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LF爐精煉渣冶金性能的研究現狀
LF爐精煉渣冶金性能的研究現狀
【摘 要】在鋼材的鑄造領域中，連鑄技術自身的不斷完善發展及社會各界對鋼材質量需求的提升，鋼包精煉爐受到的重視程度越來越大，在很多鋼鐵冶煉企業的鋼包精煉爐中除采用常規化的還原氛埋弧的加熱技術、透氣磚的吹氬攪拌技術及真空脫氣等較為成熟的技術外，合成渣的精煉技術也得到著較為廣泛的應用。
文章就目前合成精煉渣所具有的作用及LF爐精煉渣冶金的熔化性能、脫硫性能及發泡性能等重點性能進行研究分析，并就LF爐精煉渣冶金性能的發展趨勢等進行簡單分析。
【關鍵字】LF爐;精煉渣;冶金性能
爐外精煉作為現代化鋼鐵冶煉流程中的主要的生產環節，因其高效的性能已經在國內外的很多鋼鐵制造企業中廣泛的采用，并在連鑄技術、純凈鋼的生產技術的完善以及生產運行成本降低等現實要求之下，與爐外精煉技術相匹配的工藝流程及生產設備逐步完善并迅速普及，精煉爐的種類相對較大，在我國的大部分鋼鐵冶煉企業中多以LF爐為主要的精煉爐，而與該精煉爐所生產的鋼種類別相匹配的精煉渣，需要具有較高的冶金性能。
一.LF爐精煉渣內容概述
LF爐渣按照自身的制作形態可以劃分為混合型、燒結型、預熔型，其中混合型是由多種合成渣被均勻的混合制成的粒狀的混合物，燒結型是由多種合成渣被均勻的混合后被控制在低于熔點的溫度而燒結成的混合物，預熔型是由多種合成渣被混合均勻后再被控制在高于熔點的溫度下而熔融加工制成。
燒結型與預熔型LF爐渣因為成本等諸多原因，在生產實踐中應有的相對較少，使用的較多的是混合精煉渣。
在LF爐精煉的過程中，向鋼包中注入被經過特殊比例配制而成的混合渣料，可在電弧的加熱處理下熔化成為液態的渣體，從而達到精煉鋼液、絕熱保溫等目的，而精煉渣在具體的鋼鐵精煉過程中的冶金作用主要是：利用高還原性、合適堿強度的精煉渣料實現鋼中的硫及氧被進一步脫除的目的。
以提高熱效率來實現爐襯的保護;進行鋼中所含有的非金屬夾雜的吸收，對夾雜實施變性處理，并對鋼液進行凈化處理;進行冶煉過程中的大氣的隔絕，以控制鋼水出現吸氣現象等。
依據LF爐精煉渣應當具備的以上冶金作用，在精煉渣的組成中必須要包含基本的渣料、脫硫劑、脫氧劑、助熔劑及發泡劑等主要的原料，而這些組成原料就已經在很大程度上決定下LF爐精煉渣的冶金性能。
二.LF爐精煉渣的冶金性能現狀
1.LF爐精煉渣的熔化性能研究
在未混轉爐渣時的LF爐精煉渣的熔化性能，對其設計相關的熔化試驗并就未混轉爐渣時的LF爐精煉渣的熔化試驗現象進行觀察，進行實驗的精煉渣的樣號選定為控鋁鋼、含鋁鋼，對混合渣料進行破碎至20-60目的破碎處理，將其混合均勻后放置在試驗石墨坩堝內，將其整體放置于二氧化鉬爐中升溫至1450℃，熔化試驗的具體表現為：
對于未混轉爐渣時的LF爐精煉渣，其在1450℃的溫度狀態下，精煉渣中含有的碳酸鹽成分基本上已經全部分解，但是精煉渣并未發生熔化，精煉渣在最后可能會出現燒結現象。
因為在設計該實驗時將精煉渣中的碳酸鹽成分看作氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂，將其中的氧化鎂看作氧化鈣進行的試驗，精煉渣的熔點應該在1550-1900℃，所以1450℃時精煉渣并未達到熔點而不會熔化。
2.LF爐精煉渣的脫硫性能研究
氧化鈣-氧化硅-氧化鋁-氧化鎂精煉渣的相關脫硫試驗已經表明，精煉渣的堿度對精煉渣的鋼硫分配比會有非常大的影響，當堿度值小于3時，鋼硫分配比就會增大;而當堿度值大于3且處于增長狀態時，鋼硫分配比會呈現出減小的趨勢。
隨著精煉渣中的氧化鈣的含量增多，脫硫效果將會降低;而當氧化鈣的含量超出60%且氧化鈣含量呈現逐漸增多的狀態時，精煉渣的脫硫效果會逐漸的降低，主要的原因是隨著氧化鈣含量的增多，精煉渣中就會有相應的固相質點被析出。
從而使精煉渣出現非均勻相，精煉渣的粘度就會隨之上升，而流動性將會降低，進而影響到精煉渣脫硫所應當具備的流動性的動力學條件，最終使精煉渣的脫硫效果明顯降低。
因此在精煉渣的具體使用中要確定好精煉渣的堿度。
3.LF爐精煉渣的發泡性能研究
精煉渣的氣泡現象在鋼鐵冶煉生產中是非常普遍的現象，當精煉渣中含有的大量的氣體以多面體氣泡或者是球狀氣泡的形式存在，而各個氣泡間還具有隔離渣膜的情況時，便會造成精煉渣的泡沫化現象的出現。
由于精煉渣的氣泡現象會增加渣粒的表面能，這使得精煉渣體系自身就具備某種縮小表面積進而消除起泡現象的趨勢，又由于隔離渣膜及氣泡存在界面現象，使得泡沫可以在一定的時間內存在。
精煉渣的物理性質對冶金中的發泡性能有較大的影響，因為精煉渣出現泡沫化現象勢必會使體系的表面積有所增加，從而使體系的表面能量增大。
因此，如果進行精煉渣的界面張力的縮減，要想形成泡沫渣所需要的功也會相應的減小，比較便于精煉渣出現泡沫化現象;因為精煉渣的泡沫也是由精煉渣的液膜隔離氣泡所造成，在氣泡形成之后，氣泡與隔離氣泡膜之間的液膜能否長時間的存在，是泡沫得以存在的重要影響原因。
精煉渣成分對發泡性能也有較大影響，當精煉渣的堿度處于大于1.22的狀態時，發泡指數將隨著堿度的增加而增加，并在堿度達到2時達到氣泡峰值;而固相質點的存在會提高精煉渣的粘度，使得液膜較難破裂，發泡指數也有所增加等。
總結
LF爐精煉渣的堿度、粘度、密度計表面張力等都會影響到精煉渣的熔化性能、脫硫性能及發泡性能等，因此在精煉渣的使用中，要依據具體的工程需求進行精煉渣的合理選用。
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