铝渣灰脱硫剂对提高LF炉脱硫效果的影响

D0I:10.13374/j.1ssn1001-053x.1997.04.026 第19卷第4期 北京科技大学学报 Vol.19 No.4 1997年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1997 铝渣灰脱硫剂对提高LF炉脱硫效果的影响 周世祥 )许减信)屠宝洪”华建民2) 许文清2) 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)江苏锡钢集团公司，无锡214026 摘要叙述了用铝渣灰脱硫剂提高脱硫效果缩短LF炉处理时间的试验，着重分析了此脱硫剂的 脱硫效果和影响因素该试验的工艺要点是：控制好顶渣成分，提前造渣，钢液脱氧良好，增加吹氩 强度.结果表明，用含铝渣灰的脱硫剂处理钢水，当每【钢加人量为15~0kg时，LF炉处理时间 平均缩短10min,平均脱硫率提高16%， 关键词脱硫，脱硫剂，精炼，LF,炉渣 中图分类号TF704.3 铝渣灰是由铝电解时铝液面上的熔渣或铝铸造时铝液面上浮的渣子，经加工碾成粉状， 其含铝15%~20%，其余主要是A1,0,和Si0,70年代后期，日本用铝渣灰做成AD-15用于 普通电炉冶炼，将还原期控制在5mn或几乎没有还原期.鄂城钢厂用铝渣灰做过转炉钢脱硫 试验，：无锡锡兴钢厂用铝渣灰做过普通电炉还原期脱硫试验，本试验是北京科技大学和与 江苏锡钢集团公司合作于1994年4月完成的.在此之前用铝渣灰做了普通电炉还原期脱硫试 验，取得了良好的效果，为本试验做了准备工作，试验中使用的脱硫剂是将经过破碎的石灰、 萤石（粒度小于10mm)与铝渣灰机械混合而成. 1试验条件及试验工艺 试验是在江苏锡钢集团公司三炼钢分厂进行的，主要的设备有：30t〔EBT超高功率电抓 炉；LFV精炼炉；喂线机.试验钢种：20管，20MnSi,Q235. 该厂原工艺的操作如下：电炉氧化完毕且C,P,温度合格即出钢，同时加人脱氧剂、合金 及少部分渣料；钢包放置到LF工位后加人剩余的大部分渣料；喂铝线终脱氧；送LF炉加热， 并加SC脱氧；成分、温度合格后吊包浇注 本试验所采用的工艺大体上与原工艺相同，其不同之处是：采用了配有一定量铝渣灰的 脱硫剂；出钢过程中把大部分的脱硫剂加到钢流上，保证最大限度地利用出钢过程中的冲击 力来加强脱硫；在LF炉处理过程中加人一定的电石强化脱硫.其工艺流程如图1所示 向钢包中加入部分渣、脱氧剂 30tEFA出钢一座包一喂线一LF炉加热—·吊包 图1工艺流程图 1996-07-18收稿 第一作者男32岁博士

第1 , 卷 第 4期 1 9 97年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r n a l o f U n i v e r s i t y o f cS i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V o l 。 1 9 N o . 4 A u g . 19 7 铝渣灰脱硫剂 对提高L F 炉脱硫效果 的影 响 周 世祥 l) 许诚信 l) 屠 宝 洪 l) 华建民 2 ) 许文清 ’ ) l )北京 科 技大学冶金学院 , 北京 10 0 0 8 3 2 ) 江 苏锡钢集团 公司 , 无锡 2 14 0 2 6 摘要 叙述 了用 铝渣灰脱硫剂提 高脱硫 效果 缩短 L F 炉处 理时间的试验 , 着重分析了 此脱硫剂的 脱硫效果和 影晌因 素 . 该试验的工艺要点是 : 控 制好顶渣成分 , 提前造渣 , 钢液脱 氧 良好 , 增加吹氢 强 度 . 结果表 明 , 用含铝 渣灰的脱 硫剂处理钢水 , 当每 t 钢 加 人量为 15 一 20 kg 时 , L F 炉处理时间 平均缩短 10 而n , 平均脱硫率提 高 16 % . 关键词 脱硫 , 脱硫剂 , 精炼 , L F , 炉 渣 中图分类号 T F 7 04 . 3 铝渣 灰是 由铝 电解 时铝 液 面上 的熔 渣 或铝铸造 时 铝液 面上 浮 的渣 子 , 经加 工碾 成粉状 , 其 含铝 巧 % 一 20 % , 其余 主要 是 1A 2 O 。和 is 0 ’2 70 年代 后 期 , 日本用 铝渣 灰做 成 A D 一 巧 用于 普 通 电炉冶炼 , 将 还原 期控制 在 s m in 或几 乎没 有还 原期 . 鄂 城钢 厂用铝 渣 灰做过 转炉 钢脱硫 试验 ;{l] 无锡锡 兴钢 厂用铝 渣灰 做过 普通 电炉 还原 期脱硫 试 验 2[] . 本试 验是 北京科 技 大学和 与 江苏锡 钢集 团公 司合作 于 19 4 年 4 月完成 的 . 在此 之前 用铝 渣灰 做 了普通 电炉 还原 期脱硫 试 验 , 取 得 了 良好 的效 果 , 为本 试 验做 了准备 工 作 . 试 验 中使用 的脱 硫 剂是 将经 过破 碎 的石 灰 、 萤石 ( 粒 度小于 or ~ ) 与铝渣 灰机 械混 合而 成 . 1 试验条件及试验工艺 试 验是 在 江苏 锡钢集 团公 司三炼 钢 分厂 进行 的 , 主要 的设备 有 : 30 《 E B刀 超 高 功率 电弧 炉 ; LVF 精 炼 炉 ; 喂线 机 . 试 验钢 种 : 20 管 , 20 M ns i , Q2 35 . 该 厂 原工 艺 的操作 如 下 : 电炉 氧化 完 毕 且 C , P , 温 度合 格 即 出钢 , 同时加 人脱氧剂 、 合金 及 少 部分渣料 ; 钢 包放置到 L F 工位 后 加人 剩余的大 部分渣 料 ; 喂铝 线终脱氧 ; 送 L F 炉加热 , 并 加 SI C 脱氧 ; 成 分 、 温度合 格后 吊包 浇注 . 本 试验 所 采 用的 工艺 大体 上 与原 工艺 相 同 , 其 不 同之 处是 : 采 用 了配 有一 定量 铝渣 灰 的 脱硫 剂 ; 出钢 过 程 中把大 部 分 的脱硫 剂 加 到钢 流上 , 保 证最 大 限度 地 利用 出钢 过程 中的冲 击 力来 加强 脱硫 ; 在 L F 炉处理 过程 中加 人一 定 的电石 强化脱 硫 . 其 工艺流 程 如图 1 所示 . 向钢包 中加人部分渣 、 脱 氧剂 l 30 t E队出钢 — 座 包— 喂线 — L F炉加热 — 吊包 图 l 工艺流程图 1 9 9 6 一 0 7 一 18 收稿 第一 作者 男 犯岁 博士 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. 04. 026

Vol.19 No.4 周世样等：铝渣灰脱硫剂对提高LF炉脱硫效果的影响 ·339· 2试验结果 用含铝渣灰脱硫剂进行了6炉脱硫试验.所用脱硫剂由石灰、萤石、铝渣灰等组成.每吨 钢加入含铝渣灰脱硫剂为15~20kg.为了考察该脱硫剂的效果，按原工艺做了9炉不含铝渣 灰的对比试验.同时，还统计了同期生产203炉的脱硫情况.试验及统计结果列于表1由表1 可知，平均总脱硫率用含铝渣灰、原工艺、203炉统计结果分别为63%，59.6%，47.1%；平均处 理时间分别为48,55,58in.由此可见，用含铝渣灰的脱硫剂脱硫，其脱硫率与原工艺、203 炉统计结果相比较分别提高3%，16%；平均处理时间分别缩短7,10in.采用新的试验工艺 后，最显著的特点是脱硫的一次命中率（即LF炉加热20in取样时硫含量即满足要求的数 量占全部炉数的比例)大大提高. 表1试验结果 工艺 炉数钢水量 脱硫 全程处理 脱硫一次 气体含量×10 w[s]/% w[s]E/% 炉少 率/% 时间/min命中率/% w[O] N 本试验工艺 6 43.1 63 48 83.3 56 21 19 60 原工艺对比试验9 42.4 60 55 44.5 52 21 20 84 原工艺统计结果203 47 58 50.3 3 结果分析 3.1LF炉处理时间 从表1可知，采用新的试验工艺后，LF炉的处理时间缩短了7~10mn,且脱硫的一次命 中率提高了33%~38.8%，这说明采用了新的试验工艺后脱硫已不再是LF炉处理时间长的 主要限制性环节，基本上达到了试验原来的设想.铝渣灰所起的作用主要有2个方面：()渣中 含有一定量的金属铝，可将钢包中渣的氧化铁还原，试验中发现，出钢过程加人含有铝渣灰的 脱硫剂后，到钢包吊到LF工位时渣子已经变黄白；(2)铝渣灰中含有A1,O,和SiO,促进脱硫 剂熔化，便于提前成渣 3.2影响脱硫的因素 (1)炉渣碱度对脱硫率的影响.试验炉号的炉渣碱度与脱硫率的关系如图2所示.由图2 可知，碱度增加，脱硫率随着增加，但碱度在2.6左右脱硫率有一个最大值；碱度再进一步增 加，脱硫率反而降低 (2)钢中最终全氧含量对最终硫含量的影响，钢中最终全氧含量对最终硫含量的影响如 图3所示由图所见，钢中全氧含量越低，最终的硫含量越低.本试验中13的炉次钢中最终氧 含量为12×10-6，这为脱硫创造了良好的条件 (3)渣中(FeO+MnO)含量对渣钢间硫的分配比L的影响.渣中(FeO+MnO)含量对L的影 响如图4所示.由图可以看出，当渣中(FeO+MnO)含量大于4.0%时，L随(FeO+MnO)含量的 变化较小，L的值<I0;当(FeO+MnO)含量小于4.0%时，L随(FeO+MnO)含量的减少而迅

V o l . 19 N o . 4 周世祥等 铝渣灰: 脱硫剂对提高 炉脱L硫F 效果 的影 响 试2验 结果 用 含 铝渣 灰脱硫 剂进 行 了 炉 脱6硫 试 验 . 所 用脱 硫 剂 由石灰 、 萤 石 、 铝渣 灰等 组成 . 每 哎 钢 加人 含铝 渣灰 脱硫 剂 为 巧 一 20 kg . 为了考 察该脱 硫 剂的效 果 , 按原工 艺做 了 9 炉不含 铝渣 灰 的对 比试 验 . 同时 , 还 统 计 了 同期 生 产 2 03 炉 的 脱硫 情 况 . 试 验及 统 计结 果 列 于 表 1 . 由表 1 可知 , 平均 总脱硫率用含 铝渣 灰 、 原工 艺 、 2 03 炉统 计结果 分别 为 63 % , 59 . 6 % , 47 . 1 % ; 平均处 理 时 间分 别 为 48 , 5 , 58 而 n . 由此 可见 , 用 含 铝渣 灰 的 脱硫 剂 脱 硫 , 其脱 硫 率 与 原 工 艺 、 2 03 炉 统计结 果相 比较分别 提 高 3 % , 16 % ; 平均 处理 时 间分别 缩短 7 , 10 m in . 采 用新 的试 验工 艺 后 , 最 显著 的特 点是 脱硫 的 一 次命 中率 ( 即 L F 炉加 热 20 m in 取样 时硫 含 量 即满足 要求 的数 量 占全 部炉数 的 比例 )大大 提高 . 工艺 炉数 鱼些垦` 脱硫 率 / % 表 1 试验结果 全程处理 脱硫一次 气体含量x1 ) “ 时 间/ m in 命 中率 / % 、 [ s ] , / % 、 · 【s 」 F / % w [O ] 、 , I间 ù伟、 0 了O6 了 门z 本 试验工 艺 4 6 原工艺对 比试验 9 原工艺统计结果 2 03 4 3 . 1 4 2 . 4 4 8 5 5 5 8 8 3 . 3 5 6 2 1 19 6 0 4 4 . 5 5 2 2 1 2 0 8 4 5 0 . 3 3 。 l 结果分析 L F 炉 处理 时 间 从表 1 可 知 , 采 用新 的试验 工艺 后 , L F 炉的处 理 时间缩 短 了 7 一 10 m in , 且脱 硫 的一次命 中率提 高了 3 % 一 38 . 8 % , 这说明采 用 了新 的试 验工 艺后脱 硫 已 不再 是 L F 炉处理 时间 长的 主要 限制性环 节 , 基 本 上达 到 了试 验原 来 的设 想 . 铝渣 灰 所起 的作用 主要 有 2 个方 面 :( l) 渣 中 含有 一定 量 的金 属铝 , 可将 钢包 中渣 的氧化 铁还 原 , 试验 中发 现 , 出钢过 程加 人含 有铝 渣灰 的 脱硫 剂后 , 到 钢 包 吊到 L F 工 位 时渣 子 已 经变 黄 白 ; ( 2) 铝渣 灰中含 有 1A 2 0 3 和 51 0 2 促 进脱硫 剂 熔 化 , 便 于 提前成 渣 . .3 2 影 响脱硫的因素 ( l) 炉 渣碱 度 对脱 硫 率 的影 响 . 试验 炉号 的 炉渣 碱度 与脱 硫 率 的关 系 如 图 2 所 示 . 由图 2 可 知 , 碱度 增 加 , 脱硫 率 随着增 加 , 但 碱 度 在 2 . 6 左 右 脱硫 率 有 一个 最 大 值 ; 碱度 再 进 一 步增 加 , 脱硫 率反 而 降低 . ( 2) 钢 中最 终全 氧含 量 对最 终硫 含 量 的影 响 . 钢 中最终 全 氧含 量 对最 终硫 含 量 的影 响如 图 3 所示 . 由图所 见 , 钢 中全 氧含 量越 低 , 最终 的硫含 量 越低 . 本 试验 中 13/ 的 炉次钢 中最 终 氧 含 量 为 12 x 10 一 “ , 这 为脱 硫创 造 了 良好 的条件 . (3) 渣 中 (eF 于M n O )含 量 对渣钢 间硫 的分 配 比 入的影 响 . 渣 中 ( eF 于M n o )含 量 对 人 的影 响如 图 4 所示 . 由图可 以 看 出 , 当 渣 中( eF 于M n O )含量 大于 4 . 0 % 时 , 人 随 ( eF 于M n O )含量 的 变 化 较小 , 人 的值 < 10 ; 当 (eF 于M n O) 含量 小 于 .4 0 % 时 , 人 随 ( eF 于M n O) 含 量 的减 少而 迅

·340· 北京科技大学学报 1997年第4期 速增加.试验中(FeO+MnO)含量控制在l.0%以下 (4)脱硫剂加人量与脱硫率的关系.由图5可知，脱硫剂加人量越高，脱硫率越高.试验中 脱硫剂的加人量控制在每t钢15~20kg 70 80 60 70 50 60 50 0 40 40 9 30 30 20 2 10 1.02.02.53.03.54.0 0 100200300400500600 碱度 总氧/×10-6 图2炉渣碱度(CaO/SiO)与脱硫率的关系 图3钢中总氧与州F的关系 60 50 40 65 20 63 10 0 62 0 2468101214 15.516.016.517.017.518.018.5 W(FsO-Mno)/% 脱硫剂加入量/kg 图4wFo+ao)与L的关系 图5每t钢脱硫剂加入量与脱硫率关系 33试验工艺对钢的质量的影响 对用试验工艺和原工艺LF炉处理后的钢中夹杂各做了1炉定量分析，结果如表2所示 分析是在蔡司金相显微镜上进行的，放大倍数189，每个样检查视场20个.结果表明，试验工 艺钢中夹杂物和大颗粒夹杂物均比原工艺少；试验工艺钢中氮含量平均为60×106，比原工 艺平均84×10~6少24×106.可见，试验工艺钢的质量比原工艺有所提高. 表2钢中夹杂物的分布 个 工艺 炉号 ≤2.65μm2.65~5.29μm5.29~10.6um<15μm 合计 原工艺 481126 558 42 6 5 611 试验工艺481100 239 39 0 0 274

. 3 4 0 . 北 京 科 技 大 学 学 报 19 97 年 第 4期 速 增加 . 试 验 中 (eF O + M n o ) 含 量控 制在 1 . 0 % 以下 . ( 4) 脱硫 剂加 人量 与脱硫率 的关 系 . 由图 5 可 知 , 脱硫 剂加 入量越 高 , 脱硫 率越高 . 试验 中 脱硫剂 的加人 量 控制 在 每 t 钢 15 一 20 gk . 二厂 Lr. . , `. e . e 卫L . e . . l 月月L. 408070653 甲。一、 ó ūs]未 2。 10厂1 是一 . 下 - n ǎ日0 八曰n ù / `ùUóI 4 ,J 哥写盔岁/ 20 】 一 - 一沛 一- 一 曰一 - 一目` - - -曰 1 . 0 2 ` 0 2 . 5 3 , 0 3 万 4 . 0 碱度 图2 炉渣碱度 (C a o/ si q ) 与脱硫率的关系 0 10 0 2 0 0 3 00 4 0 0 50 0 6 0 0 总氧/ x l o 一 6 图3 钢中总氧与狱 。 I F 的关 系 哥婿驾岁、 ù ’, 补 . 气 · ù 0 艺气ó n八U 4 0n ó、,r l s 7 0 2 4 6 8 10 12 14 w ( F o +o M n o ) /% 图4 、 任。 、 o) 与人的关 系 15万 1 6刀 16 . 5 17 0 17 石 1 8 , 0 1 8 . 5 脱硫剂加人量 / kg 图5 每t 钢脱硫 剂加入t 与脱硫 率关系 .3 3 试验 工艺 对钢 的质 最 的影 响 对用 试验 工艺 和 原工 艺 L F 炉 处理 后 的钢 中夹 杂各做了 1 炉定 量分 析 , 结 果如 表 2 所示 . 分 析 是 在蔡 司金 相 显微 镜 上进 行 的 , 放 大倍数 189 , 每 个样 检查 视 场 20 个 . 结 果表 明 , 试 验工 艺钢 中夹 杂物 和大 颗粒夹 杂物 均 比原工 艺少 ; 试验 工艺 钢 中氮 含量 平均 为 60 x lo 一 6 , 比原 工 艺平均 84 x lo 一 “少 24 x 10 一 “ . 可 见 , 试验 工艺钢 的质 量 比原工 艺有 所提 高 . 表 2 钢 中夹杂物的分布 工艺 炉号 ` 2 65 协m 2 . 6 5一 5 . 2 9 卜m 5 . 2 9一 10 . 6四 < 1 5 协m 原工艺 试验工 艺 4 8 1 1 2 6 4 8 1 10 0 5 5 8 2 3 9 4 2 3 9 合计 6 1 1 2 7 4

Vol.19 No.4 周世样等：铝渣灰脱硫剂对提高LF炉脱硫效果的影响 ·341· 4结论 使用含铝渣灰的脱硫剂脱硫效果好，成渣速度快，LF炉平均脱硫率提高16%，平均处理 时间缩短10min;试验工艺中1/3的炉次钢中最终氧含量为12×10-6，为脱硫创造了良好的 条件：从夹杂物的数量、大小和氮含量减少来看，钢的质量有所改善 参考文献 1柯树华.钢包加固体合成渣脱硫试验总结.炼钢，1991(3)：10 2潘洪耀.锡兴钢联科技，1994(2：5 Efficiency of Synthetic Desulphurizer with Aluminum Slag Ash on Increasing Desulphurization of LF Process Zhou Shixiang Xu Chenxin Tu Baohong Hua Jianmin2 Xu Wenqing? 1)Metallugy Scool,UST Beijing.Beijing 100083,China 2)Wuxi Iron and Steel Group Corporation.Wuxi 214026 ABSTRACT The experiments using synthetic desulphurizer with Aluminum slag ash to increase the efficiency of desulphurization and shorten the LF process time were described. The efficiency of this desulphurizer and factors influencing its effects were emphatically analysed.The gists of the experiments process were as follows:the optimum control of top slag composition,forming the top slag in ladle early,the good deoxidation, increasing the Ar gas stiring strength.The experimental results showed that given the desulphurizers addition among 15~20 kg/t,the average LF process time is shorted 10 min,the average desulpherizing rate is raised 16%. KEY WORD desulphurization,desulphurizer,refining,LF,slag

v ol . 19 oN .4 周 世祥等 :铝 渣 灰脱硫剂对提高 LI妒脱硫效 果的 影响 . 314 · 4 结论 使 用 含铝 渣 灰 的脱硫 剂 脱硫 效 果好 , 成 渣速 度快 , L F 炉平 均脱 硫 率提 高 16 % , 平均处理 时间缩 短 10 而;n 试验 工 艺 中 1/ 3 的炉 次钢 中最终 氧含 量 为 12 x l o 一 “ , 为脱 硫 创造 了 良好 的 条件 ; 从夹杂 物 的数量 、 大小 和氮 含量 减少来 看 , 钢 的质量 有所 改 善 . 参 考 文 献 1 柯树 华 . 钢包加固 体合成渣脱硫 试验总 结 . 炼钢 , 19 1 (3) : 10 2 潘 洪耀 . 锡兴钢联科技 , 19 94 (2 ):5 E if e i e n e y o f S y n t h e t i e D e s u lP h u r i z e r w i th A l u m i n u m S l a g A s h o n I n e r e a s i n g D e s u l P h u r i z a t i o n o f L F P r o c e s s 及 o u sl .lrt a n g l ) xu o e n朋 I) uT 山 。 人o n g l ) 伪 a iJ a n m in Z) xu 琳 n 叮i n g Z) l ) M e at ll u g y S e o o l , U S T B e ij 一n g , B e ij , n g 10 0 0 8 3 , hC i n a 2 ) Wux 门 r o n a n d S te e l 。 o u P C o 甲o ra it o n , Wu x i 2 14 0 2 6 A B S T R A C T hT e e x pe ir m e n ts u s i n g s y n ht e it e d e s u l P h u ir z e r w i ht A l u l l l ! n u m s l ag as h t o inc re as e ht e e if e i e n c y o f d e s u lPh u ir z a it o n a n d s h o rte n ht e L F P roc e s s it m e w e re d e s e ir be d . T五e e if c i e n e y o f 面 5 d e s u lP h u ir z e r a n d fac to rs i n fl u e n e i n g its e fe e ts w e re e m P h iat e al l y an al y s e d . hT e g i s ts o f ht e e x pe ir m e n ts P roc e s s w e re as fo ll o w s : ht e o P it m um e o n t r o l o f to P s l a g c o m po s iit o n , fo mr i n g ht e t o P s l a g i n lad l e e a ir y , ht e g o o d d e o x i d a it o n , i n e er as i n g ht e A r g as s it 币n g s etr n g t h . hT e e x pe ir m e n at l er s u lst s h o w e d ht a t g i v e n ht e d e s u l P h u ir z e sr ad d iit o n am o n g 1 5 一 2 0 k g /t , ht e va e ar g e L F P r co e s s it m e 1 5 s h o ert d 10 im n , ht e va e ar g e d e s u l P h e ir z i n g ar et 1 5 而 s e d 16 % . K E Y W O R D d e s u l P h u ir z a it o n , d e s u lPh u ir z e r , er if n i n g , L F , s l a g