在LF精炼的过程中,精炼渣的选择和操作制度是关系到脱硫、脱氧、去除夹杂的关键性因素。目前国际比较流行的精炼渣是以CaO-Al2O3-CaF2必为基础的烧结型精炼渣,该渣是将活性石灰、髙铝熟料、萤石等原料按一定比例机械的混合在一起。虽然可以达到目前大部分钢种的精炼要求,但是这种固体合成渣存在两个缺陷:
(1)这种渣的熔点很高,熔速慢,在初炼炉出钢过程加入时不易成渣,需靠提高出钢温度或LF炉电弧加热化渣,同时在补加石灰后成渣时间较长,影响生产节奏;并且深脱硫效果不理想。
(2)渣料配入中石灰活性度较高,容易吸收水分、二氧化碳等变质,放置时间不宜过长,容易影响脱硫等冶金效果,也造成运输和储藏上的不便。
目前烧结型精炼渣的应用比较广泛,但是因为上述因素的限,该精炼渣的改进还是势在必行的。于是,有人在烧结型精炼渣系的棊础上提出了预熔精炼渣的概念。所谓预熔精炼渣,就是在精炼工艺之前用一定的化渣装置将造渣原料进行提前熔融化合所得的产物。它不再是机械的混合物,而是在化渣装置中通过复杂的物理化学反应所形成的复杂化和物,并且成分均勻稳定,无水分,成渣迅速,与目前广泛使用的传统烧结型精炼渣有本质上的区别。近年来,开始有一些文献报道了预熔精炼渣的发展和应用情况。
根据对炉外精炼周期的时间构成分析,用于加渣料、气体强搅拌、强化脱硫等环节所需时间约占精炼周期的1/4〜1/2,因此如何缩短炉外精炼的造渣时间并加速渣钢间的界面反应对于缩短钢包炉精炼周期具有特别重要的意义。预熔型精炼渣成分均匀、熔点低、熔化速度快,可缩短冶炼时间,与烧结型精炼渣相比,预熔型精炼渣具有如下特点:
(1)对相同成分的渣料,预熔精炼渣的平均熔化温度明显低于烧结精炼渣平均熔化温度,能降低40℃左右。
(2)预熔精炼渣成分均匀,熔渣流动性好,脱氧、脱硫、吸附杂质等综合冶金效果***于烧结精炼渣,并且预熔精炼渣的脱硫速率明显大于烧结精炼渣(例如:天津钢管厂在炉上应用预熔精炼渣后,使平均脱硫率由原来烧结精炼渣的71上升到89。
(3)预熔型精炼渣的熔点低,熔化速度快,大大缩短了炉外精炼时间,从而使整个冶炼时间缩短,同时提高钢水质量,减少渣料消耗,降低精炼电耗和钢包耐火材料消耗。
(4)预熔精炼渣经过预先熔化处理,可使精炼渣各成分预先形成均匀的化合物,使其具有很强的成分均质性,使用性能稳定,并且不吸潮,便于储存和长途运输。
(5)预熔精炼渣经过预熔处理后,可根据需要破碎为一定粒度的渣料,其在使用和运输过程中不易产生粉尘,大的改善精炼车间的生产环境。
随着社会经济的发展和技术的进步,人们的环保和节能意识也在不断提髙。国内外的研究人员开始综合考虑精炼渣精炼工艺流程中的每个环节,他们不仅仅是研究预熔精炼渣脱硫、脱磷、脱气、去夹杂等传统工艺,并且注意研究冶炼的节能效果、环保效果等诸多方面,今后预熔型精炼渣研究发展的可能方向为:
1、在能获得深脱硫效果的前提下,研究预熔型精炼渣对冶金耐火材料侵蚀的影响,降低精炼渣对冶金耐材的腐蚀,从而节约冶金耐材降低生产成本。
2、研究CaO-Al2O3基和CaO-CaF2基渣系外的其它渣系,进行综合类比分析,发展更加节能、环保的精炼渣。
目前,电弧炉、转炉炼钢普遍采用炉外精炼技术,将炼钢过程中脱氧、脱硫、降低气体、减少夹杂物、调整钢的成分和温度等全部或部分转移到钢包炉中完成,以求获得洁净钢并取得高产、低成本的良好效果。在炉外精炼过程中,精炼渣的选择至关重要。而预熔型精炼渣成分均匀、性能稳定,储存时不吸水,使用时成分均匀且速度快、粉尘少、对环境污染小等特点,具有较强的吸附钢中非金属夹杂的能力,综合脱硫率高等特性,对净化钢液有 显著的作用。