含鋁鋼短流程生產(chǎn)實(shí)踐探討

摘要：含鋁鋼鋼水在鑄機(jī)的可澆性主要依靠LF精煉來進(jìn)行保證。文章介紹了山鋼濟(jì)南分公司煉鋼廠在含鋁鋼的生產(chǎn)中主要通過優(yōu)化轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧合金化和CAS吹氬工藝，使含鋁鋼生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)了短流程化，降低了含鋁鋼采用LF精煉工藝的生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：含鋁鋼；短流程；生產(chǎn)實(shí)踐；LF精煉工藝；CAS吹氬工藝 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TF764 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0344-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.175

目前煉鋼廠生產(chǎn)含鋁鋼藝普遍采用的工藝路線為：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→CAS→LF→連鑄。含鋁鋼鋼水在鑄機(jī)的可澆性主要依靠LF精煉來進(jìn)行保證。通過LF精煉處理使含鋁鋼水中的Al2O3、CaS等得到有效的去除。為進(jìn)一步降低含鋁鋼的生產(chǎn)成本，我們通過對(duì)鐵水脫硫工藝的強(qiáng)化、轉(zhuǎn)爐冶煉脫氧合金化工藝的優(yōu)化、出鋼造渣工藝的改進(jìn)和CAS吹氬工藝優(yōu)化等措施實(shí)現(xiàn)了含鋁鋼LF工藝的取消，達(dá)到短流程生產(chǎn)含鋁鋼的目標(biāo)。

1 CAS吹氬工藝生產(chǎn)含鋁鋼的難點(diǎn)

生產(chǎn)含鋁鋼使用的脫氧劑一般為鋁塊、鋁粒、鋁線等鋁制品。使用鋁制品脫氧會(huì)在鋼水中產(chǎn)生大量的Al2O3。Al2O3的熔點(diǎn)在2050℃左右，它與鋼水的潤(rùn)濕角為0°，鋼水與Al2O3的界面漲力較大，Al2O3有相互聚群傾向，兩個(gè)10m Al2O3夾雜粘結(jié)只需要0.03s，粘附力很大且粘附后有足夠的強(qiáng)度，因此會(huì)導(dǎo)致鋼水的純凈度變差，在澆鋼過程中Al2O3夾雜物會(huì)粘附在2中保水口內(nèi)壁造成鋼水流動(dòng)性變差，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致連鑄機(jī)絮流停機(jī)

斷澆。

僅通過CAS吹氬精煉工藝生產(chǎn)含鋁鋼的難點(diǎn)主要是鋼中Al2O3含量高和鋼水溫度可控性差，導(dǎo)致鋼水在鑄機(jī)的可澆性差和鑄坯質(zhì)量不穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)CAS吹氬工藝連續(xù)多爐次或整澆次生產(chǎn)含鋁鋼額難度極大。鋼水在CAS站的精煉處理時(shí)間一般只有LF爐處理時(shí)間的1/5～1/3，使鋼水中Al2O3夾雜物無較為充分的上浮時(shí)間，對(duì)Al2O3夾雜物的去除不利，同時(shí)無法實(shí)現(xiàn)鋼水提溫處理，對(duì)連續(xù)多爐次保證在鑄機(jī)的澆注溫度不利。

2 CAS吹氬短流程生產(chǎn)含鋁鋼的實(shí)踐

2.1 鐵水脫硫工藝強(qiáng)化

為實(shí)現(xiàn)僅通過CAS吹氬精煉工藝生產(chǎn)含鋁鋼，減輕S高產(chǎn)生CaS對(duì)鋼水可澆性和質(zhì)量的影響，特對(duì)鐵水脫硫工藝進(jìn)行了強(qiáng)化，對(duì)鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐的S含量要求直接按照鋼種要求的S含量進(jìn)行控制，杜絕轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)S過高的現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2 轉(zhuǎn)爐冶煉控制方面

轉(zhuǎn)爐冶煉過程中通過過程槍位和氧壓控制，優(yōu)化冶煉過程的化渣效果，減少因冶煉過程不穩(wěn)定導(dǎo)致的鋼中夾雜物過多的情況，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)爐底吹通過在冶煉中后期適當(dāng)加大底吹氬氣流量的方式提高終點(diǎn)鋼水的均勻性。轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制方面確保鋼水不過氧化降低夾雜物總量，對(duì)轉(zhuǎn)爐出鋼溫度進(jìn)行適當(dāng)提高，減少LF精煉工藝，提高30℃～40℃，使出鋼溫度達(dá)到1680℃～1710℃，補(bǔ)償后續(xù)鋼水在CAS站處理過程中的溫度損失。僅通過CAS吹氬工藝生產(chǎn)含鋁鋼的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C、終點(diǎn)O和出鋼溫度控制具體見表1所示。

2.3 出鋼過程脫氧合金化

脫氧合金化方面主要的工藝優(yōu)化為：（1）優(yōu)化脫氧劑鋁塊的加入時(shí)機(jī)，由正常走LF爐工藝的隨常規(guī)硅錳合金一起加入調(diào)整為在常規(guī)硅錳合金加入的中后期加入，將鋼中的氧先通過常規(guī)合金中的Si、Mn元素進(jìn)行初步脫氧，然后再加入Al對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧處理，減少脫氧產(chǎn)物中Al2O3夾雜物的產(chǎn)生量，減輕CAS精煉過程中Al2O3上浮去除的處理負(fù)擔(dān)；（2）在出鋼過程中對(duì)鋼水采用渣洗處理，利用出鋼過程中鋼水良好的動(dòng)力學(xué)條件加入石灰和螢石的混合料進(jìn)行造渣處理，使鋼包頂渣在精煉過程中才能進(jìn)行夾雜物吸附去除的功能在脫氧合金化后期鋼包頂渣化好后就能開始進(jìn)行，對(duì)減少CAS吹氬過程中夾雜物上浮處理的時(shí)間有利；（3）強(qiáng)化出鋼過程中的全程出鋼吹氬工藝，使合金能夠得到快速均勻化、渣料能夠得到盡早融化；（4）在出鋼過程中對(duì)AL的加入量進(jìn)行量化控制，以出鋼碳和出鋼氧為依據(jù)，根據(jù)終點(diǎn)氧化性和冶煉鋼種的合金加入量合理控制Al的總加入量。在出鋼后鋼水成分基本均勻的情況下Al含量能夠控制在鋼種成分要求Al含量上限的0.020%～0.040%，避免在CAS吹氬過程中因Al含量過低導(dǎo)致的補(bǔ)Al操作。

2.4 CAS吹氬精煉處理

CAS站的精煉處理的重點(diǎn)為吹氬精煉處理，根據(jù)夾雜物狀態(tài)在CAS吹氬處理前期通過強(qiáng)吹氬的方式進(jìn)行大型夾雜物的快速上浮去除處理，后期通過軟吹氬的方式對(duì)微型夾雜物進(jìn)行上浮去除處理。在實(shí)際生產(chǎn)中后期軟吹處理時(shí)間對(duì)鋼水在鑄機(jī)的流動(dòng)性控制影響明顯。正常通過CAS吹氬精煉實(shí)現(xiàn)短流程含鋁鋼生產(chǎn)工藝時(shí)軟吹氬時(shí)間一般為強(qiáng)吹氬時(shí)間的2～3倍。另外，在CAS精煉處理軟吹氬前對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理，通過鈣處理改變鋼中Al2O3夾雜物形態(tài)使其球狀化，防止在鑄機(jī)澆注過程中堵塞水口。

2.5 鑄機(jī)生產(chǎn)方面

鑄機(jī)生產(chǎn)方面主要為保護(hù)澆注和拉速控制。保護(hù)澆注上確保進(jìn)行大包的保護(hù)澆注并通過密封墊和氬氣進(jìn)行密封保護(hù)，同時(shí)大包鋼水注流先實(shí)施套管保護(hù)再開澆注流澆注的方式，降低鋼水澆注過程中的二次氧化。拉速控制方面，根據(jù)不同鋼種進(jìn)行不同拉速的恒速拉鋼控制，降低因拉速波動(dòng)導(dǎo)致的鑄坯質(zhì)量波動(dòng)的問題。

3 實(shí)踐效果

（1）通過上述工藝的優(yōu)化的改進(jìn)，僅通過CAS精煉工藝短流程生產(chǎn)的含鋁鋼實(shí)現(xiàn)了整澆次的連續(xù)澆注生產(chǎn)，單澆次連續(xù)澆注生產(chǎn)最高爐次達(dá)到19爐，能夠滿足正常的整澆次生產(chǎn)處理要求；（2）通過CAS吹氬精煉短流程工藝生產(chǎn)的含鋁鋼的鑄坯在低倍質(zhì)量控制上能夠控制在A級(jí)1.5以內(nèi)，鑄坯物裂紋、疏松等缺陷，鑄坯質(zhì)量控制良好；（3）通過CAS吹氬精煉短流程工藝的實(shí)施，節(jié)約了含鋁鋼LF爐精煉的生產(chǎn)成本，對(duì)降低生產(chǎn)成本效果明顯。

參考文獻(xiàn)

[1] 張振申，程管江，李廣軍，等.浸入式水口結(jié)瘤成因分析與預(yù)防措施[J].連鑄，2005，24（3）.

作者簡(jiǎn)介：楊曉清（1981-），青海民和人，山東鋼鐵集團(tuán)濟(jì)南分公司煉鋼廠工程師，研究方向：煉鋼技術(shù)研究管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）