LF(Ladle Furnace)精炼技术的研究始于1968年。当时发现用
电弧炉预造还原渣、钢渣混出、
钢包吹氩处理,还原精炼效果显著,因此进行了以省略电弧炉还原期为目的的有
电弧加热功能的
钢包精炼技术的开发。1971年,日本大同特殊钢厂第一台
钢包精炼炉(LF)投入使用。1973年,
新日铁八幡制铁所在转炉厂设置了LF。
LF设置在电弧炉
炼钢厂,减少了电弧炉还原时间,最终取消了电弧炉的还原期.缩短了电弧炉的
冶炼周期,提高了电弧炉的
生产率,同时在一定时间内为连铸提供符合温度、成分及
洁净度要求的钢液,保证了电弧炉+ LF精炼+
连铸工艺的顺行,使电弧炉发展成为可以用普通
废钢和
生铁生产普通钢种的高效率的
短流程炼钢方式,而不再仅仅是生产高质量钢种的设备。电弧炉发展的第一阶段是包括熔化、氧化、还原的传统型电弧炉。第二阶段是由于电弧炉
炉型(出钢槽式电弧炉)的原因,为避免氧化渣污染钢液及发挥钢渣脱氧、脱硫的作用,在电弧炉内必须造好还原渣。钢渣混出,由LF来完成进一步还原精炼的任务。第三阶段是由于
无渣出钢技术的开发,还原期全部由LF精炼来完成,也即形成了现代
电弧炉炼钢流程EAF+LF+CC的形式。
LF用于转炉流程生产
特殊钢,淘汰了过去用
炼钢方法来区别钢质量的方式,确立了“初炼(电炉或转炉)+LF精炼+连铸”的生产多品种、高质量钢的思想。LF
技术开发成功后,向多功能方向发展,1981年在日本
钢管福山制铁所开发了NK-AP法.即擦入式
喷枪代替
透气砖进行气体搅拌法,1987年开发了有喷吹设备和
真空设备的LF。
由于LF设备结构简单。具有多种冶金功能和使用中的灵活性、精炼效果显著,具有较高的
经济效益,成为钢铁
生产流程中的重要设备。
LF炉精炼是
炉外精炼的主要方法之一,其关键在于快速造
白渣。LF造渣的目的是脱硫、脱氧、提高
合金收得率、去除夹杂,但在控
铝钢的造渣过程中,脱硫回硅、增氮、去除
夹杂物存在一定的矛盾,需要统筹考虑。在LF快速而稳定的造出流动性好并有一定
乳化性的
还原性白渣,是LF脱硫、吸附夹杂及保证钢水质量所必需的。
以欧标S235JR控铝钢(低硅钢种)为例,生产
工艺流程:复吹转炉→氩站→LF→CC。转炉
出钢时,利用出钢时搅拌动能,加入适量的石灰进行渣洗
预造还原渣,保证
碱度,防止回磷回硅;出钢过程全程软搅拌均匀成分和温度;采用钢芯铝(或铝锰镁)进行钢液脱氧;根据下
渣量大小(一般下渣量约5kg/t),出钢后及时加入适量改
质剂;采用高碳锰进行
合金化。
通过对造渣过程、炉渣成分转变过程、炉渣综合碱度变化等的分析得出以下几点快速造白渣的
工艺措施:
(1)转炉出钢炉渣提前改质,可为LF快速造渣提供有利条件;同时转炉出钢时还应严格控制:
补吹、挡渣、
底吹、包况、一次脱氧几个环节。
(2)前期快速化渣是造渣的前提。控制要点:快速升温、埋弧、搅拌、分批次合理加入
造渣剂。
(3)强搅拌脱硫(4.0~6.0L/(min·t)),速度要快,时间要短,在保证脱硫的同时,尽量控制
二次氧化和钢液吸氮时间。一般在LF开始处理后的10~20min内完成,本阶段是LF精炼的主要阶段。
(4)脱硫完成后LF的主要任务是控温、合金化和去除夹杂物,此阶段要保证炉渣粘度、控制
搅拌强度在0.5~1.0L/(min·t)(以液面波动但不裸露钢液面为原则),要求
保持时间大于8min。