在转炉出钢的过程中，添加萤石、石灰及精炼渣等渣料，通过利用钢水搅拌作用与吹氩搅拌作用，能够完成前渣精炼；在钢水到达氩站之后，考虑生产钢种的实际需要，加入石灰、电石等材料，在LF炉通电化渣三分钟后，需要工作人员对炉内状况进行仔细研究，根据实际情况，掺入萤石、石灰、电石等材料，从而对造渣体系调整，精炼出白渣后在还原性环境中结束精炼。在完成精炼造渣之后，采取软吹氩的方式对钢水吹氩，吹氩时间应控制在三分钟以上，促使钢水中非金属杂物上浮并排除，从而达到提高钢水洁净度的目的。通过生产实践发现，在完成LF炉精炼造渣工艺优化后，精炼渣碱度由原本的4.33增加到6.2，渣中氧化铁含量大幅降低，充分证明了精炼效果较好，且改善了钢水洁净度，有助于提高产品质量。

3.1.2 钢包砌筑工艺优化。在LF炉精炼过程中，钢包炉渣线受电弧高温影响，在循环钢水侵蚀的作用下，容易在包底中出现穿漏钢事故。对钢包砌筑工艺进行优化，在进行钢包砌筑时，应用质量较好的Mg-G砖，提高钢包包底及渣线在精炼过程中的可靠性与安全性。在该炼钢厂中自优化钢包砌筑工艺后，大大减少了穿渣线事故，保证了精炼工艺质量。

3.2 LF炉设备改造的生产实践

3.2.1 LF炉导电横臂改造。LF炉在运行过程中，出现了一些问题，严重影响着LF炉运行的综合效益。导电横臂涡流发热问题是LF炉运行中存在的重要问题。当导电横臂中存在电流时，会形成以导电横臂为中心的三个电磁场，不同电磁场之间的重叠区会产生磁力线切割。B相导电横臂立柱是电磁场重叠区切割点，B相导电立柱在电磁场影响下发热，在高温影响下，对绝缘板造成严重影响，从而引发电流击穿事故，对设备的安全应用造成较大威胁。可进行LF炉导电横臂改造，安装循环冷却水箱于B相砸导电横臂立柱上，从而对绝缘板工作环境进行改善，避免击穿现象的发生。具体改造措施如图1所示：

图1 LF炉导电横臂改造示意图

3.2.2 LF炉电极抱闸改造。在实际生产过程中发现，电极抱闸与电极横臂之间在通电过程中，存在着拉弧现象，电机横臂在电弧击穿的影响下出现漏水等问题。这种问题检修时间较长，对精炼炉生产能力造成了很大限制。通过研究发现，造成拉弧现象的主要原因在于电极抱闸与电极横臂接触不好，为此，选择环氧树脂板安装于电极抱闸之下，消除电极抱闸与电极横臂之间的直接结合处，从而避免了拉弧现象，保证了精炼生产的正常进行。

4 应用效果

通过LF炉精炼工艺优化和设备改造后，获得良好效果，主要表现为铸坯低倍缺陷明显降低，其质量获得显著提高，如表1所示。

通过表1可以看出，LF炉优化改造后，其铸坯缺陷明显降低，质量显著提高。除此之外，铸坯合格率也获得了很大提高，如图2：

图2 LF炉优化改造前后不同钢种铸坯合格率示意图

通过图2可以看出，在LF炉优化改造后，多种铸坯合格率均有所提高，保证了产品质量，获得了良好的经济效益。

5 结语

随着钢铁工业的不断发展，钢材逐渐向技术含量更高、附加值更高、品质更优越的方向发展，在炼钢生产过程中，LF精炼炉属于重要的生产装置。然而LF炉在运行过程中，存在着一定的问题，严重影响着钢材的生产能力及综合效益。通过研究问题成因，提出LF炉精炼工艺优化和设备改造措施，减少了故障问题，提高了品种钢铸坯质量，提高了企业核心竞争力，实现了企业更好的综合效益。

参考文献

[1] 陈伟，姚德明.LF炉精炼工艺优化和设备改造的生产

实践[J].钢铁研究，2011，（2）：38-42.

[2] 王菲.LF炉精炼渣优化与终点温度预估模型[D].西

安建筑科技大学，2010.