CN114350893B - 一种lf精炼炉炉盖积渣在线的清理方法 - Google Patents

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Abstract

一种LF精炼炉炉盖积渣在线的清理方法：经转炉冶炼后出钢；LF炉精炼，在该阶段的操作及控制：将LF精炼炉炉盖下降至距离钢水罐口≤50mm；在氩气保护下对钢水电加热：当加热至温度不低于1580℃时，将氩气流量降低至不超过50NL/min，且将电弧电流降至24000～28000A；当加热区出现白光时，再继续加热2～6min后停止加热；C、调整电极位置；进行下工序。本发明能使LF精炼炉炉盖上的积渣由原来的每月要四次人工进行停机清理，每次清理需要3小时左右实现了在线处理，提高生产效率至少1.5%；当冶炼的钢种要求为低碳、低硅、低硫时，能减少因炉盖渣原因造成成分超标改钢的问题；在冶炼不同钢种时，加快了LF精炼炉炉盖切换，为下一炉的冶炼争取了时间。

Description

一种LF精炼炉炉盖积渣在线的清理方法
技术领域
本发明属于钢水的冶炼领域，具体是指一种利用LF精炼炉在精炼过程中还能对炉盖积渣进行在线自清理的方法。
背景技术
调整钢液温度是LF炉主要任务之一。LF炉通过造合适的熔渣和选择匹配的弧流弧压，使加热过程电弧能掩埋在渣层中，从而获得高热效率。在电气上可对电弧的电压和电流进行较好的控制，使得升温速度的控制精度强于化学加热方法。目前，LF精炼炉已是国内钢厂必备的炼钢工艺装备。
LF炉炉盖积渣来源有：加热过程电弧对钢渣的冲击、加入材料产生的粉尘，这些物质在炉盖上长时间聚集形成炉盖积渣。LF过程钢液是靠电弧的高温来加热的，电弧是一种高温高速的气体射流，对熔池造成冲击，在冲击点处造成一个凹坑，凹坑深度与弧压弧流有关系，弧流在20-85KA的范围内时，凹坑深度/弧流平均为3mm/KA，目前钢包炉操作弧流在20-28.8KA之间，这样冲击凹坑深度达60-90mm，电极加热时，凹坑处会出现裸露的钢液面。当渣量较少，特别是精炼前期渣成块或较生时，电弧直击钢水，发出噼里啪啦的异响，钢液和炉渣弹射至炉盖上。同时，LF炉加热过程中由于强电弧作用，熔渣分解出挥发物，加入合金、增碳剂、造渣材料时带入杂质，喂入钙线时钢液的剧烈翻腾产生粉尘。这些物质在LF炉持续作业过程中逐渐黏附在炉盖上，使炉盖渣逐渐加厚。
炉盖积渣危害：
1)当积渣达到一定量时，自重力接近或大于提升力，炉盖提升缓慢或失去提升功能，可能导致LF炉停产；
2)炉盖积渣组成复杂，可能含有钢、脱硫渣等有害杂质，会增加冶炼钢水的C、S、Si等元素含量，导致成分超标；
3)炉盖积渣存在随时垮塌的风险，对相关作业人员存在安全风险。
目前，炉盖积渣处置主要采取的两种方法，即：一是调整弧压弧流，造渣埋弧。其只能降低清理频次，以及炉盖积渣的速度，但炉盖上积渣仍存在需要人工进行停机清理的问题；二是间歇停机对炉盖积渣人工进行清理，停机后对热态渣打水冷却，再用风镐等工具打击积渣，运走掉落在渣道的渣块，每次清理不仅需耗时2-3小时导致生产效率低，且劳动强度大，相对对炉盖的损伤也较大。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种既不影响生产，还能使LF炉炉盖积渣实现在线自清理，提高生产效率至少1.5％，且无需人工清理积渣就能使LF炉炉盖积渣得到清理的LF精炼炉炉盖积渣在线自清理的方法。
实现上述目的的措施：
一种LF精炼炉炉盖积渣在线的清理方法，其在于：其步骤：
1)经转炉冶炼后出钢，并控制钢液面距离钢水罐口300～600mm，控制钢水罐罐口上渣的厚度不超过50mm；
2)进行LF炉精炼，在该阶段按以下步骤进行操作及控制：
A、将LF精炼炉炉盖下降至距离钢水罐口≤50mm；
B、在氩气保护下对钢水进行电加热，氩气流量控制在150-250NL/min：当加热至温度不低于1580℃时，进行以下参数调整：
将氩气流量降低至不超过50NL/min，且将电弧电流降至24000～28000A；
当加热区出现白光时，再继续加热2～6min后停止加热；
C、调整电极位置，使电极下端面距离钢水液面在200～500mm，且使电极变红区域不露出炉盖，保持至炉盖上的积渣无滴落现象产生；
3)进行下工序，但当炉盖积渣残余厚度大于50mm时，则采用启动电极进行加热，加热区出现白光后，使炉盖上的积渣进一步熔化直至炉盖积渣残余厚度小于50mm再进行下工序。
优选地：当加热至1590℃后进行参数调整。
优选地：当加热至大于1580℃时，将氩气流量调整在不超过30NL/min，且将电弧电流降至24000～27500A。
本发明中主要工艺的作用及机理
本发明利用LF炉电极加热时冲击区产生高温(2400～2600K)，采取降低电弧加热时渣、钢之间的热交换效率，将热量多停流在钢水上表面附近的区域，利用加热区附近的高热量来熔化炉盖积渣，滴落至钢水罐或渣道，达到不用停机清理炉盖积渣的目的。
本发明之所以控制钢液面距离钢水罐上沿300～600mm，，是由于当钢水钢液面与罐沿距离大于600mm时，热量不足以传递至炉盖，反而对钢水罐耐材造成侵蚀，下限300mm是钢水加热的安全要求。
本发明之所以控制钢水罐罐沿上渣的厚度不超过50mm，是为了保证LF精炼炉炉盖下降后与钢水罐上沿的距离可控制在50mm以内，增强炉盖的密封性，降低除尘抽风时空气对高温气体的冷却，使钢液面至炉盖之间始终保持较高的温度。
本发明之所以当加热至大于1580℃后，将氩气流量降低至不超过50NL/min，且将电弧电流降至24000～28000A；当加热区出现白光时，再继续加热2～6min后停止加热；是由于是由于钢水温度越高，越有利于炉盖积渣的熔化，所有钢种在正常生产时的最高温度均需达到1580℃，即选择在精炼过程中最高温时进行“炉盖化渣”操作。调低氩气流量，甚至关闭氩气，是为了降低钢、渣之间的热传递，使热量保持在钢水上部，而要求加热区域有白光，是由于区域温度越高，发出的光越耀眼，发出白光说明了局部温度达到高温阶段；在该阶段持续2～6min以保证LF精炼炉炉盖上的积渣的熔化而设定，但如持续时间过长则可能击损耐材和炉盖，造成生产事故。
本发明之所以在加热结束后，使电极变红区域不露出炉盖，是由于加热结束后电极还存在大量余热，为充分利用该热量，为此将电极稍微上提，让电极发红端至与炉盖积渣在同一水平面，以使熔融的炉渣继续滴落。
本发明与现有技术相比：
1)LF精炼炉炉盖上的积渣由原来的每月要四次人工进行停机清理，每次清理需要3小时左右实现了在线处理，使生产连续进行，提高生产效率至少1.5％；
2)当冶炼的钢种要求为低碳、低硅、低硫时，由于LF精炼炉炉盖上的积渣的显著减少，因而减少了因炉盖渣原因造成成分超标改钢的问题，现有技术每年约有300吨/年的改判量；
3)在冶炼不同钢种时，加快了LF精炼炉炉盖切换，为下一炉的冶炼争取了时间。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
本发明各实施例按照以下步骤生产：
1)经转炉冶炼后出钢，并控制钢水液面距离钢水罐口300～600mm，控制钢水罐罐口
上渣的厚度不超过50mm；
2)进行LF炉精炼，在该阶段按以下步骤进行操作及控制：
A、将LF精炼炉炉盖下降至距离钢水罐口≤50mm；
B、在氩气保护下对钢水进行电加热，氩气流量控制在150-250NL/min：当加热至温度不低于1580℃时，进行以下参数调整：
将氩气流量降低至不超过50NL/min，且将电弧电流降至24000～28000A；
当加热区出现白光时，再继续加热2～6min后停止加热；
C、调整电极位置，使电极下端面距离钢水液面在200～500mm，且使电极变红区域不露出炉盖，保持至炉盖上的积渣无滴落现象产生；
3)进行下工序，但当炉盖积渣残余厚度大于50mm时，则采用启动电极进行加热，加热区出现白光后，使炉盖上的积渣进一步熔化直至炉盖积渣残余厚度小于50mm再进行下工序。
表1为本发明各实施例在步骤1)时的工艺参数列表；
表2为本发明各实施例在步骤2)时的工艺参数列表；
表3为本发明各实施例实施效果。
表1本发明各实施例及对比例在步骤1)时的工艺参数列表
Figure BDA0003455417560000051
表2本发明各实施例及对比例在步骤2)时工艺参数列表
Figure BDA0003455417560000052
续表2
Figure BDA0003455417560000053
表3本发明各实施例及对比例的实施效果列表
Figure BDA0003455417560000054
Figure BDA0003455417560000061
需要说明的是：本发明各实施例所列举钢种均非与工艺为一一对应关系。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (3)

1.一种LF精炼炉炉盖积渣在线的清理方法，其特征在于：其步骤：
1）经转炉冶炼后出钢，并控制钢液面距离钢水罐口300～600mm，控制钢水罐罐口上渣的厚度不超过50mm；
2）进行LF炉精炼，在该阶段按以下步骤进行操作及控制：
A、将LF精炼炉炉盖下降至距离钢水罐口≤50mm；
B、在氩气保护下对钢水进行电加热，氩气流量控制在150-250NL/min：当加热至温度不低于1580℃时，进行以下参数调整：
将氩气流量降低至不超过50NL/min，且将电弧电流降至24000～28000A；
当加热区出现白光时，再继续加热2～6min后停止加热；
C、调整电极位置，使电极下端面距离钢水液面在200～500mm，且使电极变红区域不露出炉盖，保持至炉盖上的积渣无滴落现象产生；
3）进行下工序，但当炉盖积渣残余厚度大于50mm时，则采用启动电极进行加热，加热区出现白光后，使炉盖上的积渣进一步熔化直至炉盖积渣残余厚度小于50mm再进行下工序。
2.如权利要求1所述的一种LF精炼炉炉盖积渣在线的清理方法，其特征在于：当加热至1590℃后进行参数调整。
3.如权利要求1所述的一种LF精炼炉炉盖积渣在线的清理方法，其特征在于：当加热至大于1580℃时，将氩气流量调整在不超过30NL/min，且将电弧电流降至24000～27500A。
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