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內容簡介

　　《LF精煉技術》以LF精煉功能為主綫，從LF精煉過程鋼液潔淨度控製、溫度控製及成分控製三方麵對LF精煉技術進行瞭全麵、係統的論述。重點介紹瞭LF精煉過程鋼中氧、硫、磷、氮、氫含量的控製技術及夾雜物變性處理技術，分析瞭影響鋼液成分及溫度精確控製的影響因素，建立瞭LF精煉過程的工藝模型，提齣瞭LF精煉操作完全自動化的思想。
　　LF的齣現基本取消瞭電爐鋼與轉爐鋼在質量方麵的差彆，改變瞭煉鋼流程，成為鋼鐵生産流程中必不可少的設備，我國幾乎所有的大中型鋼廠都配有鋼包精煉爐(LF)。
　　《LF精煉技術》可作為從事煉鋼生産的工程技術人員及管理人員的技術指導書，也可作為冶金專業本科生、研究生及教師的教學參考書，還可供希望瞭解LF精煉技術及有關潔淨鋼生産的人員閱讀。

作者簡介

　　李晶，1967年11月生。分彆於1990年、1993年在原鞍山鋼鐵學院（現遼寜科技大學）獲得鋼鐵冶金學士及碩士學位，1999年獲北京科技大學冶金與生態工程學院博士學位。2006年在澳大利
亞1a Trobe大學進修學習。現任北京科技大學冶金與生態工程學院教授、博士生導師，中國金屬
學會煉鋼分會電爐煉鋼學術委員會副主任兼秘書。
長期深入生産企業，進行電爐及轉爐煉鋼工藝技術、爐外精煉技術及産品開發方麵的科學研究工作。作為項目負責人或主要完成人完成瞭國傢及企業科研項目20餘項，部分項目的研究成果達到瞭國際先進水平或具有創新性，其中獲省部級特等奬1項、一等奬1項、二等奬4項，市級一
等奬1項、三等奬1項，中國高等學校十大進展1項；專利2項。2004年獲得由中國金屬學會頒發
的“中國冶金青年科技奬”。發錶學術論文50多篇；參與編寫齣版著作5部，翻譯著作1部。

內頁插圖

目錄

1 LF精煉技術概況
1.1 LF精煉技術的發展
1.2 LF的形式
1.2.1 交流鋼包爐
1.2.2 直流鋼包爐
1.2.3 等離子槍加熱鋼包爐
1.3 LF設備
1.3.1 電極加熱係統
1.3.2 水冷爐蓋係統
1.3.3 閤金渣料加入係統
1.3.4 喂綫係統
1.3.5 除塵係統
1.3.6 測溫取樣係統
1.3.7 吹氬攪拌係統
1.3.8 鋼包及鋼包車係統
1.4 LF耐火材料
1.4.1 爐蓋用澆注料
1.4.2 渣綫部位用耐火材料
1.4.3 包壁用耐火材料
1.4.4 包底用耐火材料
1.4.5 包底透氣磚
1.5 LF精煉工藝技術
1.5.1 LF精煉的目的
1.5.2 LF精煉的主要操作
1.5.3 LF精煉工藝
1.5.4 LF渣的迴收利用
參考文獻

2 LF 精煉過程氧含量及夾雜物控製技術
2.1 脫氧的理論基礎
2.1.1 脫氧熱力學
2.1.2 脫氧動力學
2.1.3 鋼中不同鋁含量對夾雜物的形成影響
2.2 LF脫氧實踐
2.2.1 轉爐及電爐終點碳含量的控製
2.2.2 齣鋼過程的脫氧
2.2.3 LF精煉過程脫氧
2.3 精煉過程鋼液二次氧化的控製
2.3.1 模擬研究的吹氣量與實際吹氣量的關係
2.3.2 LF精煉過程鋼液裸露麵大小模擬研究
2.3.3 鋼液二次氧化的模擬研究
2.4 LF精煉過程鋼液捲渣控製技術
2.4.1 LF精煉過程鋼液捲渣機理研究
2.4.2 鋼液捲渣臨界攪拌強度模擬研究
2.5 氧化物夾雜控製及變性處理技術
2.5.1 氧化物夾雜的成分控製
2.5.2 氧化物夾雜對水口結瘤的影響
2.5.3 鎂對夾雜物含量及闆材性能的影響
2.5.4 氧化物夾雜的鈣處理技術
參考文獻

3 LF精煉過程硫含量控製技術
3.1 脫硫的理論基礎
3.1.1 脫硫熱力學
3.1.2 脫硫動力學
3.2 LF脫硫實踐
3.2.1 齣鋼過程脫硫
3.2.2 LF精煉過程脫硫
3.3 硫化物夾雜變性處理技術
3.3.1 硫化物夾雜的有害性
3.3.2 硫化物夾雜形態的控製
3.3.3 硫化物夾雜需要的鈣量
3.4 低硫鋼生産工藝
3.4.1 轉爐+LF／VD生産超低硫鋼
3.4.2 電爐+LF／VD生産超低硫鋼
3.4.3 VD脫硫機理
3.4.4 低硫鋼生産精煉工藝
參考文獻

4 LF精煉過程氦含量控製技術
4.1 氮對鋼性能的影響
4.1.1 氮對鋼性能的有害影響
4.1.2 氮對鋼的有益作用
4.2 吸氮的理論基礎
4.2.1 吸氮熱力學
4.2.2 吸氮的動力學
4.3 LF精煉過程氮含量控製
4.3.1 初煉爐鋼液氮含量的控製
4.3.2 LF精煉過程鋼液氮含量的控製
4.3.3 連鑄過程氮含量控製
參考文獻

5 LF精煉過程中磷、氫含量控製
5.1 鋼液脫磷的條件分析
5.1.1 鋼液脫磷的熱力學
5.1.2 鋼液脫磷反應的動力學
5.1.3 鋼液脫磷的工藝條件分析
5.2 轉爐冶煉過程鋼液磷含量控製研究
5.2.1 冶煉過程槍位變化對脫磷的影響
5.2.2 底吹流量對鋼液脫磷的影響
5.2.3 爐渣控製對脫磷的影響
5.2.4 鋼液溫度對脫磷的影響
5.3 轉爐冶煉終點控製對鋼中磷含量的影響
5.3.1 轉爐冶煉終點溫度對脫磷的影響
5.3.2 轉爐終點爐渣控製對脫磷的影響
5.3.3 轉爐終點鋼中殘Mn對鋼液脫磷的影響
5.3.4 齣鋼過程磷含量的控製技術
5.3.5 LF精煉過程鋼液的迴磷控製
5.4 氫含量的控製
5.4.1 氫對鋼的有害影響
5.4.2 脫氫的理論基礎
5.4.3 LF精煉過程防止吸氫的措施
參考文獻

6 LF精煉過程中的鋼液成分控製
6.1 鋼中金屬雜質元素的控製
6.1.1 爐料資源情況調查
6.1.2 爐料結構模型的建立
6.1.3 爐料結構模型的應用
6.2 LF過程鋼液混勻模擬研究
6.2.1 鋼液混勻模擬研究方案
6.2.2 模擬研究結果及討論
6.3 鋼液成分控製的條件與鋁含量的控製
6.3.1 實現鋼液窄成分控製的條件
6.3.2 精煉過程中鋁含量的控製
參考文獻

7 LF精煉過程中的鋼液溫度控製
7.1 鋼包熱狀態對鋼液溫度的影響
7.1.1 鋼包熱狀態現場試驗研究
7.1.2 齣鋼過程鋼液溫降模型的研究開發
7.1.3 包襯蓄熱及鋼殼散熱
7.2 渣對鋼液溫度的影響
7.2.1 渣散熱數學模型
7.2.2 渣錶麵散熱對鋼液溫度的影響
7.3 閤金加入對鋼液溫度的影響
7.3.1 閤金加入鋼液産生的物理熱
7.3.2 閤金加入鋼液産生的化學熱
7.3.3 閤金加入鋼液引起鋼液溫度的變化
7.4 吹氬攪拌對鋼液溫度的影響
7.4.1 氬氣帶走物理熱
7.4.2 鋼包包襯蓄熱
7.4.3 鋼液裸露麵造成鋼液溫降
7.4.4 鋼包內鋼液的溫度分層
7.5 喂鋁綫對鋼液溫度的影響
7.5.1 鋁綫喂入鋼液産生的物理熱
7.5.2 鋁綫喂入鋼液産生的化學熱
7.6 LF過程成渣熱及渣鋼反應熱對鋼液溫度的影響
7.6.1 現場實驗及渣中氧化物、鋼中元素的變化
7.6.2 成渣熱及渣鋼反應熱對鋼液溫度影響程度的分析
7.7 電極供熱
7.8 電弧功率確定
參考文獻

8 LF精煉的全自動化控製
8.1 LF精煉全自動控製的基礎及目的
8.2 LF工藝模型的研究
8.2.1 氧含量預報模型
8.2.2 喂綫工藝模型
8.2.3 鋼液成分控製模型
8.2.4 吹氬攪拌模型
8.2.5 脫硫模型
8.2.6 鋼液的溫度預報(控製)模型
8.3 LF精煉的完全自動化
參考文獻

精彩書摘

　　以上三種工藝的共同點是電弧爐或轉爐齣鋼後，要進行鋼包去渣處理，例如采用鋼包扒渣法、倒包法、壓力罐法、閘闆法、真空吸渣法等。鋼包去渣處理一方麵會增加設備或工人的勞動強度，另一方麵還會降低鋼液的溫度、影響鋼液質量並降低鋼液收得率。
　　為瞭省略去渣工序，防止氧化渣進入鋼包爐，發展瞭無渣或少渣技術。對電弧爐主要是無渣齣鋼技術，如1979年蒂森特鋼公司維頓廠正式投産的中心底齣鋼電弧爐，1983年在丹麥特殊鋼廠投産的偏心底齣鋼EBT（Eccentric Bottom Tapping）電弧爐，之後相繼齣現瞭側麵爐底齣鋼法SBT（Side Btom Fapping）、水平無渣齣鋼法：HOT（HolzontTapping）、偏位爐底齣鋼法OBT（Offcentre Bottom Tapping）及滑動閥門SG（Slide Gate）法等。這些齣鋼方法使電弧爐少渣或無渣齣鋼成為可能。對轉爐主要是少渣齣鋼技術，繼1970年擋渣球法在日本新日鐵公司發明後，相繼齣現瞭擋渣塞、避渣罩法、氣動擋渣及電磁擋渣等12種擋渣方法舊。使轉爐擋渣技術不斷完善並日趨成熟，轉爐下渣量得到瞭閤理的控製。電爐無渣齣鋼及轉爐少渣齣鋼技術的發展，為LF精煉技術的發展與完善起到瞭巨大的推動作用。但是在實際生産中要實現電弧爐的無渣齣鋼及轉爐的少渣齣鋼相當睏難，因此齣現瞭目前電爐流程及轉爐流程普遍采用的齣鋼後變渣處理工藝，即：
　　電弧爐或轉爐齣鋼一LF精煉（加鋁、加渣料、加ca-si或加改渣劑）
　　LF設置在電弧爐煉鋼廠，減少瞭電弧爐還原時間，最終取消瞭電弧爐的還原期，縮短瞭電弧爐的冶煉周期，提高瞭電弧爐的生産率，同時在一定時間內為連鑄提供符閤溫度、成分及潔淨度要求的鋼液，保證瞭電弧爐+LF精煉+連鑄工藝的順行，使電弧爐發展成為可以用普通廢鋼和生鐵生産普通鋼種的高效率的短流程煉鋼方式，而不再僅僅是生産高質量鋼種的設備。LF精煉技術的齣現對電弧爐煉鋼技術發展的影響如圖1-1所示。電弧爐發展的第一階段是包括熔化、氧化、還原的傳統型電弧爐。

前言/序言

　　鋼包精煉爐（LF）設置在電爐煉鋼廠，縮短或省略瞭電弧爐的還原期，保證瞭電弧爐煉鋼+LF精煉+連鑄工藝的順行，使電弧爐不再僅僅是生産高質量鋼種的設備，而發展成為可以用一般廢鋼和生鐵生産普通鋼種的高效率的短流程煉鋼設備。由於轉爐擋渣齣鋼技術的日趨成熟，LF在轉爐煉鋼廠的應用得到發展。在轉爐煉鋼廠利用LF可以生産特殊鋼，淘汰瞭過去用煉鋼法來區彆鋼質量的方式，確立瞭“轉爐初煉（粗煉）+LF精煉+連鑄”工藝生産多品種、高質量鋼的方式。LF的齣現基本取消瞭電爐鋼與轉爐鋼在質量方麵的差彆，改變瞭煉鋼流程，成為鋼鐵生産流程中必不可少的設備。
　　LF精煉技術在我國發展迅速，幾乎所有的大中型鋼廠都配有鋼包精煉爐，也有不少專傢、學者對LF精煉技術進行研究。但到目前為止，尚缺少關於LF精煉技術的書籍。鑒於此，本人將十多年在LF精煉方麵所做的科研結果及對LF精煉技術方麵的認識，歸納總結成書。
　　本書以LF精煉功能為主綫，從鋼液潔淨度控製、溫度控製及成分控製三方麵對LF精煉技術進行瞭全麵的論述。在鋼液潔淨度控製方麵，重點介紹瞭鋼中極低氧、硫含量工藝控製技術及初煉爐控製鋼中磷含量、精煉防止迴磷的工藝技術研究。在氣體控製方麵，著重介紹瞭影響鋼中的氮含量工藝因素及生産低氮鋼的工藝技術，對氫含量的控製也做瞭簡單描述。在鋼液溫度控製方麵，分析瞭影響鋼液溫度的因素，建立LF精煉過程鋼液溫度控製模型，以指導實際生産。在成分控製方麵，建立瞭最低成本下的鋼液成分控製模型，對電爐流程有害金屬雜質元素的控製進行瞭研究。此外，還提齣瞭標準化操作製度下，以工藝模型為基礎，實現LF精煉過程完全自動化的思想。
　　本書全麵、係統地介紹瞭LF精煉技術，可作為大專院校本科生、研究生及冶金專業教師的參考書，也可作為從事煉鋼生産的工程技術人員及管理人員的技術指導書，還可供希望瞭解LF精煉技術及有關潔淨鋼生産的人員閱讀。
　　在本書完成之際，感謝傅傑教授對作者的培養及我所指導的研究生在科研方麵的支持！
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書到用時方恨少啊，就當是充電用瞭

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