lf 炉预熔精炼渣的研制与应用

LF 炉预熔精炼渣的研制与应用

李广田教授

东北大学材冶学院钢铁冶金研究所

主要内容1. 问题的提出2. 当前的国内外研究情况3. 正交实验设计4. 实验室研究5. 工业实验6. 结论

1 课题提出

　　目前国际比较流行的精炼渣是以 CaO-Al2O3-CaF2 为基础的固体合成渣，该渣是将活性石灰、高铝熟料、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，影响生产节奏；并且深脱硫效果不理想。

(2) 渣料中石灰活性度较高，容易吸收水分、二氧化碳等变质，造成运输和储藏上的不便。

预熔精炼渣概念

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到的产物。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，并且成分均匀稳定，无水分，成渣迅速，与目前广泛使用的传统固体合成渣有本质上的区别。

发展预熔精炼渣的目的和意义

(1) 寻求熔化温度明显低于机械混合渣的预熔精炼渣，得到低熔点，高熔速，起泡性能好的新型精炼渣。

(2) 找到脱硫效果优于机械混合渣的精炼渣，要求其脱硫速率大于机械混合渣，同时钢中终点硫也低于机械混合渣，达到深脱硫的目的。

(3) 对炉衬的侵蚀小。(4) 熔渣应该具有良好的铺展性，使钢液与空气隔离。(5) 尽量缩短冶炼周期，达到节能高效的生

产效果。

2 精炼渣脱硫的研究现状　　 LF 炉目前主要应用石灰 - 氟化钙和石

灰 - 高铝熟料渣，前者成渣迅速并能较好脱硫，但对钢包内衬的侵蚀严重，降低钢包的使用寿命，其埋弧效果不理想，氟化物对环境的污染也不可忽视；后者使用 Al2O3 代替或部分代替CaF2 即能达到良好的脱硫效果，又能减缓石灰 - 氟化钙渣系的负面作用，石灰 - 高铝熟料渣系在对钢包耐材的侵蚀和埋弧操作方面有所改进但成渣速度和精炼效果会受到一定影响。

牛四通等人通过正交试验的离差分析法和计算工程平均值法，得出了低碱度、中碱度、高碱度范围内的具有最佳发泡指数的精炼渣组成。项目碱度 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2

低碱度 1.6 41.23 25.11 8 15 10

中碱度 2.6 47.67 18.33 9 10 15

高碱度 3.6 55.64 16.36 8 7 9

陈祖廉认为针对不同目的精炼渣最有效配置成分如表所示。

CaO Al2O3(+MnO

)

SiO2(+P2O5) MgO FeO

脱硫 50~55 20~25 10~15 ≤5 ＜ 0.5

脱氧 50~55 10~25 10~15 ≤5 ＜ 0.5

脱磷 45~55 6 6~10 ≤2 30~40

S.Gilbet研究发现当钢水含硫量已降至 0.010%时，在 1665℃左右采用钢包处理，使用配比为 60%CaO~40%Al2O3的高碱度精炼渣能将硫脱至 20ppm；在 1650~1700℃，通过 l.3~1.9 Nm3·min-1强度底吹氩气，仍采用上述渣系得到 10ppm的硫含量。

3 预熔精炼渣的设计在 LF精炼过程中，精炼渣的熔化是冶炼开始的一项重要任务。工艺要求精炼渣在尽量短的时间内熔化，形成粘度适宜，流动性、铺展性和起泡性能好的液态渣。传统的精炼渣是由活性石灰、高铝熟料等高熔点物质机械混合而成，一般需要有助熔剂才能熔化，或者靠氧化性的炉内气氛熔化。

3.1 精炼剂渣系的选择

由于精炼渣的主要作用有脱氧、脱硫、防止二次氧化、吸附夹杂及保护包衬耐火材料等，因而在渣系选择上必须满足适宜的碱度、低氧化性和高流动性等条件。目前为止，各国的冶金工作者已研究出了许多精炼渣系，比较常用的是 CaO-CaF2 和 CaO-A12 O3 为基的精炼渣系。

3.1.1 CaO-CaF2 渣系

CaO-CaF2渣系具有很强的脱硫、脱氧能力。据文献报道，该渣系在 1500 ℃下的硫容高达 0.03，被认为是脱硫能力最强的渣系。

3.1.2 CaO-Al2O3渣系

CaO-Al2O3渣系也具有较强的脱硫能力，该渣系也被用来生产超低硫钢。

E.T. Turkdogan等人对熔融氧化物的硫容进行了研究，他们认为铝酸盐与硅酸盐相比脱硫速度和硫容更大，但该渣系的炉渣流动性稍差。

3.1.3 CaO-Al2O3-CaF2渣系

由于无氟渣存在流动性不好的缺点，完全采用无氟渣系还有待研究，国内部分钢厂和国外很多钢厂都在 CaO-Al2O3 渣系的基础上加入适量的 CaF2形成 CaO-Al2O3-CaF2 渣系，但在实际生产过程中，由于炉衬受到侵蚀等原因会带入一定的MgO，作为脱氧产物和精炼渣原料中都会带入部分 SiO2，因而实际渣系为 CaO-Al2O3-CaF2-MgO- SiO2五元渣系。

3.1.4 其他精炼渣系

Alien H. Chan等人通过与 CaO基的渣系比较，研究了 Na2O-SiO2渣系，该渣系在 1550℃和 1600 ℃ 时，渣系组成分别为Na2O(53.6%)-SiO2(39.5％ ) 和 Na2O(48.9

％ )-SiO2(37.0％ )的两种渣系能将硫脱至 1

0到 20ppm 。

3.2 组分选择

CaO是冶金生产中造渣、脱磷、脱硫等必不可少的成分，为保证良好的脱硫效果，要求精炼渣系中含有较高的自由态 CaO。

Al2O3，一方面，其量的增加，炉渣粘度降低，促进渣钢反应，有利于脱硫；而另一方面，其增加降低了 CaO 活度，抑制脱硫的

进行。 Al2O3属于表面活性物质有利于泡沫渣的维持。

SiO2主要来源于原料中的杂质 (脉石 )

和脱氧产物，其具有一定的助熔剂作用，但是含量增加对脱氧、脱硫均不利；对钢中点状夹杂的减少有利。

CaF2可显著降低精炼渣粘度，使炉渣流动性改善，增加传质，有利于脱硫。但其量过大，不仅不利于脱氧，而且对炉衬侵蚀也较快。

MgO的含量在 8%左右时炉渣中MgO溶解度达到饱和，从而阻止了炉渣对炉衬的侵蚀，这对于延长耐火材料的寿命是有益的。

BaO是脱硫、脱磷的有效成分，也是最近研究的热点，本实验中作为一个考察目标。

正交实验法是一种科学的安排与分析多因素实验的方法。利用正交实验法可以解决多因素、多水平、多指标的实验问题。方法是利用正交表安排实验，它有两个特点： (1)每个因素的各个水平在实验中出现了相同的次数。 (2)任何两个因素的各个不同水平的搭配，在实验中都出现了，而且出现的次数相同。

3.3 正交试验设计

解决下面问题

(1) 因素的主次；(2) 因素与指标的关系；(3) 什么是较好的生产条件；(4) 进一步实验的方向。

正交实验法的一般步骤

第一步，定指标，挑因素，选水平；第二步，选用正交表，排表头；第三步，排实验方案表，做实验，将实验数据

添入方案表的右端；第四步，分析实验数据，选取较优生产条件；第五步，验证实验。

水平碱度 (R) Al2O3(%) MgO(%)

BaO(%)CaF2(%

)

1 6.5 20 6 6 5

2 7.0 25 8 8 6

3 7.5 30 10 10 7

4 8.0 35 12 12 8

在查阅文献的基础上进行了正交实验设计。

L16(45)

正交表

因素数

实验次数

水平

实验号 A B C D E

1 1 1 1 1 1

2 1 2 2 2 2

3 1 3 3 3 3

4 1 4 4 4 4

5 2 1 2 3 4

6 2 2 1 4 3

7 2 3 4 1 2

8 2 4 3 2 1

9 3 1 3 4 2

10 3 2 4 3 1

11 3 3 1 2 4

12 3 4 2 1 3

13 4 1 4 2 3

14 4 2 3 1 4

15 4 3 2 4 1

16 4 4 1 3 2

4 预熔精炼渣的实验室研究

为了达到预熔精炼渣的各项指标，首先进行了实验室研究：

1. 熔点实验 2. 熔速实验 3. 脱硫模拟实验

4.1 熔化温度测定实验在MoSi2炉中将原料加热进行预熔反应，得到实验所需要的预熔精炼渣。然后将渣样制成 200目粉末，再压成 Φ3×3mm的圆柱体，制好后的样品送入烤箱烘干，将烘干后的试样送入测定仪的加热炉中加热并监视其形状的变化，采集和记录温度值和试样的熔化情况。每个渣样测试 3次，取平均值，作为最终的测试结果。

实验号熔化温度 ( )℃

合计 si

( )℃平均 yi

( )℃1 2 3

1 1295.3 1325.3 1339.5 3960.1 1320.033

2 1322.3 1298.7 1307 3928 1309.333

3 1303 1298.7 1303 3904.7 1301.567

4 1293.7 1290.3 1308.7 3892.7 1297.567

5 1240.4 1253.6 1266.3 3760.3 1253.433

6 1231.6 1239.7 1244.6 3715.9 1238.633

7 1293.6 1269.5 1278 3841.1 1280.367

8 1259.3 1269.5 1296.7 3825.5 1275.167

9 1269.5 1282.5 1248 3800 1266.667

10 1272.1 1308.9 1286.3 3867.3 1289.1

11 1247.3 1258.6 1264.4 3770.3 1256.767

12 1280.3 1312 1286.3 3878.6 1292.867

13 1334.5 1288.6 1317 3940.1 1313.367

14 1290.3 1278 1298.7 3867 1289

15 1277 1306 1323 3906 1302

16 1314.2 1299.4 1276.3 3889.9 1296.633

数据总和 T=61747.5 总平均 y=1286.406

极差分析

首先分析因素 A。如果把包含 A因素“ 1”水平的四次实验 (第 1、 2、 3、 4号实验 ) “算作第一组，同样，把包含 2”水平、“ 3” “水平、 4”水平的实验分别算作第二组、第三组和第四组，则 16次实验就分成了四组。各因素的水平出现情况见下表。

实验号 A B C D E

1

全是 A1

B1一次 C1一次 D1一次 E1一次

2 B2一次 C2一次 D2一次 E2一次



5

全是 A2





9

全是 A3





13

全是 A4





在 A1、 A2、 A3、 A4各自所在的实验组中，其它因素 (B、 C、 D和 E)的 1、 2、3、 4水平都分别出现了一次。把第一组实验所得的实验数据相加，其和记作 I，同理，把第二组、第三组、第四组的数据相加分别记作 II、 III和 IV 。 I=1376.7+1309.8+1301.6+1294.467=5222.5 II=1266.767+1244.6+1273.7+1275.1=5060.2 III=1266.667+1289.0+1268.2+1296.2=5120.0 IV=1316.7+1289+1304.333+1291.7=5201.7

组别 A B C D E

I 平均 1307.125 1288.375 1278.017 1295.567 1296.575

II 平均 1261.9 1281.517 1289.408 1288.658 1288.25

III 平均 1276.35 1285.175 1283.1 1285.183 1286.608

IV 平均 1300.25 1290.558 1295.1 1276.217 1274.192

R 45.225 9.041667 17.08333 19.35 22.38333

第一列 (A因素 ) R=1307.1-1261.9=42.2

第二列 (B因素 ) R=1290.6-1281.5=9.1

第三列 (C因素 ) R=1295.1-1278.0=17.1

第四列 (D因素 ) R=1295.6-1276.2=19.4

第五列 (E因素 ) R=1296.6-1274.2=22.2

方差分析

(1) 同一条件下，各次实验的数据并不相同，这种不同是由实验误差造成的。

(2) 不同实验条件下，重复实验数据的平均值之间也有差异，这种差异反映了实验条件的改变对实验数据的影响。

(3) 全部 48个实验数据参差不齐，这种参差不齐是由实验条件的改变和实验误差的存在所造成的数据波动。

全部数据 yij以及各水平条件下的平均值 yi

大致总是围绕总平均值 y波动，而同一条件下的实验数据 yij则大致围绕其平均值 yi波动。为了避免正负差值相互抵消，一般用各数据与平均值之差的平方和来表示数据波动。总的数据波动，又称为总的变动平方和 Ss，可以分解为两部分，即误差变动 Se和因素变动Sf，并且有 Ss=Se+Sf ， Ss=Σ(yij-y)2。

对于多因素的正交实验来讲，因素的变动包括所有的因素变动，即 Sf=SA+SB+SC+SD+……单个因素的变动平方和用下式计算

式中 IA、 IIA、 IIIA ……——、 A因素的同水平数据和； m——水平数； k——同一条件下实验重复次数； T——数据总和； n——数据总个数。在本实验的条件下m=4， k=3， T=61813.3， n=48。

n

T

km

)IIIII(IS

22A

2A

2A

A

IA=3960.1+3928.0+3904.7+3892.7=15685.5 IIA=3760.3+3715.9+3841.1+3825.5=15142.8 IIIA=3800.0+3867.3+3770.3+3878.6=15316.2 IVA=3940.1+3867+3906+3889.9=15603.0将以上数据代入计算式，得 SA=15871.206 SB=558.477 SC=1990.9223 SD=2331.699 SE=3072.477因素的自由度为 fj=4-1=3

由于 SA＞＞ SB，可以认为实验中因素 B对指标的影响被 A所掩蔽，所以将 B归入 A。

SAB=15871.206+558.477=16429.683

fAB=3+3=6

第一类误差平方和 (即模型误差 )用 Se1

表示。本实验中正交表排满，没有空列，但每组实验有重复，这是 Se1取因素偏差平方和Sj中最小的一个， fe1亦取其自由度。本实验中取 SC及 feC。

Se2称为第二类误差平方和 :

fe2=n×(k-1)=16×(3-1)=32

总的误差平方和 Se为： Se=Se1+Se2=8756.847

fe=fe1+fe2=35

8093.2067)y(xSen

1i

k

1j

2iij2

为了合理比较水平变化引起的波动与实验误差引起的波动，引进了平均变动的概念。数据的变动平方和与其自由度的比值称为数据的平均变动平方和，以Vj表示，比较大小，可以判断该因素水平变化对指标影响的显著性。

由 Vj=Sj/fj

则 VAB=2738.2805 VC=663.64076 VD=777.23299 VE=1024.1591 Ve=250.19564

查 F表比较结果。 F0.05(6， 35)=2.40， F0.01(6， 35)=3.40； FAB=10.94，为高度显著因素； F0.05(3， 35)=2.90， F0.01(3， 35)=4.45。 FE=4.09， FD=3.10为显著性因素； FC=2.65不是显著因素。

预熔渣与合成渣的熔点比较实验温差在 40-130℃之间，如下图所示：

熔点实验小结

仅以熔点作为考察目标，预熔精炼渣最优组成为：碱度为 7，氧化铝为 25~30%，氧化镁为 10%，氧化钡为 12%，氟化钙为 8%。

4.2 熔化速度测定实验

将预熔精炼渣做成 Ф3×3mm的小圆柱，干燥后放入 1400℃的恒温炉内，通过透镜观察，以整个圆柱完全熔化成为平整的流动液体为终点，记录小圆柱进入箱体并完全流平过程的时间作为其融化时间，其长短表征了预熔精炼渣的熔化速度。

实验号熔化时间 (s) 合计 si

(s)

平均 yi

(s)1 2 3

1 51 62 66 179 59.667

2 50 66 59 175 58.333

3 69 39 60 168 56.0

4 67 55 52 174 58.0

5 30 32 29 91 30.333

6 24 39 26 89 29.667

7 64 35 47 146 48.667

8 38 36 39 113 37.667

9 56 58 57 171 57.0

10 70 82 56 208 69.333

11 37 35 38 110 36.667

12 37 41 56 134 44.667

13 54 76 89 219 73.0

14 54 75 47 176 58.667

15 47 34 52 133 44.333

16 32 43 54 129 43.0

数据总和 T=2593 总平均 y=54

A B C D E

I 平均 58.0 55.0 42.2 52.9 52.8

II 平均 36.6 54.0 44.4 51.4 51.8

III 平均 51.9 46.4 52.3 49. 7 50.8

IV 平均 54.8 45.8 62.2 47.2 45.9

R 21.4 9.2 20 5.7 6.9

按照方差分析的过程，得到如下结果：SA=3238.229 ， SB=849.729 ， SC=2956.229 ，SD=213.562， SE=331.229

fA= fB= fC= fD= fE=3由以上结果可得：VA=1079.410 ， VB=283.243 ， VC=985.410 ，VD=71.188， VE=110.410由于 Se=3710.576，得：fe=35Ve=106.016

由于 VD、 VE、 Ve比较接近，可以看作是误差引起了 D、 E的变化，所以将 SD、SE并入误差中。则有

Se=3710.576+213.562+331.229=4255.368

fe=35+3+3=41

Ve=103.789

则 FA=10.40， FB=2.73， FC=9.49

查 F分布表，有 F0.05(3,41)=2.84， F0.01(3,41)=4.31， A、 C为高度显著因素，

B不显著。

熔速实验小结

仅考虑熔化时间时预熔精炼渣的最佳配比为：碱度 7，氧化铝 30-35%，氧化镁8%，氧化钡 12%，氟化钙 8%。

4.3 实验室脱硫实验

实验室脱硫实验是在 MoSi2 炉中进行的。实验原料是实验室自制的预熔渣样、45# 钢， FeS 试剂。实验温度为 1550℃，熔铁量为 1.0kg ，预熔渣的加入量为熔铁量的 5% 。保证强还原性气氛，实验时炉管中通如氩气保护。经过 80 分钟处理后，取样分析。

1—耐热橡胶；

2—冷却铜管；

3—电源接头；

4—钢玉炉管；

5—钢玉坩埚；

6—石墨保护坩埚；

7—MoSi2 棒；

8—高铝质绝热砖；

9—轻质粘土砖；

10—耐热橡胶；

11—钢玉保护套管；

12—双铂铑热电偶。

实验号脱硫率 (%) 合计 si

(%)

平均 yi

(%)1 2 3

1 82.4 91.1 89.9 263.4 87.8

2 90.1 83.5 90.7 264.3 88.1

3 84.3 86.4 89.1 259.8 86.6

4 82.9 84.3 86 253.2 84.4

5 86.7 89.1 91.8 267.6 89.2

6 85.5 87.5 88.9 261.9 87.3

7 89.2 86.9 84.6 260.7 86.9

8 87.3 86 90.1 263.4 87.8

9 92.3 89.3 90.2 271.8 90.6

10 88.2 89.2 88.4 265.8 88.6

11 92.7 91.2 92.1 276 92

12 87.7 89.4 90.8 267.9 89.3

13 93 92.1 93.7 278.8 92.9

14 92.1 92.8 92.9 277.8 92.6

15 87.8 88.3 87.6 263.7 87.9

16 89.6 88.5 89.5 267.6 89.2

数据总和 T=4263.7 总平均 y=88.827

A B C D E

I 平均 86.7 90.1 89.1 89.2 88.0

II 平均 87.8 89.2 88.6 90.2 88.7

III 平均 90.1 88.4 89.4 88.4 89.0

IV 平均 90.6 87.7 88.2 87.6 89.6

R 3.9 2.4 1.2 2.6 1.6

按照方差分析的过程得到如下结果：SA=126.141 ， SB=40.386 ， SC=9.761 ，SD=45.906， SE=14.696

fA= fB= fC= fD= fE=3

VA=42.047 ， VB=13.462 ， VC=3.254 ，VD=15.302， VE=4.898Se= 148.180fe=35Ve= 4.234

由于 VC、 VE与 Ve比较接近，可以看作是误差引起了 C、 E的变化，所以将 SC、SE并入误差中。则有

Se=9.761+14.696+148.180=172.636

fe=35+3+3=41

Ve=4.211

则 FA=9.98， FB=3.20， FD=3.63

查 F分布表，有 F0.05(3， 41)=2.84，F0.01(3， 41)=4.31， A为高度显著因素， B、D为显著因素。

小结

(1) 实验所测得最高脱硫率为 93.7%，最低的硫含量为 12ppm。

(2) 综合上述的预熔渣熔点实验和熔化速度实验，得出最佳配比为：碱度为 7，氧化铝含量为 25~30%，氧化镁含量为 10%，氧化钡含量为 10%，氟化钙含量为 9%。

性能比较实验

1. 粘度；2. 表面张力；3. 密度。

熔渣粘度

0

10

20

30

40

50

60

70

1400 1425 1450 1475 1500 1525 1550熔渣温度(℃)

()

熔渣

粘度

泊

熔渣表面张力测定

数据表明新渣系的表面张力与常用的高钙渣相差不多，能够实现良好的渣金分离效果。表面张力在该范围内的熔渣具有良好的起泡性能。

渣样优选渣样高钙渣表面张力 0.594N/m 0.585N/m

密度测定实验从实验数据可以看出优选渣样和高钙渣的密度比较接近。

张鉴、成国光等人的研究结果表明，熔渣密度 2.43×103kg/m3~3.25×103kg/m3之间时，炉渣具有较好的起泡性能，这在工业性试验中也得到了证实。渣样优选渣样高钙渣

液态密度(1525 )℃

2.71×103kg/m3 2.82×103kg/ m3

5 预熔精炼渣的工业实验将石灰石、铝矾土、白云石、毒重石和萤石在冲天炉中经过烧结熔制而成。这种渣的熔点很低，能够以最快的速度熔化，尽量缩短了钢水在精炼包中的停留时间，强化了冶炼的进行。同时这种精炼剂的流动性很好，优化了脱硫反应的动力学条件，可以实现深脱硫。

LF 的操作流程

LF就位

测温取样送电喂铝丝

测温取样送电加料测温取样

送电喂铝丝测温取样吊包

34Mn5V化学成分要求

成分 C Si Mn P S Al Cr V Ni

上限 0.36 0.35 1.25 0.03 0.025 0.04 0.30 0.07 0.30

下限 0.32 0.17 1.10 0 0 0.01 0 0.04 0.06

实验所用钢种的成分要求：

　　在初炼炉 EBT 出钢时加入 300kg 预熔渣混冲，至 LF 炉工位观察，预熔渣已形成均匀渣层，时间约为 4-6 分钟，这为减少 LF 炉化渣和升温时间创造了条件；然而，如果换成固体合成渣，在相同条件下却不能形成完全熔化的渣层，可以看见固态石灰颗粒。在 LF工位精炼过程中，发现精炼渣均全部熔化且流动性很好，在钢水表面未出现渣壳现象，完全达到渣钢自动分离的条件，这与精炼渣低熔点、低粘度的物理特性是完全吻合的。这对提高脱硫效率，减少铁损，降低生产成本创造了条件。

炉号 S101 S301 S302 S401 渣量(kg)

出钢量 (t)

渣耗kg/t

脱硫率%

电耗(kWh)

tLF

(分)

21705 0.044 0.017 0.006 0.008 1200 141 8.51 82 7620 55

21706 0.064 0.027 0.007 0.005 1200 142 8.45 92 7450 56

21707 0.056 0.034 0.007 0.006 1200 143 8.39 89 7763 53

21708 0.066 0.035 0.008 0.006 1200 143 8.39 91 7961 59

21709 0.072 0.05 0.007 0.007 1400 144 9.72 90 7780 61

21710 0.059 0.022 0.006 0.006 1200 143 8.39 90 7540 64

21735 0.06 0.028 0.011 0.013 1200 142 8.45 78 7746 54

21736 0.05 0.028 0.008 0.006 1200 142 8.45 88 7446 64

21737 0.043 0.02 0.005 0.005 1200 143 8.39 88 7508 62

21770 0.056 0.032 0.023 0.019 1200 141 8.51 66 9650 72

21771 0.049 0.034 0.012 0.015 1200 142 8.45 69 8430 69

21772 0.042 0.037 0.016 0.014 1500 146 10.27 67 8211 68

21711 0.064 0.039 0.024 0.015 1200 142 8.45 76 8642 66

21712 0.062 0.034 0.018 0.019 1200 143 8.39 69 7611 60

21704 0.035 0.017 0.009 0.008 1500 147 10.20 77 8540 65

根据天津钢管公司试用预熔精炼渣 150炉的统计数据表明，原始 [%S]为 0.035%~0.072%(平均 0.054%)，成品[%S]可降至 0.005%~0.019%(平均 0.012%)，脱硫率由原来固体合成渣的 72%提高到现在的 89%，单炉脱硫最低可至0.003%，比最初的 0.018%有了较大幅度降低，说明该预熔精炼渣具有很强的脱硫能力。

使用预熔精炼渣平均吨钢渣耗 8.67kg，每炉耗电约 7653kWh， LF平均精炼时间 53分钟；而使用固体合成精炼渣平均每吨钢渣耗 10.27kg，每炉耗电 8695kWh， LF平均精炼时间 67分钟。从以上数据可以看出使用预熔精炼渣不仅节约了大量的能源，也缩短了 LF工位的操作时间。

6 结论 (1) 通过正交实验设计，并进行现场工业性实验得到预熔精炼渣的最佳成分为： CaO， 45~60% ； Al2O3， 20~30%； (MgO+BaO)， 15~20% ； CaF2，＜ 10% ； SiO2， 6~8% ；杂质，微量。

(2) 在实验室作脱硫模拟实验时，最高脱硫率达 93.7%，钢液最低硫含量为 12ppm；工业性试验最高脱硫率为 92%，钢液最低硫含量为 30ppm。

(3) 实验所得优选预熔精炼渣熔化温度为 1290℃，熔融态密度为 2.71g/cm3(1550 )℃ ，表面张力为 0.594N/m(1550 )℃ 。物性测定试验表明该预熔精炼渣铺展性好，在精炼过程中具有适宜的粘度、良好的流动性，脱硫迅速，并且能够满足

渣钢自动分离条件。

(4) 使用预熔精炼渣平均每吨钢渣耗 8.67kg，每炉耗电 7653kW， LF平均精炼时间53分钟；而使用固体合成精炼渣平均每吨钢渣耗 10.27kg，每炉耗电 8695kW， LF平均精炼时间 67分钟。从以上数据可以看出使用预熔精炼渣不仅节约了大量的能源，也缩短了 LF工位的操作时间。同时钢包炉的寿命由原来的 33.8炉提高到了 35炉。

(5) 该预熔精炼渣能满足天津钢管公司生产石油套管钢、气瓶钢等的生产要求，在纯净钢生产中具有广阔的应用前景及推广价值。

谢谢各位！

lf 炉预熔精炼渣的研制与应用

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