陽春新鋼鐵煉鋼廠轉爐—CAS—LF爐—鑄機生產45碳素結構鋼，由于45鋼用途廣泛，對鋼水的潔凈度要求較高，而生產中因節(jié)奏短，LF快速造白渣困難，夾雜物上浮時間難以保證，質量控制能力不夠強，不利于開發(fā)“高”“精”“尖”產品。為此不斷優(yōu)化精煉工藝，提高LF爐造白渣水平，確定合理渣系，提高精煉渣系吸附夾雜物能力，進一步凈化鋼水。
1. 精煉工藝現(xiàn)狀
現(xiàn)LF精煉工藝不進CAS精煉，鋼水直接進LF爐，采用少渣量一次性造渣，即鋼水到達精煉位后加入全部的造渣料（石灰4~6 kg/t，助熔渣0~3 kg/t，合成渣0~1 kg/t），前期送電操作采用高電壓，低電流化渣，成渣速度較慢，埋弧效果也較差，不利于渣–鋼界面反應，脫硫、脫氧效果較差，黃白渣保持時間短，夾雜物上浮不充分。
2. 精煉渣成分設計
LF爐的精煉效果決定于精煉渣的化學性質和物理性質，要確保精煉渣化渣快，使渣具有良好的流動性和埋弧作用，以及脫硫和吸附夾雜物的能力，要綜合考慮各組份對造渣的影響。
精煉渣中，CaO含量應盡可能高，使渣具有較高的脫硫和吸附夾雜物的能力，但CaO含量過高將導致熔化溫度高，同時影響渣對熔池的熱傳導能力，渣中的CaO含量以爐渣的流動性、堿度、熔點等考慮；為造高堿性渣脫硫需要，LF爐渣中盡量少含SiO2；Al2O3可以降低爐渣的熔點和黏度，除影響熔渣的物化性能外，主要的作用是成渣時形成鋁酸鹽，可增加爐渣硫容量，提高脫硫效率，精煉脫硫渣中，Al2O3的最佳質量分數(shù)是20%~25%，從去除夾雜物的角度看，渣中Al2O3質量分數(shù)可控制在13%~20%；為了保護爐襯，減少精煉渣對鋼包渣線耐火材料的侵蝕，渣系中應保證一定的MgO含量[1]。
為了使45鋼精煉渣有較好的脫硫效果和對Al2O3等脫氧產物吸收能力，將精煉渣渣系確定在CaO–Al2O3–SiO2相圖中12CaO·7Al2O3區(qū)域，該區(qū)域精煉渣熔點較低，有利于與脫氧夾雜物的結合，吸附夾雜物能力強，在這種渣系條件下，鋼水中的Al的再氧化趨勢得到抑制。另外，在1200~1700 °C，液態(tài)渣相中飽和的MgO質量分數(shù)在4.0%~7.7%，并隨著溫度升高，渣中MgO溶解度升高。綜合以上考慮，設計45鋼精煉渣成分范圍見表1[2]。
3. 工業(yè)試驗
3.1 工藝路線
鐵水→轉爐（120 t）→CAS→LF爐→連鑄機（5機5流）
3.2 工藝過程控制
轉爐采用“高拉補吹”拉碳法冶煉，出鋼擋渣棒擋渣，高鋁合金（AlMnFe）預脫氧，出鋼過程中加入石灰100 kg，預熔渣100 kg，鋼水進CAS精煉，喂Al線終脫氧，活度氧控制在0.002%以下，微調成分后吊入LF爐精煉。
3.3 LF爐精煉
3.3.1 精煉渣料加入量測算
參考45鋼精煉渣設計成分范圍冶煉3爐鋼水，試驗編號分別為1、2、3。LF爐精煉造渣主要原料有冶金石灰、精煉合成渣、埋弧渣和精煉助熔渣，各組成原料成分見表2。
精煉渣的渣量不宜過大，一方面渣量大會導致鋼包的鑄余量增加；另一方面會導致化渣慢、吸熱多，影響LF爐升溫效果，節(jié)奏延長，也不利于成本控制。
原料加入量按轉爐出鋼夾渣5 kg/t，鋼包爐襯耐火材料侵蝕1 kg/t，鋼水脫氧生成脫氧產物1.1 kg/t，合計鋼水帶渣852 kg。鋼水采用Al脫氧，原始渣系中CaO、SiO2、Al2O3和MgO的質量分數(shù)分別為35%、18%、31%和8%。按試驗渣系目標成分需加入冶金石灰300~600 kg，精煉合成渣200~400 kg，埋弧渣100~200 kg，精煉助熔渣200~400 kg。
3.3.2 LF爐控制
LF爐加料采用小批量、多批次加入，前期送電小功率操作，短弧化渣，造渣期間，隨時觀察渣的流動性及埋弧情況，及時加入Al粒和電石進行調渣。成分和溫度滿足內控要求后，喂Ca–Si線，軟吹5 min出站。
4. 試驗效果
4.1 脫硫效果
4.1.1 LF爐精煉渣過程變化
試驗1轉爐出鋼少量下渣，鋼水進LF爐溫度較低，造渣料分3批加入，精煉過程中部分渣呈顆粒狀，渣面較稠，出站取渣樣，冷卻后渣呈灰色；試驗2和試驗3減少石灰加入量，精煉過程中適當增加Al粒調渣，出站取渣樣，渣呈淺黃色。試驗1、試驗2出站渣樣見圖1。
