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LF炉是70年代初期在日本发展起来的钢包精炼型炉外精炼设备。炉外精炼之所以得以产生和发展,是由于炉外精炼是在可控气氛(真空、惰性、还原性气氛)下进行脱氧、脱硫、脱磷、去除夹杂和夹杂物变性处理、调整钢液温度等的工艺过程,具有初炼炉无法比拟的优势,其冶金效果非常显著。随着二十世纪六十年代低硫钢、超低硫钢的提出到七十年代后期耐HIC管线钢等钢种需求量的增加,超低硫钢冶炼技术引起了人们的广泛重视。人们对超低硫钢冶炼技术进行了广泛探索和研究,本论文依托国家科技支撑项目支持,研究LF炉精炼渣熔化性能和脱硫性能,并用于鞍钢实践。
本文根据文献资料,从热力学和动力学方面分析了渣钢脱硫条件。利用Factsage分析二元、三元基础渣系,进而确定LF炉实际用的五元渣系,并计算各种脱硫指标。利用正交表实验方法设计实验渣系的不同配比,根据半球点法检测熔化温度。结合理论计算与熔点实验的结果,确定最优配比的五元渣系用于脱硫实验。结果表明,在鞍钢LF炉前步工艺带渣的条件下,加入深脱硫剂(60~75%CaO,5~15%Al粉,5~7%萤石粉,3~5%稀释剂),脱硫率最高达70%左右,最终硫含量低至0.0001%水平。合适的炉渣量组成为:炉渣氧化性(FeO+MnO)应低于2.0%;二元碱度R2=7.0~9.0;曼内斯曼指数MI=0.2~0.4。