河钢集团130tLF钢包精炼炉工程

项目概况：

河钢集团石家庄钢铁有限责任公司环保搬迁产品升级改造项目（以下简称买方）建设三座130t旋转电极式双工位 LF炉，用于对两座130t废钢预热型电弧炉进行二次精炼处理。即：钢水加热、升温、成份调整、脱硫、去气、去除夹杂、均匀钢水成份和温度。经过钢包精炼处理，可获得品质更高的钢水，品种转换机动灵活，成份、温度控制更为准确。精炼炉作为电弧炉与连铸设备的中间环节，能调节冶炼与连铸的节奏，对实现多炉连浇、对产品质量起着非常重要的作用。

主要功能：

1.常压下电弧加热升温：补偿工序及过程温降、优化电弧炉出钢温度，结合测温取样，实现.终钢水温度控制。

2.底吹氩搅拌：实现钢液温度均匀、成份均匀，加速钢—渣间的物质传递，实现钢液脱氧、脱硫以及去除非金属夹杂效果，使钢液更纯净。

3.合金微调：准确控制冶炼终点成分，提高合金收得率。

4.喂丝：实现钢液脱硫、脱氧，改变夹杂物形态和分布，操作过程钢液温降小，合金收得率高，环境污染小。

5.排烟除尘：有效地控制烟气排出，烟尘达标排放。

6.缓冲：作为电炉、连铸设备的中间环节，对协调冶炼与连铸机生产节拍、实现多包连浇起着十分重要的作用。

产品大纲:

生产的主要钢种为：碳素结构钢、合金结构钢、齿轮钢、轴承钢、易切削非调质钢、弹簧钢、高压锅炉及管坯钢、锚链及系泊链钢、冷墩钢、预应力钢丝、钢绞线及工模具钢等。

代表钢种见下表。

工艺流程图:

LF炉操作过程：

（1）电弧炉出钢到LF炉就位

  出钢前，钢包烘烤T≥1000℃，电弧炉在钢水温度和成份达到要求后出钢。出钢过程中，根据需要按顺序向钢包内加入脱氧剂、合金和增碳剂等。出钢结束后，由钢包车从炉下开出至吊包工位。吊车将钢包吊起座到双工位LF炉1号（或2号）钢包车上（底吹氩自动接通），钢包车运行至1号（或2号）处理工位。

（2）LF炉精炼处理

 1号工位钢包就位后，炉盖下降到位，电极下降，送电加热。加热过程中，通过加料系统加入造渣料、通过自动喷吹系统加入脱氧剂，通过底吹氩系统按工艺要求进行吹氩搅拌。加热10min钟左右，渣料完全熔化取样、测温，将试样送至化验室进行快速分析，等待化验结果期间继续加热。

化验结果出来后，LF炉二级计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差值，通过数学模型进行计算，确定需要加入合金料的种类和用量，根据具体钢种确定供电曲线，将指令发送到投料系统PLC。该系统根据LF炉计算机的指令，经投料系统选择称量（系统称量精度满足三级称量精度要求），输送至LF炉受料斗，启动受料斗闸板阀，合金料即可加入钢包，从而达到合金调整之目的。第二阶段送电一定时间后停电。测温、取样。然后自动调整电压、电流保温，等样，继续加还原剂，样回后，停电测温，温度达标，成分合格后，升起电极并旋转至2号工位，冶炼2号工位钢水。

（3）LF炉离位至连铸机浇注

电极旋开后，保持炉盖低位，钢包车在加热位在线喂丝，喂CaSi丝，终脱[O]，脱[S]，以改变氧化物、硫化物的形态和分布。喂线速度、种类和长度可以在主控室HMI显示和设定，在喂丝机控制柜上设有显示喂入长度计数器和速度控制器，当加入至预定长度时自动停止。此时采用较小的吹氩量，直至喂丝结束。

喂丝结束，升起炉盖，自动添加覆盖剂，并进行软吹（根据工艺要求），钢包车开至吊包工位，吊包（自动断开氩气）至RH或连铸机浇注，完成LF炉一个周期的处理。

作业周期（min）

LF设备处理能力：

平均处理钢水量                     130t/炉

平均处理周期                       45～50min

有效作业天数                       300d

LF生产能力

单套LF炉设备处理能力为：1440÷50×130×300≈1123200t/a

单套LF炉可以处理112万吨钢水，实际产量要根据生产计划、冶炼钢种等因素调整。

技术改进措施:

1） 采用可在线更换的水冷补偿器。传统水冷补偿器的联接就位方式，如果其中一根损坏需要更换，那么就必须将变压器向后移动、将所有补偿器联接拆除后才能更换，工作量巨大且更换时间长，也容易造成其他补偿器密封件的损坏。针对现有技术的不足，我院设计了一种可以实现任意单根可在线更换的水冷补偿器，本水冷补偿器为双法兰结构，即在不移动变压器的情况下，只需将补偿器两端与变压器端子和水冷铜管相连接的法兰松开，就可以将中间接头体带橡胶管部分拆下。此设计连接可靠，更换方便，提高了工作效率、降低了维护成本。

2） 采用新型水冷密封型炉盖。炉盖在设计上增加了裙边结构，并考虑了足够的高度。为了防止冷空气由裙边结构进入钢包，影响炉内气氛，炉盖在设计时增加了一条专用烟气通道，该烟气通道的断面沿圆周至排烟孔逐步增大，在通道内形成负压，以便于将从裙边进入的冷空气直接吸入此通道，从排烟孔排出，确保包内还原性气氛的保持。

3）采用低阻抗的大电流系统。通过增大出墙铜管的截面积，采用低电抗的导电横臂，选择合理的钢包炉变压器参数等措施，优化短网系统的设计，降低三相阻抗不平衡度，经计算使其加热能力.佳（具备较好的运行功率因数）且具备良好的调节器性能，可降低钢包耐火材料指数，延长渣线耐火材料寿命。

4）吹氩控制系统

钢包精炼炉主要功能之一是吹氩搅拌，也称吹氩作业。搅拌强度不同，LF炉精炼效果也就显著不同。为了确保在整个精炼过程中吹氩搅拌有效顺利进行，我们采用吹氩控制系统，核心控制元件采用目前国外主流品牌，流量测量和控制单元一体式，流量调节为线性连续可调，技术成熟，流量采用质量流量计量，自动设定并调节氩气流量、同时具有压力反馈自动强吹旁通支路，杜绝不透气现象，确保炼钢、精炼、连铸三位一体工艺流程的顺利进行。钢包底吹气体控制系统压力检测精度≥±0.2%FS，流量检测和控制精度≤±3NL/min。各点调节范围为15～1000NL/min，控制精度±3NL/min。整个系统耐压强度≥2.5MPa。

主要技术参数：

LF-130t钢包精炼炉主要规格和技术参数

LF炉总体效果图：

LF炉水冷炉盖效果图：

LF炉现场安装图1：

LF炉现场安装图2：

LF炉现场安装图3：

LF炉主画面：

LF炉盖提升及电极升降画面：

LF炉弧流弧压趋势：

LF炉合金加料系统：