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LF炉精炼渣冶金性能的研究现状
LF炉精炼渣冶金性能的研究现状
【摘 要】在钢材的铸造领域中，连铸技术自身的不断完善发展及社会各界对钢材质量需求的提升，钢包精炼炉受到的重视程度越来越大，在很多钢铁冶炼企业的钢包精炼炉中除采用常规化的还原氛埋弧的加热技术、透气砖的吹氩搅拌技术及真空脱气等较为成熟的技术外，合成渣的精炼技术也得到着较为广泛的应用。
文章就目前合成精炼渣所具有的作用及LF炉精炼渣冶金的熔化性能、脱硫性能及发泡性能等重点性能进行研究分析，并就LF炉精炼渣冶金性能的发展趋势等进行简单分析。
【关键字】LF炉;精炼渣;冶金性能
炉外精炼作为现代化钢铁冶炼流程中的主要的生产环节，因其高效的性能已经在国内外的很多钢铁制造企业中广泛的采用，并在连铸技术、纯净钢的生产技术的完善以及生产运行成本降低等现实要求之下，与炉外精炼技术相匹配的工艺流程及生产设备逐步完善并迅速普及，精炼炉的种类相对较大，在我国的大部分钢铁冶炼企业中多以LF炉为主要的精炼炉，而与该精炼炉所生产的钢种类别相匹配的精炼渣，需要具有较高的冶金性能。
一.LF炉精炼渣内容概述
LF炉渣按照自身的制作形态可以划分为混合型、烧结型、预熔型，其中混合型是由多种合成渣被均匀的混合制成的粒状的混合物，烧结型是由多种合成渣被均匀的混合后被控制在低于熔点的温度而烧结成的混合物，预熔型是由多种合成渣被混合均匀后再被控制在高于熔点的温度下而熔融加工制成。
烧结型与预熔型LF炉渣因为成本等诸多原因，在生产实践中应有的相对较少，使用的较多的是混合精炼渣。
在LF炉精炼的过程中，向钢包中注入被经过特殊比例配制而成的混合渣料，可在电弧的加热处理下熔化成为液态的渣体，从而达到精炼钢液、绝热保温等目的，而精炼渣在具体的钢铁精炼过程中的冶金作用主要是：利用高还原性、合适碱强度的精炼渣料实现钢中的硫及氧被进一步脱除的目的。
以提高热效率来实现炉衬的保护;进行钢中所含有的非金属夹杂的吸收，对夹杂实施变性处理，并对钢液进行净化处理;进行冶炼过程中的大气的隔绝，以控制钢水出现吸气现象等。
依据LF炉精炼渣应当具备的以上冶金作用，在精炼渣的组成中必须要包含基本的渣料、脱硫剂、脱氧剂、助熔剂及发泡剂等主要的原料，而这些组成原料就已经在很大程度上决定下LF炉精炼渣的冶金性能。
二.LF炉精炼渣的冶金性能现状
1.LF炉精炼渣的熔化性能研究
在未混转炉渣时的LF炉精炼渣的熔化性能，对其设计相关的熔化试验并就未混转炉渣时的LF炉精炼渣的熔化试验现象进行观察，进行实验的精炼渣的样号选定为控铝钢、含铝钢，对混合渣料进行破碎至20-60目的破碎处理，将其混合均匀后放置在试验石墨坩埚内，将其整体放置于二氧化钼炉中升温至1450℃，熔化试验的具体表现为：
对于未混转炉渣时的LF炉精炼渣，其在1450℃的温度状态下，精炼渣中含有的碳酸盐成分基本上已经全部分解，但是精炼渣并未发生熔化，精炼渣在最后可能会出现烧结现象。
因为在设计该实验时将精炼渣中的碳酸盐成分看作氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化镁，将其中的氧化镁看作氧化钙进行的试验，精炼渣的熔点应该在1550-1900℃，所以1450℃时精炼渣并未达到熔点而不会熔化。
2.LF炉精炼渣的脱硫性能研究
氧化钙-氧化硅-氧化铝-氧化镁精炼渣的相关脱硫试验已经表明，精炼渣的碱度对精炼渣的钢硫分配比会有非常大的影响，当碱度值小于3时，钢硫分配比就会增大;而当碱度值大于3且处于增长状态时，钢硫分配比会呈现出减小的趋势。
随着精炼渣中的氧化钙的含量增多，脱硫效果将会降低;而当氧化钙的含量超出60%且氧化钙含量呈现逐渐增多的状态时，精炼渣的脱硫效果会逐渐的降低，主要的原因是随着氧化钙含量的增多，精炼渣中就会有相应的固相质点被析出。
从而使精炼渣出现非均匀相，精炼渣的粘度就会随之上升，而流动性将会降低，进而影响到精炼渣脱硫所应当具备的流动性的动力学条件，最终使精炼渣的脱硫效果明显降低。
因此在精炼渣的具体使用中要确定好精炼渣的碱度。
3.LF炉精炼渣的发泡性能研究
精炼渣的气泡现象在钢铁冶炼生产中是非常普遍的现象，当精炼渣中含有的大量的气体以多面体气泡或者是球状气泡的形式存在，而各个气泡间还具有隔离渣膜的情况时，便会造成精炼渣的泡沫化现象的出现。
由于精炼渣的气泡现象会增加渣粒的表面能，这使得精炼渣体系自身就具备某种缩小表面积进而消除起泡现象的趋势，又由于隔离渣膜及气泡存在界面现象，使得泡沫可以在一定的时间内存在。
精炼渣的物理性质对冶金中的发泡性能有较大的影响，因为精炼渣出现泡沫化现象势必会使体系的表面积有所增加，从而使体系的表面能量增大。
因此，如果进行精炼渣的界面张力的缩减，要想形成泡沫渣所需要的功也会相应的减小，比较便于精炼渣出现泡沫化现象;因为精炼渣的泡沫也是由精炼渣的液膜隔离气泡所造成，在气泡形成之后，气泡与隔离气泡膜之间的液膜能否长时间的存在，是泡沫得以存在的重要影响原因。
精炼渣成分对发泡性能也有较大影响，当精炼渣的碱度处于大于1.22的状态时，发泡指数将随着碱度的增加而增加，并在碱度达到2时达到气泡峰值;而固相质点的存在会提高精炼渣的粘度，使得液膜较难破裂，发泡指数也有所增加等。
总结
LF炉精炼渣的碱度、粘度、密度计表面张力等都会影响到精炼渣的熔化性能、脱硫性能及发泡性能等，因此在精炼渣的使用中，要依据具体的工程需求进行精炼渣的合理选用。
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