[00009135]LF精炼钢包封闭装置及其使用方法

　　LF精炼钢包封闭装置及其使用方法，专利号201510661065.5。

　　项目简介：通过改进钢包和加包盖，在钢水上方形成一个封闭的空间，通过喂线机喂入强脱氧剂（镁或镁铝合金），在钢水的上方形成强大的强还原区，钢水在底吹氩的条件下不断地进入封闭的强还原区，来脱除钢液中的氧、硫和钢中的气体和杂质，来达到净化钢水的目的。

　　项目核心创新点：钢水在封闭空间内，通过加入强脱氧剂形成强还原区，在底吹氩搅拌下，钢水不断地循环进入到强还原区，不断地脱除钢液中的氧、夹杂物变性等，不断地净化钢液。

　　项目详细用途：

　　背景技术

　　我们知道炼铁的冶炼，往高炉加入焦炭（热源），送如高氧，产生一氧化碳，来还原铁矿石（Fe3O4），最后成铁水。在炼钢经过吹氧脱除铁水中碳成为钢水，钢水通过脱氧合金化加入不同的合金量形成不同的钢种，为了进一步提高钢水质量出现了不同的精炼，其中LF精炼通过造加脱氧剂，造还原渣，使渣中（FeO）降低来精炼的。

　　通常转炉出完钢需要精炼的钢水，大部分需要在待工位等一段时间才能到工作位进行精炼。等待就有钢水降温。常温下1500℃的钢水在底吹氩的条件下降温很快；在大气压下钢液很容易产生二次氧，吹氩使钢液产生的粉尘的排放，污染了环境。

　　精炼过程中，LF精炼炉为了脱氧，通常加入较多的脱氧剂，但由于转炉出钢下渣量不稳定或其他的条件所限，精炼造渣有时并不理想（如图3图4），炉渣在精炼7分钟内炉渣依然是黑色，渣中的FeO并没有去除多少，因为精炼炉渣不好，直接影响到钢水质量（夹杂物多等），如图4、连铸中包塞棒的线能够反应出钢水的纯净度，如果钢水纯净度高，中包塞棒线是一条直线，从图上可以看出塞棒线（曲线）并不直，说明有的炉次的钢水夹杂物是比较多的，钢水中的夹杂物很容易粘连塞棒头，为保证拉速不变，棒位上涨、棒位线上涨，钢水纯净度提高后，粘连在塞棒头上的夹杂物又被冲掉，棒位线下降，所以才出了图4的曲线。

　　精炼完的钢水为了进一步的脱氧脱硫或改变夹杂物的形态，通常喂入一定量的硅钙线或钙线等。如图6，精炼完的钢水在向钢水内部喂入硅钙线的情况，通过图片可以看出喂到钢水内部的硅钙线激烈反应和强烈的搅拌，钢渣四溅，虽然钢水经过了钙化处理，但应看到：

　　1 在大气下，强烈的搅拌使钢水很容易二次氧化（图5a是精炼完后转出喂硅钙线时取得渣样，颜色是乳白色；图5b是喂完硅钙线4分钟所取渣样，颜色是浅黑色）和强烈的搅拌使钢水温降较多。

　　2 喂入到钢水内部的硅钙线在底吹氩搅拌下很快上浮到钢水表面，钙一部分参加了反应，没有来得及反应的直接与大气中的氧直接燃烧，造成了钙的收得率偏低。

　　3无包盖的喂线还会污染环境。

　　为了改变现这样的状态，发明了‘LF精炼钢包封闭装置’，为了防止空气中的氧进到钢水上方参加反应，保证封闭装置内的正压在0.4公斤以上，类似一个高压锅，如图1、

　　转炉出钢到改进的钢包内，钢水到精炼炉待工位后直接加上包盖，那么钢水上方就有一封闭的空间，在封闭的空间内喂入强脱氧剂（铝镁线或镁钙线），用“铝镁线或镁钙线”喂线到钢水里应用很少，因为镁的饱和蒸汽压较高，远大于钢液的静压力，收得率会更低，所以炼钢应用很少。但现在情况不同，有了钢包封闭装置，产生镁气泡在封闭的空间内，且在封闭的空间内有一定的压力，在没有外界的氧条件下，镁气泡只能与炉渣中的氧或钢水中的氧反应。 镁是一种非常活泼的金属，不仅可以和氧气剧烈反应，也可以和氮气，甚至可以和二氧化碳反应。镁的熔点、沸点分别是650℃、1090℃，是强还原剂，还原性比铝强，价格比铝要便宜，所以选择镁做强还原剂经济，因为镁又是强脱氧剂，反应速度快，镁喂线到钢水表面200mm左右，镁气泡反应和气体膨胀激烈的搅拌钢水表面，在底吹氩的搅拌下，与炉渣中的氧和钢水中氧发生强烈氧化放热化学反应，在钢水表面形成良好的搅拌作用，且在钢水表面形成一个强还原区，来脱除钢液中的氧或和炉渣中的氧；喂入钢水的强脱氧剂的化学反应都是强烈的放热反应，由于强烈的化学放热反应是在封闭的钢包内，产生的热量大部分都在钢包内，不但不降温反而升温。

　　预期效益说明：

　　改变了传统的LF炉加入大量的造渣材料和脱氧剂，在精炼前，通过在钢包封闭的空间喂入强脱氧剂脱出钢液和炉渣中的氧，使炉渣中在精炼前已经使炉渣中（FeO+MnO）含量控制到最低，避免在精炼过程中再加入脱氧剂脱氧，节约了精炼时间、节约了电能和电极等。在精炼过程只要把炉渣流动性和温度调整好后，可以转出喂入含镁包芯线，深脱氧深脱硫，进一步脱除钢种夹杂物和气体，钢水质量得到进一步的提升。LF精炼钢包封闭装置是在封闭的空间内进行的脱氧反应，所以它是环保的，喂入钢包内的含镁包芯线不需要加热源，不需要和其他的搅拌，是靠金属本身的性质就能完成一些脱氧操作。

　　效益主要有：

　　1 减少了脱氧剂和造渣剂的使用量，

　　2 节约了精炼时间、节约了电能和电极，

　　3 减少因电弧加热产生高温对造渣材料烧损和耐材的消耗。

　　4 提高了高水的质量，有资料显示：

　　钢中含有一定的镁，能起到分散和细化碳化物的作用，减轻钢中的合金元素的偏聚，使机体合金元素含量增加，共晶碳化物数量钢中溶解度明显减少。用镁处理铝脱氧的钢液时，不仅可以进一步降低钢中的氧、硫含量、夹杂物数量明显减少，还同时改善了夹杂物的形态和性质。

　　5 LF精炼钢包封闭装置是既环保又节能。