方坯铝镇静钢可浇性分析及SWRCH35K冶炼实践_张俊同.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金 ，文章编号：（）方坯铝镇静钢可浇性分析及 冶炼实践张俊同（甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 炼轧厂，甘肃 嘉峪关）摘 要：为解决方坯铝镇静钢 钢水可浇性，采用方板坯铝镇静钢冶炼工艺对比分析方法，找到冶炼工艺主要差异，确定提高钢水纯净度弥补方坯保护浇注系统效果差的工艺改进方向。应用相图基础知识开展调渣测算，测算出炼钢各生产环节耐辅材和合金使用量，形成可操作的 髙碱度造渣工艺控制方案。为验证 髙碱度造渣工艺可靠性，开展冶炼工艺实践并生产出合格 铸坯，形成 转炉、精炼和连铸生产控制措施。关键词：铝镇静钢；调渣；铸坯；髙碱度中图分类号：文献标识码：（，）：，：；引言 执 行 冷 镦 用 碳 素 钢（）标准，标准对钢水成分没有铝含量要求。采用冷镦方法生产标准件，变形速度快且变形程度大，冷镦变性量高达 左右。基于冷镦需要，通常将铸坯化学成分中全铝含量控制在 。钢水全铝含量 通常称为铝镇静钢，铝镇静钢浇铸时常常发生中间包浸入式水口结瘤堵塞问题。行业对铝镇静钢絮水口共识是大量高熔点物质在水口富集，造成水口通道狭窄导致水口堵塞。采用 工艺生产铝镇静钢时，强脱氧剂铝进入钢液后产生大量铝的氧化物，随着钢水温度变化，持续进行的化学反应促使 不断形成。生产过程中高熔点物质没有及时转变成低熔点物质、产生的高熔点产物不能有效去除，影响钢水可浇性。板坯铝镇静钢、和 冶炼工艺成熟，但方坯铝镇静钢生产初期出现絮流断浇事故。为研发冷镦和齿轮系列线棒材产品，年开始系统进行方坯铝镇静钢冶炼工艺研究。首先，分析方板坯铝镇静钢炼钢工艺差异。其次，确定工艺改进方向。第三，从冶金熔渣及相图入手，开展方坯铝镇静钢调渣工艺研究，形成方坯铝镇静钢 髙碱度造渣工艺。结合物料反复测算精炼渣系，推算铝镇静钢工艺控制参数，形成可操作的试验方案。为DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.021验证工艺研究成果，开展工艺验证并逐步形成铝镇静钢生产控制措施。方坯铝镇静钢理论研究与解决方案 铝镇静钢冶炼工艺路线与装备方坯铝镇静工艺路线：转炉吹氩站精炼炉方坯连铸机，其中转炉是 顶吹转炉，精炼炉为 钢包精炼炉，方坯为断面 四机四流 方坯连铸机。板坯铝镇静工艺路线：转炉吹氩站精炼炉板坯连铸机，其中转炉是 顶吹转炉，精炼炉为 钢包精炼炉，板坯为一机一流 板坯连铸机。铝镇静钢冶炼工艺装备对比分析方板坯铝镇静钢生产中，转炉、吹氩站和精炼炉装备一样，工艺差异在连铸环节。为此进行方板坯工艺装备对比分析。方板坯连铸参数对比见表。表 方坯板坯连铸机设备参数对比设备参数方坯连铸机板坯连铸机中包上水口 中包挡墙双挡墙，双孔距离包底 单挡墙，挡墙底部距离包底 中包挡坝无挡坝有一个挡坝回转台直臂式，无法升降蝶式，带升降浸入式水口长度 ，内径 长度 ，内径 ，双侧孔 结晶器铜管长度 ，断面 铜板长度 ，断面 通过方板坯铝镇静钢冶炼工艺差异对比，分析确定制约可浇性的关键在水口尺寸和保护浇注系统。方坯水口尺寸可稍作增大，但方板坯差异无法得到根本改变；保护浇注系统存在差异，但保护效果差异也无法从根本上解决。从宏观生产工艺看，炼钢和轧钢差异在于炼钢是个软联接、轧线是个刚性系统。炼钢工艺间互补性强，解决问题途径较多。在保护系统（如：全程保护、中包密封）无法完善的情况下，可以采用进一步提高钢水纯净度来弥补工艺差异。为此，确定从冶金熔渣及相图入手，开展方坯铝镇静钢调渣工艺研究。相图应用与调渣方法相图是研究配渣成分和成渣路线的主要依据，能够指导新钢种开发和冶炼工艺变革，在钢铁冶炼过程中起着举足轻重的作用。生产中应依据黄希枯钢铁冶金原理渣系相图，查找渣系中铝镇静钢需要达到的低熔点渣中、的大致范围（二元碱度、含量）。在确定渣系控制范围后，结合炼钢工艺装备现状，分析实际生产中物料溶解和熔化因素、化学反应情况，开展调渣测算。测算出炼钢各生产环节耐辅材和合金使用量，形成可操作的渣系调控方案。方坯铝镇静钢 工艺验证 化学成分要求 控制要求见表。表 化学成分控制要求 转炉工艺控制铝镇静钢生产过程中，精炼渣系控制目标是降低渣中氧化铁含量。就 顶吹转炉而言，转炉终渣氧化铁含量较高，降低转炉终渣氧化性难度大。为此，需要采取提高终渣黏度和提高挡渣成功率措施，来降低转炉出钢下渣量。针对转炉渣中氧化铁含量高的现状，基于“稳定钢包渣成分利于 控制”的理念，采取转炉出钢渣洗、强化脱氧和配加钢渣改质剂等措施，将吹氩站出站氧含量控制在合理范围，为精炼渣系调配创造条件。实际转炉终渣成分见表。表 转炉终渣成分 炉序号平均值 重视转炉出站碳硅锰元素控制。通过转炉精准控制来降低 成分调整量，达到精炼炉仅进行成分微调。要将碳调整到成品目标 左右、锰调 甘 肃 冶 金 第 卷整到成品目标 左右；综合考虑方坯铝镇静钢精炼硅还原因素，在转炉环节将硅含量控制在成品目标 左右。实际参数控制见图。图 吹氩站钢水成分 精炼工艺控制传输理论对过程工业发展，尤其是冶金过程控制起着重要作用。在 精炼操作上，要改善动力学条件利用好热力学条件。通过调整精炼一次升温、底吹和弧流等工艺参数，提高精炼炉一次脱硫率。实现 一次脱硫率平均在 以上、精炼一次升温后硫含量平均在 以下，实际参数控制见图；实现 脱硫率平均在 以上、精炼出站硫含量控制在 以下，实际参数控制见图。在精炼过程渣系调整上，避免使用产生二氧化硅产物的物料；过程中不断实施渣面脱氧降低渣图 进 钢水硫含量及 一次脱硫率图 脱硫率及出站硫含量中的氧；精炼过程及时挑渣并依据渣的颜色和黏度，配加合适的造渣材料。调渣过程应始终遵循三角平衡理念，终渣控制见表。表 精炼终渣成分 炉序号均值 方坯工艺控制选用较大口径水口，实施全程保护浇注，应用电磁搅拌并调控二冷参数来提高铸坯质量。生产中采取措施对中包钢水进行隔绝保护；采用柔和均匀冷却及电磁搅拌提升铸坯质量。结语研发钢种时要习惯性应用冶金熔渣和相图知识开展调渣测算；应结合炼钢工艺装备及物料现状，策划可操作性的工艺控制方案。方坯铝镇静钢生产过程中，转炉环节应严格控制转炉终渣成分和下渣量，注重成分精准控制；精炼环节应采取措施加快成渣速度实现快速脱硫，调渣配渣过程始终遵循三角平衡理念；连铸环节应做好保护浇注并选用大口径水口，采用柔和均匀冷却及电磁搅拌提升铸坯质量。参考文献：戴宝昌重要用途线材制品生产新技术北京：冶金工业出版社，李永东炼钢辅助材料应用技术北京：冶金工业出版社，张俊同，常全举，姜 军一种方坯铝镇静钢 髙碱度造渣工艺：中国，黄希枯钢铁冶金原理北京：冶金工业出版社，华建社，朱军，李小明冶金传输原理北京：西北工艺大学出版社，收稿日期：作者简介：张俊同（），男，河南唐河县人，高级工程师，本科。主要从事炼钢工艺技术改进工作。第 期 张俊同：方坯铝镇静钢可浇性分析及 冶炼实践