李涛 邯钢一炼钢

随着科学技术的不断进步与交通、国防等领域的飞速发展，人们不仅对炼钢成本、生产率的要求越来越高，而且对钢的纯净度、使用性能等质量上的要求也达到了相当高的标准。LF 炉生产时由于连续加热、持续升温等特殊的生产工艺，导致水冷炉盖的冷却水出水温较高，易出现水冷炉盖出水温度报警频繁、环管漏水等生产故障，在炼钢生产过程中经常被迫停炉对漏水点进行焊补，严重影响生产节奏。

一、LF 独特的功能

1.提升还原性气氛。LF 本身一般不具有真空环境，它依靠钢包上的水冷法兰盘、水冷炉盖和密封橡皮圈来隔绝空气。加热时，石墨电极与渣中的Fe0、Mn0 等氧化物反应生成CO 气体，使LF 炉内的氧分压减少，加上还原渣的作用，让炉内具有很强的还原性气氛。还原性气氛有利于钢水脱硫、脱氧、去除非金属杂质等过程的进行。

2.搅拌作用。LF 过程中，由钢包底部吹入氩气，氩气泡在浮力的作用下上浮，带动钢水上下循环流动，从而加速钢－渣间的物质传递，有利于钢水脱硫、脱氧反应的进行，并且使钢水的温度和成分均匀。吹氩还可以加速非金属夹杂物的碰撞长大，增加其上浮速度，而有利于去除非金属夹杂物。此外，还可以通过改变吹氩流量的大小，将搅拌功率控制在合适范围内，达到既不卷渣，又有利于夹杂物聚集上浮的目的。

3.白渣精炼。LF 白渣多以CaO-Al2O3-SiO2为主要成分，渣含量一般为钢水重量的1%—2%。渣可对钢水中的氧化物进行吸附和溶解，以达到脱氧的效果。而且，随渣碱度的提高，硫的分配比增大，因此L F炉可冶炼低硫钢或超低硫钢。总的来说，LF 精炼就是在还原性气氛下，通过埋弧加热和造渣过程，对钢包中的钢水进行升温、脱硫、脱氧、合金化等处理，以净化钢水。同时，从钢包底部吹入惰性气体氩气，对钢水进行搅拌，使其成分和温度均匀，并有利于去除钢中的夹杂物。

二、LF 炉水冷炉盖受热分析

1.LF 炉水冷炉盖结构和传热特点传热学中热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射[2]。水冷炉盖的主要换热方式：水冷内壁与管内冷却水的对流换热、水冷环管冷却外壁与内壁的稳态导热、炉盖内的烟气对水冷环管外壁进行辐射换热。在水冷炉盖的水路分配系统中，总管供水至水冷炉盖上的集水箱故水冷炉盖的水冷环管为并联管道，故A、B 间的水头损失均等于A、B 两集水箱之间的总水头差，即并联各管段的水头损失相等，总流量为各管流量值之和同，时各管路内沿程损失相等，如下式所示，由此可得L2 为38.78m3/h。

2.水冷环管热负荷能力。实际上环管与钢水辐射的高温烟温接触的面积即起到主要热量转换的钢管面积只有其中的二分之一，炉内烟气对水冷环管的辐射热的热量：

三、LF 的改进措施

1.操作模型。LF 上位机冶炼模型增设最佳供电曲线模型、最佳合金料添加量计算模型及吹氩模型功能等，可实现更高的自动化程度。

2.钢包车的改进钢包车采用双驱动。若一台驱动出问题，打开制动器，另一台也可满足钢包车慢速运行。驱动采用交流变频驱动，这样既能确保定位准确的优点，又减少钢包车故障率，便于维护。减速机采用SEW 产品，钢包车液压管线上焊接槽形钢内通水冷却防护，液压油采用耐高温型。车体设置声光报警并加防护板。拖缆装置是向钢包车提供动力、氩气等的装置，拖缆的一端固定在地面滑线架上，另一端固定在车体上，可随钢包车一同运行。拖缆胶管采用棉布捆扎，防止钢液或钢渣飞溅烧损。

3.钢包精炼炉的改进。精炼炉中心圈衬的改进中心圈衬采用水冷，圈衬上电极孔衬耐材保护套，防止圈衬被击穿，提高了LF中心圈衬的寿命，不仅很好地避免炉盖易粘钢渣的情况，而且较好地改善了作业环境，提高LF 的有效作业率，同时有利于保持钢包精炼炉内的还原气氛。中心圈衬与水冷炉盖之间有定位销，便于更换中心圈衬。观察孔的改进梯形水冷炉盖上设置的观察孔采用斜形门形式，液压缸启闭，吹氩保护，孔盖冷却采用水冷形式。

4.炉盖冷却系统的改进水冷炉盖用20g材质的无缝钢管和特制弯头组焊而成，形成均流无死点的高效水冷强制循环。炉盖形式采用组合全水冷式，包括大炉盖、小炉盖、测温取样盖、喂丝口、下料口等。小炉盖一层放置最上层，其中小炉盖冷却水管采用金属软管联接，管接头采用快换接头。电极孔周边采用水冷管绕制成梅花状结构。顶层小盖与炉盖本体为活连接。炉盖中层开有合金加料孔。炉盖中层侧壁开有观察孔，此孔封板用齿轮摆动气缸控制开关。所有气缸两端均有缓冲功能。炉盖合金加料孔上设置一合金加料管。合金加料孔溜管采用水冷管。炉盖上设有一总进水管，以供回给炉盖上各支路的进水管。炉盖总进、回水管上各设一个安全阀，用于在停水事故时保护炉盖。

目前设备运行状态稳定、功能完好，LF 设备的改造后，取得了以下效果：钢包车定位滑移、导电横臂、高压电器回路等加强了防护，设备运行更为可靠，故障率更低，事故可基本杜绝，设备完好率达95%。