LF爐技術培訓材料PAGEPAGE33精煉培訓材料第一部分：煉鋼安全生產知識精煉爐煉鋼生產，是在大型而復雜的機械設備、高壓電器設備及高溫爐渣的條件下進行的。在冶煉過程中，經常會發生各種不同性質的事故，這些事故直接關系到操作人員的生命安全與健康、設備的利用率及生產的效率。因此，安全生產在企業中占有著非常重要的地位。作為煉鋼工人，應該懂得相關的安全生產知識，以采取正確的處理和預防事故的方法，盡量使事故減少發生，以確保人身安全和設備正常運轉。防止觸電：電極上一般帶有100~400V左右的高壓電流，人站在爐頂的四周都是鋼架等導電體，人也是導電體，當人接觸到電以后，電流會馬上通過人的身體經過鋼架傳到地中去，造成觸電事故，從而危及操作人員的生命安全。因此，人在接觸電極或臨時上爐頂檢查時，必須停電，不準帶電作業。送電后，禁止任何人在電纜下停留或通過，以防觸電事故發生。吹掃爐蓋灰塵時，吹風管不得靠近電極，如果操作者站在地上，手與一相火線接觸，則電流會從電極通過人體與大地造成電流回路，容易發生觸電事故。嚴禁帶電開出罐車出鋼。主控人員在操作時，不得帶負荷換壓（設備允許時例外）。避免兩相送電。兩相送電的危害不是發生觸電，而是會使電耗增加和容易損壞電器設備及罐壁。另外，兩相送電，爐內溫度也不均勻，因此不允許兩相送電。不能隨便亂摸任何電氣設備，以防發生觸電。防止燙傷和燒傷：爐前操作時，必須帶好安全帽、煉鋼手套和煉鋼鏡等防護用品，穿好工作服和工作鞋。不允許不穿上衣或只穿背心煉鋼，也不允許穿球鞋或布鞋操作，不能帶較薄的或手指不能靈活運動的分指手套煉鋼。在廠房內，當不知各種設備或材料的冷熱程度時，不能用手隨便去摸，以免燙傷手指等。在操作過程中，人員不能到爐下工作，以防止發生意外的燙傷和燒傷事故。采用爐頂加入渣料或合金材料時，應關閉爐門，而且爐門前不得站人。在爐頂上作業時，人員只能站在工作架上，不能站在爐蓋上，以防塌落造成燙傷或燒傷事故。在還原溫度較高的情況下，加入脫氧材料時，噴出的火焰很大，若再使用較大的電壓電流，情況就會更加嚴重，一方面應適當控制電壓電流，另一方面操作者必須有思想準備，若遇到火焰大噴射時，應采取多批少量加入脫氧劑的方法，并向火焰兩邊躲避，此時，采用小電壓小電流，等脫氧劑加完后再根據情況適當增加電壓電流。若鋼水碳低氧高時，增碳容易產生激烈的碳氧反應，造成熔池激烈沸騰并噴出大火焰，操作者應有思想準備，及時避開火焰，以免燒傷。接電極時，要注意將電極上緊夾牢，以防電極突然滑落，造成意外事故。電極滑落后，若不及時處理，會使鋼液增碳，致使成分出格。事故坑、渣道應保持干燥，不得潮濕，更不能有水。因水與鋼渣接觸時，會立即蒸發、膨脹。此時若鋼渣將水汽蓋住，就會產生爆炸，造成人身和設備事故。休息時，爐前操作人員不能坐在正對爐門口的地方，以防鋼渣噴濺傷人。防止砸傷：在使用鋼絲繩或鐵鏈吊起重物前，要認真檢查鋼絲繩有無損壞，鐵鏈有無裂紋，以免起吊后折斷傷人。起吊重物時，鋼絲繩要垂直吊，不能斜吊、斜拉，以免鉤頭滑移，重物掉下傷人。用吊環吊重物時，手不可握環，并且人體要適當離開所吊重物一定距離，以免擠傷手指或重物落下砸傷人。吊重物時，腳不得處于重物下面，以免重物脫落砸傷。吊車吊重物運行時，必須有專人領車，禁止在人的頭上越過，任何人也不得在重物下通過，以防重物突然落下砸傷人。用吊車吊重物時，要注意不得超過規定負荷起吊，以免損壞設備和發生意外人身事故。指揮吊車時，手勢必須清楚明白，以免吊車駕駛員產生誤會而造成意外的人身和設備事故。清理出鋼坑和渣坑內垃圾時，需要有專人指揮和看守。吊車吊運重物時，不得掠過爐坑上空，以防重物掉落傷人。另外，操作人員不得隨渣斗吊上吊下，防止渣斗翻轉或掉落而造成嚴重人身事故。在翻倒渣斗時，必須與吊車駕駛員密切配合好，將渣斗掛牢后，才能翻倒，操作人員應及時站在遠離渣斗翻倒處的安全地方，以防翻斗時被碰傷或被鋼液燙傷。在爐體開動時，一方面要清理好渣道，另一方面必須保證無人通過軌道，方能開動，以防損壞設備或將人擠傷、撞傷等。在爐頂上作業完畢后，操作人員要仔細檢查一遍，檢修工具不得遺留在升降機構、把持器及爐頂上，并要隨身攜帶下來，不得往下面亂扔，以免損壞工具及砸傷人。第二部分：爐渣金屬料中雜質的氧化產物和熔化的造渣材料形成熔渣。一般來說熔渣主要由氧化物組成。為了達到熔煉目的可加入少量稀釋劑調渣。煉鋼的任務是煉出溫度、成份符合規定范圍的高質量鋼液。為此，造渣制度是煉鋼的關鍵，它不僅影響到鋼的質量，而且對于鋼的產量、原材料和能量的消耗也有密切關系。不同的煉鋼方法往往采用不同的渣系。熔渣組成的主要來源有：生鐵或廢鋼所含的一些元素（如：鋁、硅、錳、磷、硫等）氧化時形成的氧化物；作為氧化劑或冷卻劑使用的礦石和燒結礦等；金屬材料帶入的泥沙或鐵銹；加入的造渣材料，如石灰、螢石、鐵礬土等；侵蝕下來的耐火材料；脫氧用合金的脫氧產物，熔渣的脫硫產物。煉鋼生產過程中熔渣的主要作用：通過調整熔渣成份來氧化和還原鋼液，使鋼液中硅、錳等元素氧化或還原，脫除鋼液中的磷、硫、氧等元素；吸收鋼液中的非金屬夾雜物；防止爐襯的過分侵蝕；覆蓋鋼液，減少散熱和防止吸收H、N等氣體。另外，在LF爐中，爐渣還起到穩定電弧的作用。熔渣的粘度：粘度是熔渣的主要物理性質之一。粘度對于渣和金屬間的傳質和傳熱速度有密切關系，因而它影響著渣鋼反應的反應速度和爐渣的傳熱能力。過粘的渣熔池不活躍，冶煉不能順利進行。過稀的渣容易噴濺，而且嚴重侵蝕爐襯耐火材料，降低壽命。因此，煉鋼應有適當的粘度，以保證鋼的質量和良好的技術經濟指標。粘度與流動性成反比關系。流動性與渣中不溶物有關，如石灰、鎂砂、氧化鉻等微小顆粒使渣的內摩擦力增大，增加了粘度。實際中爐中熔渣的溫度和組成是不均勻的，并常含有固態質點使粘度增大。合適的爐渣粘度在0.2~1.0P之間，相當于輕機油的粘度，鋼液的粘度在0.025P左右，相當于松節油的粘度，熔渣比金屬熔池的粘度高10倍左右。操作中常用扒桿上粘的渣層厚度判斷粘度是否正常，一般以4mm左右為宜。還原渣的粘度不僅決定于堿度，而且也和CaF2含量有關，渣中CaO/（SiO2+CaF2）低時熔渣的粘度就低。可見提高CaF2含量時對粘度的影響是很大的。但CaF2對爐襯的侵蝕是非常大的，在冶煉生產中應該嚴格控制CaF2的加入量。懸浮于渣中固態微粒的尺寸和數量是影響熔渣粘度的重要因素。如還原渣加入的碳粉以固態懸浮于渣中，粘度顯著增大，因此要求原始渣造的稀些；加入的硅鐵粉、鋁粉常以彌散的液滴存在，所以對粘度影響較小。當爐襯嚴重侵蝕時，渣中含有大量未被溶解的鎂砂顆粒，也使爐渣變稠。熔渣的堿度：堿度是判斷熔渣堿性強弱的指標。去P、去S以及防止金屬液吸收氣體等都和熔渣的堿度有關，它還決定著熔渣中許多組元的活度，因此堿度是影響渣鋼反應的重要因素。熔渣堿度常用堿性最強的CaO和酸性最強的SiO2含量之比表示。熔渣的氧化性：熔渣的氧化能力取決于其組成和溫度。通常用渣中最不穩定的氧化物（氧化鐵）的多少來代表氧化能力的強弱。渣中氧化鐵受堿度影響很大，大約堿度在1.87時，熔渣的氧化能力有一峰值，達到最強。熔渣的還原性：在平衡條件下熔渣的還原能力（即還原性）主要決定于氧化鐵的含量和堿度，在還原性精煉時常把降低熔渣中氧化鐵的含量和選擇合理的堿度作為控制鋼液中氧含量的重要條件。對電爐還原渣和爐外精煉用渣常把（ΣFeO）降到0.5%以下，堿度控制在3.0~4.0范圍。在生產操作中為充分發揮熔渣的還原作用，除控制氧化鐵含量和堿度外，還要控制熔渣中還原物質（C、Si等）的數量、熔渣的流動性、攪拌程度和還原渣的保持時間，這些都和鋼液中的氧含量有直接關系。熔渣透氣性：熔渣傳遞氫的能力稱為透氣性，透氣性和熔渣的組成及物理性質有關，提高熔渣的粘度能減少其透氣性。實驗結果證明，熔渣堿度為2.5時，還原性熔渣粘度最低，透氣性也最大；堿度超過或小于2.5，粘度都增大，熔渣透氣性也相應減少。渣系1、白渣：白渣具有良好的脫氧和脫硫能力，其堿度一般在3.5左右，CaO含量在60%左右。流動性良好的白渣在爐中會發生泡沫，并會均勻地粘在樣勺或耙子上，冷卻后呈白色并會變成粉狀。SiO2或MnO含量較高時，爐渣不會發生粉化現象，這時必須用石灰調整爐渣的化學成分。造白渣的方法是稀薄渣形成后，向爐中加脫氧劑，隨著脫氧反應的進行，渣中的FeO、MnO等氧化物濃度逐漸降低，渣色也就逐漸變白。白渣極易與鋼水分離而上浮，較少沾污鋼液，所以通常規定必須要在白渣下出鋼。渣況的判斷：評定白渣的好壞，首先要注意渣的顏色，而且不僅看渣白的程度，還要看白渣保持的時間的長短。渣中FeO、MnO等含量較高時，爐渣呈黑色，隨著渣中氧化物的減少，其顏色也就逐漸變淺，即由黑色——棕色——黃色——淡黃色——白色（此時渣中FeO含量一般不大于1%）。若再加還原劑，就會形成電石渣，根據CaC2的多少，其渣的顏色也相應的變化。由白色——灰白——灰色——深灰帶黑。此外，還可以根據煙塵來判斷渣況，電石渣濃，且顏色發黑；白渣或弱電石渣，煙塵為灰白色；爐渣脫氧不良時，煙塵呈灰黃色。隨時觀察爐渣的顏色，對控制好鋼液成分也有很大關系，電石渣鋼液容易增碳，黃渣下，合金回收率降低。第三部分：脫氧在鋼的精煉或出鋼、澆注過程中，減少鋼中含氧量的操作，叫做脫氧。脫氧是從鋼包精煉法出現之前就和鋼水成分溫度調整同時在鋼包中實施的冶金操作。脫氧的目的：脫氧的目的是降低溶解在鋼液中的氧量和氧化物夾雜量，以獲得比較純凈的鋼液。另外，鋼液脫氧良好，有利于提高合金元素的收得率，對降低成本意義重大。氧在鋼中的存在形式：鋼液中的氧主要以FeO的形式存在，它能大量地溶解于鋼液中，另外還有部分的氧以其它化合物形式存在于鋼液中。氧含量的高低取決于鋼液的溫度和爐渣的化學成分。脫氧劑的選擇：脫氧過程包括將鋼中溶解的氧大幅度地降低和使生成的脫氧產物容易從鋼中排除。這兩點是衡量脫氧元素或脫氧劑效果好壞的兩個重要標準。另外，還要注意到脫氧劑的來源是否充足、生產和制造是否方便、成本是否低廉等；元素的脫氧能力：脫氧元素的脫氧能力大小隨外界條件變化而變化。在1600℃時脫氧能力（單獨）順序為（由強到弱）：Ti、Al、Si、V、Mn、Cr。其中當含量>脫氧產物的排除：如果單追求元素的脫氧能力強，而忽視脫氧產物的排除，最終仍不能得到良好的脫氧效果。⑴當用單一脫氧元素脫氧時，生成的純氧化物，其熔點大多高于鋼液溫度。因而在鋼液中呈固態出現，不利于夾雜物的聚集而上浮。⑵某些高熔點的氧化物，如果與鋼液中的FeO作用能生成低熔點的復雜化合物。如向爐內加入錳鐵就可形成低熔點的FeO—MnO，在鋼液中容易上浮，同時，還能提高其它元素的脫氧能力。⑶在煉鋼過程中，單獨用硅、鋁脫氧時可生成的固態高熔點脫氧產物，在加入錳后，其性質便會逐漸發生變化。MnO屬于弱堿性氧化物，它能將這些固態高熔點的脫氧產物加以稀釋，生成硅酸鹽、鋁酸鹽等低熔點的復雜化合物，易于聚集和上浮，但稀釋過程是一個緩慢的過程。⑷脫氧元素或脫氧劑加入的次序不同，對脫氧產物的形成和排除也不同。它可以影響脫氧產物的性質和組成（一般采用先弱后強的順序）。⑸采用復合脫氧劑，各脫氧元素同時在反應區內參與脫氧反應，各元素生成的脫氧產物彼此接近，易于形成低熔點、大顆粒的復雜化合物。目前，比較簡單、常用的復合脫氧劑有硅錳、硅錳鋁、硅鈣等。⑹大顆粒的脫氧產物易于上浮，必須先形成地熔點的液態產物，或形成與鋼液界面張力大的脫氧產物。脫氧方法的選擇：脫氧的方法是決定鋼中氧化物夾雜的組成、數量、形狀及大小的一個重要方面。它直接關系到是否能最終達到脫氧目的。因此，選擇脫氧方法的基本前提是：能最大限度的降低溶解在鋼中的氧量和氧化物夾雜量，從而獲得最純凈的鋼液。（一）沉淀脫氧：沉淀脫氧是將脫氧元素（脫氧劑）直接加入鋼液中與氧結合，生成穩定的氧化物，并和鋼液分離，上浮進入爐渣，以達到降低鋼中氧含量的目的，所以又稱直接脫氧。沉淀脫氧是目前煉鋼生產中應用最廣的脫氧方法，優點是操作簡便，反應迅速。因此生產效率高而成本低。但采用沉淀脫氧，總有一部分脫氧產物殘留在鋼液中，影響鋼液的純潔度。沉淀脫氧主要應用于預脫氧和終脫氧。預脫氧是在稀薄渣形成后，向爐內加入鋁塊、硅錳及錳塊等，根據不同鋼種和不同的質量要求，確定各脫氧劑的用量。終脫氧是在出鋼前幾分鐘用強的脫氧劑插入鋼液進行脫氧的操作。大多數鋼種用鋁，也有少部分鋼種除鋁以外再用硅鈣或鈦鐵。用鋁終脫氧的作用：⑴使成品鋼中的氧含量降低到最低限度。⑵控制夾雜物的類型和尺寸。能把弱脫氧劑所生成的脫氧產物部分或大部分還原回來，使夾雜物的性質發生變化。⑶控制鋼的晶粒度。⑷提高鋼的機械性能。⑸但過量的鋁使鋼液粘度提高，二次氧化加劇，反而影響鋼的表面和內在質量。（二）擴散脫氧：是人為降低爐渣中的FeO含量，使其低于與鋼液相平衡的氧量，則鋼中的氧必然要轉移到爐渣中去，從而使鋼中含氧量降低，又稱間接脫氧法。為了使鋼液中氧進一步降低，只需設法使渣中的FeO減少，因此在操作上采用往渣面撒加與氧結合能力較強的粉狀脫氧劑，如C粉、Al粉、Ca—Si粉或電石粉（CaC2）等，使其與渣中的FeO發生反應，破壞了氧在渣鋼之間的濃度分配關系，鋼液中的氧就會不斷向爐渣擴散轉移，力圖達到新的平衡。擴散脫氧時的化學反應是在爐渣內進行，脫氧產物溶解在渣液里或進入爐氣，很少玷污鋼水，這是最大的優點。用C粉擴散脫氧時，其脫氧產物是CO氣體，根本不玷污鋼液，同時還能使爐內具有還原氣氛，這兩個特點是其它脫氧劑所沒有的。但反應速度較慢，只能脫氧到一定程度。硅鐵粉比重介于渣鋼之間，部分硅鐵粉起到沉淀脫氧作用，（SiO）有可能玷污鋼渣，所以，用硅鐵粉還原前要盡量先用C粉（或碎電石塊）還原，同時為了保持爐內還原性氣氛，也需要分批少量地向渣面加入C粉。擴散脫氧與沉淀脫氧的比較：擴散脫氧：脫氧產物很少玷污鋼液，鋼液清潔。但脫氧速度慢，還原時間長。沉淀脫氧：脫氧產物玷污鋼液，鋼中夾雜物影響鋼質量，但脫氧速度快。（三）綜合脫氧法：是在還原過程中交替使用沉淀和擴散脫氧。它充分發揮了沉淀脫氧的反應速度快和擴散脫氧產物不玷污鋼液的特點，不僅縮短了脫氧時間，而且提高了鋼的質量。是一種比較合理的脫氧制度。其操作過程為：在去除氧化渣后，還原期開始用沉淀脫氧，加入錳鐵、硅鐵或鋁塊，稱為預脫氧；薄渣形成后，用粉狀脫氧劑進行擴散脫氧，；在出鋼前再用強脫氧劑鋁塊、硅鈣鐵等再一次進行沉淀脫氧，稱為終脫氧。影響脫氧的因素：爐渣成分對脫氧的影響：⑴渣中（FeO）的影響：在煉鋼溫度下，擴散還原過程中，一般要求渣中的FeO小于0.5%，通過理論計算，鋼中的氧含量為0.00125%，而實際生產中，卻遠遠不能達到這樣的水平。因為在擴散還原過程中，鋼中氧的擴散速度很慢，使渣鋼之間反應未能達到平衡，所以在還原末期，鋼中的實際氧含量是理論計算的2—5倍。⑵爐渣堿度的影響：在實際生產中，當爐渣堿度過大時，流動性顯著變差，脫氧速度降低，脫氧效果不好，為了保持爐渣的良好的流動性，往往要加較多的螢石，來提高流動性，所以爐渣的堿度一般控制在3.0左右。⑶渣中螢石（CaF2）：增加還原渣中螢石，能提高爐渣的流動性，使爐渣和鋼液之間的界面張力減小，即爐渣與鋼液之間有良好的潤濕性，從而有利于脫氧反應的順利進行。但應當指出，過多的使用螢石對包襯壽命有一定的影響。時間對脫氧的影響：擴散脫氧是一個緩慢的過程，為了使鋼液得到充分的脫氧，無疑必須要有足夠的擴散脫氧時間，但在生產中，過分延長擴散脫氧時間，脫氧效果并不理想，因為渣中FeO的還原速度和擴散還原時間并非成直線關系，在開始還原的30—40分鐘內，渣中FeO下降很快，以后渣中FeO的還原速度降低了，因此用過長時間進行擴散脫氧，顯然沒有必要。另外，長時間的擴散脫氧還原降低了煉鋼的生產能力，并使罐襯侵蝕嚴重，增加了鋼中的夾雜。溫度對脫氧的影響：不同元素在不同溫度下的脫氧能力，除C元素以外，其它元素隨著反應溫度的提高，其脫氧能力反而下降。攪拌對脫氧的影響：在還原期對熔池加強攪拌，使渣—鋼反應面增加，有利于脫氧反應的順利進行。第四部分：脫硫對大多數鋼種，硫都能促使其加工性能和使用性能變壞，理論上當鋼中含硫量達到0.01~0.015%時就對鋼的性能起不利的作用，對超低硫鋼的一些鋼種，其含硫量甚至要求在0.01%以下。只有含硫的易切削鋼，含硫量可高達0.1~0.3%左右。在爐外精煉上，所謂脫硫并不是指將其脫到合乎一般鋼種規格（0.015~0.020%）的程度，而是要達到ppm級的水平，以滿足海上用設備、化學反應容器和輸油管用鋼的要求。隨著S含量的降低，不同鋼種的機械性能均會得到大幅度的提高。所以在爐外精煉上進行脫硫的任務更為繁重，也更為重要。硫的危害：在鋼液冷卻時會形成FeS，FeS的熔點較低（1190℃），與鐵形成的共晶體熔點更低（988鋼液含氧量高時，在鋼液凝固過程中，以FeO形態析出的氧會與FeS形成熔點（940℃鋼中含硫量高時，塑性硫化物（MnS、FeS、MgS等）夾雜增加，使鋼材橫向機械性能降低。另外，硫有損于鋼的焊接性能，而且硫也是一個易偏析的元素。脫硫基本反應及其影響因素：脫硫反應：氣化脫硫（少量）：3[Fe2O3]+（CaS）=（CaO）+6（FeO）+｛SO2｝3/2｛O2｝+（CaS）=CaO）+｛SO2｝爐渣脫硫（為主）：[FeS]+（CaO）=[CaS]+（FeO）吸熱在實際生產中，為了表示爐渣的脫硫能力，常用硫在鋼渣間的分配比來表示：LS=(S%)/[S%]氧化性堿性渣的LS約為4；還原性堿性渣：（FeO）很低時（0.3~0.5%）的電石渣，LS可達100；甚至更高。脫氧后的白渣能保證LS達到20~80。影響因素：A爐渣成分的影響：⑴堿度：根據脫硫反應，提高堿度有利于去硫，在堿度為2.5~3.0時，爐渣具有最大的脫硫能力。但如果堿度過大，會降低爐渣流動性。所以，在實際操作中，為兼顧脫氧，堿度控制在3.0左右。⑵渣中（FeO）：渣中（FeO）含量對脫硫反應的影響是比較復雜的因素。當（FeO）＜3~5%時，根據脫硫反應，爐渣的脫硫能力隨著（FeO）濃度降低而提高；當（FeO）＜1%時，脫硫指數與渣中（FeO）呈線性關系；電爐還原期和爐外精煉即為此種情況。當（FeO）＞3~5%時，爐渣的脫硫能力也隨著（FeO）濃度增加而提高，但效果不顯著。這是因為提高（FeO），同時也提高了堿度，二者作用相抵，故轉爐冶煉中的脫硫效率較低。B溫度影響：脫硫反應是微吸熱反應，在煉鋼溫度范圍內，溫度對脫硫的平衡狀態影響不大。但提高溫度有利于改善爐渣和鋼液的流動性，提高了硫的擴散能力，從而加速了脫硫過程。因此，在實際操作中，應該在高溫下進行脫硫。C渣量的影響：適當加大渣量可以稀釋渣中的含量，從而對脫硫有利。但渣量不宜過大，否則會因爐渣過厚，脫硫反應不活躍，從而延長還原時間。另外，電力消耗也大，原材料消耗增加。D脫氧元素的影響：凡是脫氧元素，不論在鋼液中還是在渣中，都能促進脫硫反應的進行。具體歸納為三個方面：⑴脫氧元素可以降低脫硫反應生成物（FeO）的濃度，使反應向著降硫的方向進行。⑵碳、硅、錳、鋁等脫氧元素可以提高[FeS]向鋼、渣界面的轉移速度，有利于脫硫反應。⑶錳、鋯、鋁可與硫形成不溶于鋼液的硫化物，并轉入渣中，使鋼液的硫低。E鋼—渣界面的影響：脫硫反應是在鋼—渣界面上進行的，加強攪拌，顯然會有利于脫硫反應的進行。影響脫硫速度的因素：脫硫速度隨著堿度CaO/SiO2的增加而上升，隨著SiO2的增多而下降。脫硫速度隨著C、Si、Mn和Al等脫氧元素增加而加速。向爐渣中加入CaF2可改善流動性，從而加速脫硫。脫硫的方法：目前，在爐外精煉上常用的脫硫方法有兩種，還原性覆蓋渣（頂渣）攪拌鋼水脫硫和噴吹脫硫劑脫硫。1、覆蓋渣脫硫：⑴用CaO—CaF2渣和Si鐵加入爐內脫硫。⑵用72%CaO、18%CaF2和10%鋁粒造渣脫硫。⑶用60%CaO、32%Al2O3和10%SiO2合成渣精煉鋼水。2、噴粉脫硫：（略）。綜上所述，要順利的完成鋼液的脫硫任務，必須重點注意掌握好以下主要工藝環節：第一，鋼液必須脫氧良好，也就是爐渣中的（FeO）的含量要盡量低。第二，爐渣中必須具有高的（CaO）含量，保證足夠的渣量，即爐渣的堿度要高，而且爐渣的流動性要好。第三，要保證在一定高的溫度下，進行脫硫操作。同時，要加強攪拌以加速脫硫反應的進行。在生產現場，減少轉爐渣流入鋼包，從鋼包中排除流入的渣，重新造渣并用Al和CaC2進行脫氧。還有為了防止氧從氣氛中侵入，一般給鋼包加蓋，在真空或氬氣氣氛下脫硫。第五部分：攪拌攪拌是加速冶金反應，促進鋼水成分和溫度均勻的最重要手段。鋼水攪拌也是提高脫碳、脫氧及脫硫等的反應速度所不可缺少的技術，強化鋼包精煉的功能和縮短處理時間都由強化攪拌所推動。目前用于冶金過程的攪拌方法，大體可分為機械攪拌、吹氬攪拌、吸吐攪拌和電磁攪拌四類。下面主要以我廠LF爐采用的攪拌方式——吹氬攪拌來論述。吹氬的精煉原理：氬氣是一種惰性氣體，從鋼包底部吹入鋼液中，形成大量小氣泡，其氣泡對鋼液中的有害氣體（H2、N2）來說，相當于一個真空室，使鋼中H、N進入氣泡，使其含量降低，并可進一步除去鋼中的O，同時，氬氣氣泡在鋼液中上浮而引起鋼液強烈攪拌，提供了氣相成核和夾雜物顆粒碰撞的機會，有利于氣體和夾雜物的排除，并使鋼液的溫度和成分均勻。透氣性與氣孔直徑的關系：氬氣可以用噴嘴吹入液體金屬，也可以用透氣磚吹入液體金屬。但實踐證明，用透氣磚吹入，氬氣作用發揮的較充分，氬氣利用率較高。為了充分保證良好的透氣性，透氣磚應有足夠的孔隙，但孔隙直徑過大又會引起鋼水滲入，影響透氣性能。為了防止鋼水滲入，在透氣磚氣孔直徑和熔池深度間應有適當的關系：熔池淺時，氣孔直徑可以大些；反之，應當小些。透氣磚的位置：為了充分發揮吹氬攪拌的作用，透氣磚應安裝于鋼桶底部的合適位置。透氣磚越接近桶底的邊緣，混均時間越短，越靠近桶底中心，混均時間越長。但從桶襯壽命的角度來看，透氣磚越靠近捅底邊緣，則桶襯因沖刷而受的侵蝕越嚴重。綜合考慮以上兩方面的因素，可以認為將透氣磚置于桶底半徑中心的位置是比較理想的。但對VOD爐吹煉不銹鋼而言，為了使吹氬鼓起的新鮮鋼液面對準氧槍，應將透氣磚置于桶底中心部位。鋼包精煉吹氬攪拌的功能：（1）鋼包底部吹氬可使鋼包中的鋼液產生環流，用控制氣體流量的方法來控制鋼液的攪拌強度，使鋼液的成分和溫度迅速地趨于均勻。（2）攪拌的鋼液增加了鋼中非金屬夾雜碰撞長大的機會。上浮的氬氣泡不僅能夠吸收鋼中的氣體，促進了氫和氮的排除，還會粘附懸浮于鋼液中的夾雜，把這些粘附的夾雜帶至鋼液表面被渣層所吸收。（3）擴大渣、金屬反應面，加速反應物質的傳遞過程，提高反應速率。（4）對于開澆溫度有比較嚴格要求的鋼種或澆注方法，都可以用吹氬的辦法將鋼液溫度降低到規定要求。（5）將渣的過量熱轉移給鋼水。精煉吹氬攪拌的作用：1、氬氣發泡、氣洗作用：使鋼中H、N含量進一步降低，并脫除鋼中的氧。2、氬氣的攪拌作用：清除鋼中夾渣、夾雜，有利于氣體和夾雜物的排除，使鋼液成分和溫度均勻；3、氬氣的保護作用：氬氣從鋼水中逸出后覆蓋在熔池面上，能使鋼水避免二次氧化和吸收氣體。鋼包不透氣的原因及防止措施：原因：1、初煉爐出鋼溫度偏低；2、合金、脫氧劑加入時間過早；3、氬氣壓力太小，接口和管道漏氣；4、透氣磚透氣孔被堵或透氣不良。措施：1、初煉爐出鋼溫度必須按工藝執行；2、出鋼加入合金、脫氧劑必須在出鋼四分之一后加入；3、及時調整氬氣壓力，保持暢通；4、鋼包必須檢查是否透氣正常；5、澆注結束后必須及時清理鋼包冷鋼殘渣。加熱時要進行攪拌的原因：鋼包精煉爐加熱鋼液的方法是利用三相交流變壓器輸送電能，一般采用低電壓大電流，在三相電極與鋼液間產生電弧對鋼水進行加熱。由于鋼包內的鋼液深度較大，上部被加熱的鋼水不易向下流動，傳熱速度慢，造成上下溫差較大，為了避免這種現象的出現，在整個加熱過程中，必須吹氬攪拌，使在鋼包內的鋼液進行良好循環流動，確保鋼包內的鋼液溫度均勻。攪拌強度的經驗計算：對鋼水的攪拌強度用噸鋼瓦數（W/t）或每立方米瓦數（W/m3）來表示，稱比攪拌功率（W），其經驗計算公式為：W=6.18QArTl/Wg［1—Tn/Tl+Ln（1+H0/1.46×10-5P2）］其中：Tn，Tl為氬氣和鋼水溫度，K；QAr為實用氣體流量，m3/min；Wg為鋼水重量，t；H0為吹氬深度（熔池深度），m；P2為液面的氣壓，Pa。由此式可以看出，在吹氬攪拌的條件下，可以靠加大吹氬量（QAr），提高真空度（降低P2），增大熔池深度（H0）以及增多透氣磚數目（提高的QAr利用率）來提高其比攪拌功率。吹氬攪拌功率的選擇；序號工藝過程目的攪拌功率選擇（W/t）1加熱升溫1002加合金后，測溫取樣前的混勻150~2003脫硫及鋼渣反應1504脫氧及去夾雜物，弱攪拌30~50注：可參照弱攪拌參數有比例的進行選擇。控制吹氬攪拌功率的原因：爐外精煉過程中鋼水的攪拌是重要的單元操作，在精煉過程中起著均勻鋼水溫度和成分、促進鋼渣間反應、加快夾雜物上浮的作用，而且直接關系著其他精煉手段的實現。但是，不合理的攪拌，如過強的攪拌可以使鋼渣卷混，增加鋼中的夾雜物并且使鋼水吸氣而增加鋼中的H、O、N等氣體；攪拌不夠又導致反應不充分，鋼水成分、溫度不均勻，不能夠達到精煉的目的。雖然精煉過程中攪拌是必不可少的手段，合理的攪拌可以提高鋼水的質量，但是不合理的攪拌可能惡化鋼水的質量，所以應該控制好吹氬攪拌功率。保證一段時間弱攪拌的作用：由于鋼包熔池深，強攪拌下，鋼水循環帶入鋼包底部的夾雜和卷入鋼水的爐渣需要一定時間上浮，這時弱氬氣攪拌，吹入的氬氣泡可為10μm或更小的不易排除的夾雜顆粒提供粘附的基體，使之粘附在氣泡表面排入渣中，從而加快夾雜的上浮時間。另外變性的夾雜物也需要有一定的時間上浮。第六部分：溫度一、控制好冶煉溫度的重要意義：鋼水精煉過程是一個高溫物理化學過程。合適的溫度是保證精煉過程中各種物理化學反應順利進行的必要條件之一，它影響反應的方向、速度和完成程度，直接關系到鋼的質量和產量。因此，精煉的主要任務之一，就是要調整好鋼水的溫度，以使脫氧和脫硫反應得以順利進行，并促使脫氧產物及其它非金屬夾雜物從鋼水中快速分離出來，以及提高合金元素的收得率和準備良好的澆注溫度條件。二、溫度過高和過低的危害：一般把高出熔煉鋼種熔點的溫度稱為鋼水的過熱溫度。如過熱溫度低，則鋼水比較粘稠，流動性差，鋼水中各物質的擴散過程和雜質的上浮都很難進行；鋼水的過熱溫度如果過高，回造成鋼中可以作為結晶核心的固有表面被破壞，鋼的結晶組織便粗大，機械性能也因此而變壞。另外，溫度過高，渣子顯得稀，容易變黃，難于保證其還原性，使鋼水脫氧不良。同時，稀渣隔氣性能差，會增加鋼水的吸氣量，也易于破壞包襯。三、溫度影響合金收得率的原因：1、溫度升高時，爐渣容易變稀，Si粉易被爐氣氧化，燒損大，收得率低，爐渣溫度低時，容易變稠，Si粉容易被稠渣裹住，鋼水吸收少，收得率也低，因此只有當溫度控制在一個合適的范圍內，才能保證Si粉的正常收得率。2、溫度升高時，易氧化元素的收得率低，而鋼水的Si含量增加。如前所述，元素的脫氧能力隨溫度的升高而降低，元素的脫氧能力越強，降低越明顯，但對于強脫氧劑（如鈦、鋁、鋯等），即使在高溫下，仍能保持相當高的脫氧能力。與之相比，Si的脫氧能力較低，溫度升高時，SiO2（包括渣中和鋼中）的穩定性減弱，被還原的可能性增加，從而降低了易氧化元素的收得率，提高了鋼中的含Si量。3、對于難熔、不易氧化而比重大的合金元素（W、Mo等）情況恰恰相反，溫度偏高收得率高；溫度偏低，則收得率降低。四、決定溫度控制范圍的主要因素：確定鋼水溫度的控制范圍，需考慮各種有關因素，其中鋼種的特性和質量問題是起主導作用的。1、鋼種的熔點：鋼種的熔點是決定冶煉溫度的基礎。鋼的成分不同，熔點也不同，因而冶煉溫度也不同。鋼中元素含量的高低，直接影響鋼的熔點。鋼中元素含量越高，鋼的熔點越低，在各種元素中，C對鋼的熔點影響最大。元素含量對鋼熔點的影響可用下式表示：T鋼種熔點=T純鐵熔點—ΣΔt·X%其中：Δt——鋼中某元素增加1%含量時，熔點降低值，℃X%——該元素重量百分比含量。2、鋼種的特性和質量要求：不同的鋼種，有不同的特性和質量問題，因而對冶煉溫度也提出了不同的要求。但其共同點是：為了有效地進行脫氧和脫硫操作，并順利地排除非金屬夾雜，都需要在適當高的溫度下，進行鋼液的精煉。實際經驗指出，凡是冶煉含有某些元素而使鋼液流動性差和對發紋，斷口夾雜物敏感的鋼種，出鋼溫度應控制得高一些；而對于那些由于某些元素如硅、鎳等，因而使鋼液流動性良好和對裂紋敏感以及對非金屬夾雜要求較嚴格的鋼種，出鋼溫度應該控制得低一些。3、合金元素的特性及其用量：加入鋼水的鐵合金，自常溫被加熱到熔點，由固態轉變為液態，都是吸熱過程。而合金元素與鋼水中氧化反應，則是放熱過程。加熱鐵合金后，對于鋼水溫度的影響取決于上述兩個過程熱效應的大小；一般情況下，在1570~1620℃4、出鋼量的影響：出鋼溫度的控制，除了考慮以上因素外，還要緊密聯系生產實際，如爐子容量大小和具體澆注條件等，應預以認真考慮。爐子容量越大，出鋼量越多，鋼水在鋼包內溫降越少；反之，溫降就越多。五、鋼水溫度在爐內的分布極其控制：1、鋼水溫度的分布：如果不經過攪拌，爐內溫度分布極不均勻，電極下面的爐渣溫度最高，渣線附近較低；鋼水溫度，上層與下層比較，溫差可達50℃2、鋼包精煉爐溫度控制方法：（1）初煉鋼水倒入精煉鋼包后，運送到鋼包精煉爐座包工位，進行測溫、取樣及接通氬氣，在整個精煉過程中氬氣始終攪拌鋼水，鋼水始終處于降溫過程之中。（2）根據測溫結果及鋼種精煉工藝要求，確定上機的目標溫度，選定供電電壓、電流及加熱時間，然后通電加熱，其操作與電弧爐加熱基本相同，但是要求輸入低電壓、大電流，進行埋弧操作，盡可能避免對鋼包耐材的熱輻射。（3）精煉鋼包爐的加熱升溫速度一般為2~6℃3、精煉爐冶煉過程溫度控制的原則：（1）初期：以造渣為主。宜采用中、低級電壓、中、高檔電流加熱至電弧穩定；（2）升溫：采用較高電壓、較高電流；（3）保溫：采用低級電壓、中小電流；（4）降溫：停電、吹氬。4、鋼包精煉爐具有加熱功能的原因：（1）鋼水從初煉爐到精煉爐過程中溫度下降。（2）提供熔化造渣材料和合金材料所需要的能量；（3）補充真空脫氣時的溫降和吹氬攪拌時氬氣吸收的熱量；（4）保證足夠充裕的精煉時間和鋼水溫度；（5）保證鋼水具有合適的澆注溫度。5、鋼包預熱溫度對鋼水溫度的影響：包壁預熱溫度越高，鋼水的溫降越少。鋼水入包前20min內，鋼水溫度幾乎呈直線下降。這是因為鋼水剛入包時，包壁的蓄熱量極大，損失與包襯的熱量較多，預熱500℃與預熱900℃的鋼包，在相同的出剛溫度下，入LF時的鋼水溫降相差約六、幾種測量溫度的方法簡介：（1）光學高溫計：（略）（2）浸入式熱電偶：常用的有鉑——銠和鎢——鉬兩種，是根據不同金屬在不同的溫度下，有不同的熱電動勢的原理而制成的。測溫部位應在熔池中心部位進行。鉑——銠熱電偶測溫準確度高，時間短，但鉑、銠熔點低，只適用于1700℃以下的溫度測量，而且成本也較高。與鉑——銠熱電偶比較，鎢——鉬熱電偶測溫準確性較差，時間稍長，能測大于1700℃（3）經驗測溫法：A鋼液結膜法：（略）B鋼液顏色：鋼液呈紅色，溫度很低，約1500℃鋼液呈青白色，有較多的煙苗約1610℃鋼液呈白色，冒濃煙，約1650℃鋼液完全發白，在藍眼鏡下耀眼，濃煙直冒，約1680℃C樣勺清潔程度：（略）D鋼液收縮狀況：（略）E鐵板焊接程度：（略）F鋼條熔蝕情況：（略）第七部分：電極電爐及精煉爐煉鋼使用較低的電壓和較大的電流，把強大的電流輸送到爐內需要靠電極來完成。電極是電阻很低的電流導體，它影響著煉鋼的生產率與成本。電極主要是由碳質材料制成，因為碳質材料具有良好的導電性，又能在3800℃LF爐是采用三根石墨電極進行加熱的。加熱時電極插入渣層中采用埋弧加熱法，這種方法的輻射較小，對爐襯有保護作用，與此同時加熱的熱效率也比較高，熱利用率高。侵入渣中的石墨電極與渣中氧化物反應，其結果不僅使渣中不穩定的氧化物減少，提高了爐渣的還原性，而切還提高合金元素的回收率。石墨電極與氧化物作用的另一結果是生成CO氣體，CO的生成使LF爐內氣氛具有還原性，鋼水在還原性氣氛下精煉，可進一步提高質量。電極的主要生產工藝流程：煅燒→破碎、篩分及配料→混捏→成型→焙燒→浸漬→石墨化→機械加工→成品檢驗電極的連接、消耗機理及基本性質：電極連接有兩種類型：接頭連接和凸凹型連接。其中接頭連接的接頭形狀有兩種：圓柱型接頭和圓錐型接頭。在爐蓋上方靠近電極把持器下部的電極溫度一般為500~1200℃，插進爐膛內的電極經常達到1500~2000℃，而產生電弧的電極端部則可達電極防松動措施：接頭栓、接頭銷、接頭膏。其中接頭栓是普遍使用的一種辦法，其一般由石墨粉、樹脂、固化劑及瀝青焦等材料按一定比例混合后壓制而成。在高溫下軟化膨脹后，淌入螺紋間隙并逐漸炭化，進而將電極與接頭牢固地結合在一起。電極消耗可分為四個部分：A電極端部消耗、B電極外圓表面的氧化損失、C電極或接頭的殘體損失、D電極折斷、表面剝落及掉塊的損失。電弧加熱的特點：電弧是電極端頭間的氣體放電現象，利用電弧的熱效率熔煉金屬或其他物料的電爐稱為電弧爐，電弧爐熱量集中，可以達到很高的溫度，電弧產生的熱量可以看作是弧阻產生熱量，必須通過相當大的工作電流，工作電壓不高但工作電流很大是電弧爐的特點。電極的基本技術要求：電極的工作條件極為惡劣，對它的基本要求是：（1）具有較高的耐高溫氧化及抗熔渣侵蝕的能力，在電弧高溫下不氧化，不易升華及熔化燒損。（2）具有小的電阻系數或高的導電率，以減少電能的損耗。（3）導熱性要低，以減少不必要的熱損失。（4）具有足夠的機械強度，以免碰壞折斷。（5）孔隙度和熱膨脹系數越小越好，這不僅對提高電極的強度和導電率有利，而且也減少空氣對它的氧化。另外，電極也要求彈性模數越低越好，以利于提高它的耐熱沖擊性能。（6）應保證正規的幾何形狀，且表面光滑、彎曲度要小，使它與夾持鋼瓦之間可保持緊密接觸。電極的種類：目前電極主要有碳素電極、石墨電極、抗氧化電極以及高功率—超高功率電極四種。此外，尚在研制、試驗中空電極與水冷復合電極。碳素電極是以低灰分的碳素材料，如低灰分的無煙煤、冶金焦、瀝青焦、石油焦等為原料，按一定的比例和粒度組成，并在一定的溫度下，加入瀝青或煤焦油粘接劑均勻攪拌混合壓制成型，然后置入焙燒爐中緩燒而成。用于煉鋼的電極，兩端應加工成螺紋接頭孔，以便吊運和接長。碳素電極放入電阻爐中，在2000~2500℃在高溫下，由于爐氣或空氣的作用，電極的表面必然被氧化，如石墨電極的開始氧化溫度為600℃，碳素電極開始氧化溫度為400~500℃，超過750由于高功率—超高功率石墨電極的使用條件更為苛刻惡劣，因此要求它的載流密度和機械強度更大、導電率更低、熱膨脹系數和彈性模數更低。因此，高功率—超高功率石墨電極