基本介紹
- 中文名：白渣
- 外文名：White slag
- 定義：還原劑進行擴散脫氧時所形成的渣
- 領域：冶煉
- 成分：CaO50%～60%
- 學科：冶金工程
簡介,精煉渣的作用,合理的精煉渣系,造白渣工藝中應注意的操作要點,總結,
簡介
隨著社會建設對鋼材質量要求的不斷提高和連鑄技術的迅猛發展，對於煉鋼精煉技術水平和精煉效果的要求也越來越高，LF 爐以其投資費用低、設備簡單、操作靈活的優點以及良好的精煉效果成為煉鋼行業的後起之秀。LF 爐精煉主要是利用電極埋弧加熱和合成渣，使爐內形成良好的還原氣氛，以此達到脫硫、脫氧以及去雜質改善鋼水純淨度的精煉目的。在LF 爐精煉過程中，造白渣工藝的控制是極為關鍵的，直接關係到LF 爐還原精煉的效果。為充分發揮LF 爐潛力，達到理想的精煉效果，通過合理調整加料程式、最佳化吹氬模式、合理控制通電參數三個方面來加強對造白渣工藝的控制，以此提高產品質量，並協調煉鋼生產與連鑄匹配的節奏。
精煉渣的作用
精煉渣是在LF 爐精煉過程中向鋼包內加入的特殊配比的合成渣，從精煉渣的化學成分來看，常用的精煉渣主要是CaO-CaF2 基，CaO-Al2O3 基，CaO-Al2O3-SiO2基等低熔點、高鹼度的渣系。合成渣在電弧加熱作用下由固態熔化成液態渣，混合於鋼液中，起到保溫絕熱、精煉鋼液的效果。其作用主要有以下：脫硫、脫氧，高鹼度、高還原性的渣料在LF爐底部吹氬攪拌的作用下，可以增加與鋼液的混合和接觸，從而達到充分發揮其還原作用，達到更為理想的脫除硫、氧等有害物質的效果；淨化鋼液，在吹氬攪拌作用下，會使鋼液中的雜質物上浮聚集，並與渣接觸而被吸附，實現對鋼液的淨化；除此之外，精煉渣還有隔絕空氣、防止鋼液二次氧化以及保護內襯、提高熱效率等方面的作用。
合理的精煉渣系
快速造白渣是LF 爐精煉的關鍵，快速而穩定地造出具有良好流動性、適宜乳化性和較好吸附性的還原性白渣是實現LF 爐脫氧脫硫、吸附雜質、保證鋼液質量的前提。
1.熔渣鹼度和氧化亞鐵含量的控制
熔渣的鹼度和還原性是體現熔渣精煉能力的重要指標，較高的熔渣鹼度可以保證其良好的去除鋼液中硫、磷的能力，並降低爐渣對鋼包爐襯的化學侵蝕。但熔渣的鹼度並非是越高越好，如果鹼度過高的話則會導致熔渣黏度的增加，降低渣體的流動性，反而不利於其與鋼液中硫等雜質的接觸、還原與吸附，影響精煉效果。因此，在提高熔渣鹼度的同時，也應保證其良好的流動性（一般以B=2.5～3.0 為宜）。熔渣的脫硫性能取決於渣中氧化亞鐵含量的高低，由於硫的分配與精煉渣中氧化亞鐵量是成反比關係的，氧化亞鐵含量越高，硫的分配比越低，越不利於爐渣脫硫。因此，我們必須設法降低渣中氧化亞鐵的含量（應控制在1.0%以下），才能保證熔渣的良好脫硫效果。通過採用在合成渣料中加入碳化矽的辦法，可以有效降低渣中氧化亞鐵的含量，從而增強熔渣脫氧、脫硫的效果。
2.渣量的控制
渣量的控制也是造白渣中應當考慮的。如果渣量過少，渣鹼度達不到要求，則不利於脫硫精煉；若渣量過大，雖然可以提高脫硫效果，但會造成過多的電能和原材料的消耗，並增加脫硫反應時間，不利於生產節奏的調整。因此，在生產加渣中，為控制渣量，應根據爐渣情況，將石灰等造渣料依次分批加入。
3.渣況判斷和渣性控制
正常情況下，爐渣顏色會隨著其氧化性的變化而變化，爐渣氧化性不同，顏色也會有所不同。在實際的生產中，我們通常採用將小鐵管插入熔渣並取出觀察的辦法，通過觀察粘附在鐵管上的熔渣顏色、形狀等來判斷渣況，並以此採取渣性控制措施。按照爐渣氧化性的由強到弱，爐渣顏色依次呈黑色、褐色、棕色、灰色、黃色、白色。黑色則表明渣中有較多的氧化亞鐵（FeO>2%），渣子的氧化性很強，沒有還原性能，這時我們可以採取提高爐溫、保持爐渣良好流動性,並在渣面分散加入C 粉的辦法對爐渣進行脫氧還原；褐色、灰色則表明氧化亞鐵含量有所降低（FeO=1%～2%），渣的氧化性降低，但仍需進一步進行還原；黃色則說明發生了脫硫反應；白色則表明爐渣具備了良好的還原性，這時我們可以適當地增加渣量來進一步提高脫硫率。渣形狀也是判斷渣況的重要依據，例如渣呈玻璃狀落片，則說明Al 2O 3含量偏高，此時應多次少量地加入石灰；如果渣面粗糙不平則說明石灰量過大，此時可分多次加入Al 2O 3、SiO 2系的合成渣，熔化後再試。
造白渣工藝中應注意的操作要點
1.合理調整加料程式
根據所冶煉鋼種類別的不同，以及鋼水下渣情況和渣子乾稀情況合理調整加料的程式，可以有效提高渣子的精煉效果。如果在加料過程中不考慮這些問題，將準備好的渣料一次性地投入到鋼包內進行通電精煉，則往往會造成精煉結束後渣料不能完全化開的情況，繼而無法充分發揮渣子脫氧、脫硫、去除雜質的作用，既浪費了原材料，又影響了精煉作業的效率。因此，我們在精煉加料中，應充分注意觀察鋼水下渣和渣子乾稀情況，採取分批、分量、分時間的加料方式，先加入適量的螢石，再分兩批加入石灰，以保證所加入的石灰可以完全化開。具體做法是：在通電加熱開始的1～2 分鐘後，加入石灰總量的約60%，注意觀察，待加入的造渣料完全化開後，再投入剩餘的造渣料。並根據爐渣脫氧程度適量加入碳化矽、矽鈣粉等脫氧劑，以保證白渣的形成與維持。在加料工作中應多多觀察，總結經驗，以掌握好不同鋼液加料的時間與加料量。
2.最佳化吹氬模式
吹氬攪拌是爐外精煉中重要的操作步驟，在精煉過程中起到了促進鋼渣間反應、加快夾雜物上浮以及均勻鋼液成分和溫度的重要作用。合理的攪拌可以提高鋼液的質量，而不合理的攪拌則會造成鋼液質量的惡化，如果在精煉過程中始終保持一定的吹氬流量和壓力，則容易造成不同精煉階段吹氬量的過大或過小，難以滿足精煉不同階段的工藝要求。如果吹氬過小難以起到所需要的攪拌作用，不利於化渣；而吹氬過大的話則容易造成爐內氣泡的快速逸出，難以達到造白渣的要求。因此，我們必須根據精煉過程各階段對吹氬強度的要求，制定合理的吹氬制度，最佳化吹氬控制，以此實現快速造白渣，並保證白渣精煉的效果。具體做法如下：在精煉的前期，由於加入了大量的造渣料，為使這些渣料在鋼包表面儘快完全鋪開，避免造渣料在加料孔邊堆積，則應適當地加大吹氬強度；而渣料化開後，則應降低吹氬強度，以利於鋼渣反應和脫硫反應的進行；通電結束後，則應再次降低吹氬強度，保證鋼液軟吹時間，以促使鋼液中各類夾雜物上浮，達到精煉淨化鋼液的作用。在實際的操作中，吹氬強度應根據精煉各階段所需的攪拌強度和鋼包容量來確定。
3.合理控制精煉的通電參數
合理的通電參數控制可以確保精煉的正常進行，保證白渣的造出與維持。通過實踐總結，在精煉過程中對於通電電流的控制應採取先小電流再增大電流，然後再降低和穩定電流的控制模式。通電開始採用穩定的小電流起弧，可以避免突然的大電流起弧震盪而造成的電板斷裂現象；起弧穩定進入加料階段後，則需要增大電流，以足夠的熱量來保證渣料的完全化開；當渣料完全化開後，再逐步降低通電電流調節溫度，以滿足澆築對溫度的要求，穩定維護精煉功效。
總結
總的來講，要保證快速、高質量造白渣，必須從精煉作業的實際情況出發，充分考慮硫含量、渣況等，加強對加料程式、電流參數以及吹氬強度的控制。深入研究總結，積極創新改進，才能不斷提高精煉造白渣工藝的水平，充分發揮LF 爐精煉的優勢，達到理想的精煉效果。
