首鋼京唐CAS—OB工藝冶煉SPHC實踐與分析

摘要：自首鋼京唐投產以來，低碳鋁鎮靜鋼SPHC的產量和其他品種大幅度增加，如何提高鋼水質量和可澆性，保證生產順行成為最關鍵的問題。京唐公司生產低碳鋁鎮靜鋼SPHC主要有3種工藝流程：1）轉爐-LF爐-連鑄；2）轉爐-CAS-連鑄；3）轉爐-RH-連鑄。其中轉爐-CAS-連鑄工藝的成本較低，同時能夠緩解LF爐生產低碳鋁鎮靜鋼的壓力。文章主要介紹了首鋼京唐公司投產以來CAS工藝冶煉SPHC情況，并對冶煉過程出現的套眼現象進行分析。

關鍵詞：套眼 CAS SPHC

中圖分類號：TF761文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

自首鋼京唐投產以來，低碳鋁鎮靜鋼SPHC的產量和其他品種大幅度增加，如何提高鋼水質量和可澆性，保證生產順行成為最關鍵的問題。冶煉預防水口結瘤，分析原因并采取得當措施是順利生產的保證。

1 首鋼京唐CAS-OB爐冶煉SPHC情況

首鋼京唐從2010年1月份開始試制CAS工藝路線冶煉SPHC，到2010年4月份已經冶煉400多爐，套眼發生率達40%。冶煉初期，由于操作、設備等原因，造成套眼現象嚴重，甚至套眼回爐，套眼斷澆。

2 水口堵塞機理及分析

2.1 水口堵塞機理

水口堵塞最重要的原因是鋼水中的固態夾雜物在水口壁上的沉積；固態夾雜物來源較多，如煉鋼及精煉過程中的脫氧產物、二次氧化產物、卷渣、化學反應形成的固態夾雜物等。其他還有水口接縫處的吸氣，造成氧氣與鋼中[Al]反應生成Al2O3夾雜；水口耐火材料和鋼水之間的反應、鋼水在水口壁上的凝固。

2.2 水口堵塞物質的檢驗結果

取水口中堵塞物質進行化學分析，剔除堵塞物中的鐵粉后，堵塞物中的主要化學成分見表1，水口中的堵塞物質主要為Al2O3。取樣時發現堵塞物質與水口的防堵層之間界限分明，水口內壁耐材的侵蝕不明顯，說明耐材不構成堵塞。而鋼水中Al2O3的來源：一是轉爐的終點脫氧；二是CAS進站頂渣氧化性高；三是連鑄過程中的二次氧化。

表1 水口堵塞物成分

化學成分SiO2Al2O3CaOMgOMnOK2ONa2OF

含量1/%0.7286.071.020.860.110.0160.330.1

含量2/%0.2285.030.6110.120.0080.13痕跡

2.3 CAS進站頂渣的影響

（1）頂渣的氧化性

頂渣的氧化性是鋼水中Al2O3的一個重要來源，渣的氧化性越高，生成的Al2O3就越多。

圖1 進站鋼包頂渣中TFe+MnO與套眼比例關系

用TFe+MnO來代表渣子氧化性，從圖1可以看出，渣子氧化性越高，越容易套眼。由于渣中氧與鋼中Al反應，生成Al2O3。這樣渣的氧化性越強，生成的Al2O3就越多。

（2）下渣量

渣量大，排渣困難，CAS罩內會罩住很多渣子，鋼水與氧化性的頂渣發生二次氧化反應，不斷生成細小夾雜物。大量氧化性的頂渣與鋼水頂部不斷發生擴散脫氧反應，消耗鋼水內部[Als]，生成的細小夾雜到澆注后期也會加劇套眼現象。

為了防止此類現象的發生，要求轉爐出鋼過程加強擋渣操作，減少過程下渣，同時在渣面撒緩釋脫氧劑，保證CAS進站頂渣厚度<70mm，渣中TFe+MnO<2.0%。

2.4 鋼水的二次的氧化

（1） 鋼水中酸溶鋁的變化

表2列出了1-4月鋼水從精煉處理完畢到中間包內酸溶鋁的減少值△Als%。

表2 從精煉結束到中包鋼水中酸溶鋁的減少值△Als

△Als/%<0.0050.005-0.008>0.008

爐數13873129

由表2可知，有37.9%鋼水中的酸溶鋁減少量達到0.008%以上，至少有0.008%的酸溶鋁被氧化形成Al2O3夾雜。一般，水口堵塞往往表現出多爐鋼水連續澆注過程中夾雜物的積累黏結，當達到某一程度時，表現出嚴重的水口堵塞現象。酸溶鋁的減少量越大，說明鋼水出精煉站到中間包，鋼水氧化嚴重。

（2） 鋼水中N含量的變化

鋼液吸收氧與吸收氮是同時進行的，一般可以根據鋼液吸氮情況來推斷鋼液的吸氧情況。各月連鑄增氮統計結果見表3。

表3 各月增N情況

增N量比例1月2月3月4月

<5ppm53%55%60%55%

5-10ppm23%25%13%27%

>10ppm24%20%27%18%

從表3可以看出，1/2以上爐數的鋼水吸氮幅度在5ppm以下，但仍然有超過40%的爐次增N在5ppm以上，說明在連鑄過程中，鋼液和空氣發生了接觸，有可能造成二次氧化。

3 結論

水口堵塞物質主要為Al2O3。導致水口堵塞的因素有：進站鋼包頂渣量和氧化性、澆注過程鋼水的二次氧化和生產組織穩定性差。

通過擋渣操作，減少出鋼過程下渣，同時在渣面撒緩釋脫氧劑，保證CAS進站頂渣厚度<70mm，渣中TFe+MnO<2.0%。

連鑄加強保護澆注，保證增N<5ppm。

加強生產組織，保證冶煉周期±5min可信度超過95%。

參考文獻

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作者信息：何道娟，（1987.08-），女，安徽馬鞍山人，本科，工程師，主要研究方向：鋼鐵二次精煉工藝技術。