阳春新钢铁炼钢厂转炉—CAS—LF炉—铸机生产45碳素结构钢，由于45钢用途广泛，对钢水的洁净度要求较高，而生产中因节奏短，LF快速造白渣困难，夹杂物上浮时间难以保证，质量控制能力不够强，不利于开发“高”“精”“尖”产品。为此不断优化精炼工艺，提高LF炉造白渣水平，确定合理渣系，提高精炼渣系吸附夹杂物能力，进一步净化钢水。
1. 精炼工艺现状
现LF精炼工艺不进CAS精炼，钢水直接进LF炉，采用少渣量一次性造渣，即钢水到达精炼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），前期送电操作采用高电压，低电流化渣，成渣速度较慢，埋弧效果也较差，不利于渣–钢界面反应，脱硫、脱氧效果较差，黄白渣保持时间短，夹杂物上浮不充分。
2. 精炼渣成分设计
LF炉的精炼效果决定于精炼渣的化学性质和物理性质，要确保精炼渣化渣快，使渣具有良好的流动性和埋弧作用，以及脱硫和吸附夹杂物的能力，要综合考虑各组份对造渣的影响。
精炼渣中，CaO含量应尽可能高，使渣具有较高的脱硫和吸附夹杂物的能力，但CaO含量过高将导致熔化温度高，同时影响渣对熔池的热传导能力，渣中的CaO含量以炉渣的流动性、碱度、熔点等考虑；为造高碱性渣脱硫需要，LF炉渣中尽量少含SiO2；Al2O3可以降低炉渣的熔点和黏度，除影响熔渣的物化性能外，主要的作用是成渣时形成铝酸盐，可增加炉渣硫容量，提高脱硫效率，精炼脱硫渣中，Al2O3的最佳质量分数是20%~25%，从去除夹杂物的角度看，渣中Al2O3质量分数可控制在13%~20%；为了保护炉衬，减少精炼渣对钢包渣线耐火材料的侵蚀，渣系中应保证一定的MgO含量[1]。
为了使45钢精炼渣有较好的脱硫效果和对Al2O3等脱氧产物吸收能力，将精炼渣渣系确定在CaO–Al2O3–SiO2相图中12CaO·7Al2O3区域，该区域精炼渣熔点较低，有利于与脱氧夹杂物的结合，吸附夹杂物能力强，在这种渣系条件下，钢水中的Al的再氧化趋势得到抑制。另外，在1200~1700 °C，液态渣相中饱和的MgO质量分数在4.0%~7.7%，并随着温度升高，渣中MgO溶解度升高。综合以上考虑，设计45钢精炼渣成分范围见表1[2]。
3. 工业试验
3.1 工艺路线
铁水→转炉（120 t）→CAS→LF炉→连铸机（5机5流）
3.2 工艺过程控制
转炉采用“高拉补吹”拉碳法冶炼，出钢挡渣棒挡渣，高铝合金（AlMnFe）预脱氧，出钢过程中加入石灰100 kg，预熔渣100 kg，钢水进CAS精炼，喂Al线终脱氧，活度氧控制在0.002%以下，微调成分后吊入LF炉精炼。
3.3 LF炉精炼
3.3.1 精炼渣料加入量测算
参考45钢精炼渣设计成分范围冶炼3炉钢水，试验编号分别为1、2、3。LF炉精炼造渣主要原料有冶金石灰、精炼合成渣、埋弧渣和精炼助熔渣，各组成原料成分见表2。
精炼渣的渣量不宜过大，一方面渣量大会导致钢包的铸余量增加；另一方面会导致化渣慢、吸热多，影响LF炉升温效果，节奏延长，也不利于成本控制。
原料加入量按转炉出钢夹渣5 kg/t，钢包炉衬耐火材料侵蚀1 kg/t，钢水脱氧生成脱氧产物1.1 kg/t，合计钢水带渣852 kg。钢水采用Al脱氧，原始渣系中CaO、SiO2、Al2O3和MgO的质量分数分别为35%、18%、31%和8%。按试验渣系目标成分需加入冶金石灰300~600 kg，精炼合成渣200~400 kg，埋弧渣100~200 kg，精炼助熔渣200~400 kg。
3.3.2 LF炉控制
LF炉加料采用小批量、多批次加入，前期送电小功率操作，短弧化渣，造渣期间，随时观察渣的流动性及埋弧情况，及时加入Al粒和电石进行调渣。成分和温度满足内控要求后，喂Ca–Si线，软吹5 min出站。
4. 试验效果
4.1 脱硫效果
4.1.1 LF炉精炼渣过程变化
试验1转炉出钢少量下渣，钢水进LF炉温度较低，造渣料分3批加入，精炼过程中部分渣呈颗粒状，渣面较稠，出站取渣样，冷却后渣呈灰色；试验2和试验3减少石灰加入量，精炼过程中适当增加Al粒调渣，出站取渣样，渣呈浅黄色。试验1、试验2出站渣样见图1。
