低碳铝镇静钢SPHC-2浸入式水口堵塞原因及预防措施.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金.文章编号:()低碳铝镇静钢 浸入式水口堵塞原因及预防措施赵亚飞李洪波任志鑫梁仕豪(.武安市裕华钢铁有限公司河北 邯郸.河北省冷成型用钢技术创新中心河北 邯郸)摘 要:裕华钢铁在生产 深冲钢时采用吹氩直上工艺有利于钢厂降低工序成本但此类钢种在连铸过程中钢水可浇性较差水口下部堵塞严重铸坯质量和轧材缺陷突出综合合格率.低于国内先进同行造成企业综合成本升高 须对现有工艺进行调整和优化提高钢水洁净度解决钢水可浇性问题提高产品质量和竞争优势关键词:深冲钢直上工艺水口堵塞钢水可浇性钢水洁净度中图分类号:文献标识码:(.):.:引言裕华钢铁 深冲钢生产工艺为出钢过程中加入中锰合金 白灰钢芯铝到吹氩站后根据钢种所需 喂入铝线调整加大吹氩流量保持 强搅之后软吹 促进脱氧产物上浮随后送往连铸平台 在连铸过程中水口下部堵塞严重升降拉速频繁严重影响生产顺行 同时为了减少水口的结瘤加大了水口吹氩流量又导致结晶器内钢液流场的恶化产生卷渣最终表现为铸坯内有较多的脆性夹杂物从而导致冷轧薄板经常出现夹杂起皮缺陷主要特征为沿钢板轧制方向存在细线状或条片状缺陷 中包水口堵塞原因分析.水口的结瘤物情况使用后水口的结瘤物情况如图 所示 图中可见水口的堵塞非常严重水口结瘤物呈白色主要分布在水口侧孔处通过扫描电镜 对夹杂物的成分进行了分析 由表 可知水口结瘤物的主要成分为 和少量的 夹杂图 水口结瘤物形貌表 水口结瘤物物相分析/名称其它成份.水口堵塞物来源脱氧过程采取分步脱氧方式即:第一步出钢过程除加入合金以外定量加入钢芯铝或铝锭进行脱氧合金化操作第二步到吹氩站后通过喂入铝线进行脱氧其中的 脱氧反应形成 见公式、()()()大包及中间包用水口均为铝碳质浇注过程与钢水接触后水口材质中的 被 还原为 和 会使钢液中的溶解铝被氧化其反应式为总反应为:()()()()总反应为:()()()由于水口密封性不够以及中包液面覆盖不到位会导致钢液二次氧化发生产生 反应式见:()减少水口堵塞的预防措施根据目前生产工艺现状为解决水口堵塞的问题需要对脱氧工艺、钢包吹氩工艺和造渣工艺进行调整和优化 通过强化脱氧夹杂物的上浮排除和避免氧化性顶渣对钢水的二次污染或者引入夹杂物改性处理来减少水口的堵塞.强化转炉终点控制采用 脱氧时产生的 夹杂物含量的高低与转炉终点的钢水 含量直接相关 目前转炉终点控制波动较大(如图 所示)钢水有时过氧化严重钢水中 含量最高可达到 为后续脱氧带来压力 为满足钢种低碳含量和避免过氧化的要求将终点 含量控制为.此时终点 含量为()降低钢水过氧化程度减少后续脱氧合金使用量进而减少 夹杂物的生成图 裕华钢铁转炉吹炼终点的碳氧积关系.出钢脱氧和渣洗目前采用的脱氧制度为:出钢过程中加入中碳锰铁出钢完毕后在吹氩站喂入 左右的铝线进行终脱氧和合金化同时用大流量的吹氩进行搅拌在此种脱氧方式下脱氧产物相互作用时间不够上浮时间少夹杂物排出效果弱 因此将终脱氧提前至出钢过程完成 在出钢过程中加入钢芯铝脱氧生成的 夹杂物在钢水注流动能的作用下易于碰撞长大和上浮排除 此外将终脱氧提前至出钢过程还可以配以渣洗操作对夹杂物进行改第 期 赵亚飞等:低碳铝镇静钢 浸入式水口堵塞原因及预防措施 性处理和捕集 在加入铝合金脱氧的同时加入粒度 的活性石灰或预熔料进行渣洗按照 的钢水量通过物料平衡计算得到不同转炉终点碳条件下的金属铝和活性石灰加入量见表 脱氧产物和渣料作用生成低熔点的铝酸钙(密度和熔点见表)更易于聚集和上浮 其中密度最低在水口温度下仍为液态不会成为水口蓄流物 在吹氩站可根据钢水 含量补喂少量的铝线调整 含量 最后采用适当的软吹制度促进因补铝而生成的少量 上浮表 出钢脱氧剂 和活性石灰加入量(钢水量以 计)转炉终点/转炉终点/脱氧耗 量/合金化耗 量/空气耗 量/加入 总量/石灰加入量/.表 钙铝酸盐夹杂物物理性质夹杂物晶体结构密度/(/)熔化温度/三角系.立方系.单斜晶系.立方体.立方体.立方体.顶渣改质图 为裕华钢铁不同炉次的钢包顶渣在不同工位时的氧化性(用渣中 表示)由图中可以看出裕华钢铁的钢包顶渣的氧化性非常强()强氧化性的顶渣在连铸过程中不断与钢水反应使钢水中的酸溶铝被氧化为 而残留于钢中 在钢包浇注末期强氧化性的顶渣会随钢水进入中间包内进一步污染钢水导致可浇性降低 为了避免发生钢渣反应降低顶渣的氧化性即对顶渣进行改质处理可在出钢结束后在钢包渣面加入铝粉或钢渣改质剂也可在出钢过程中加大用铝量并在氩站通过吹氩强搅利用钢中的酸溶铝还原顶渣 为了减少改质剂的用量降低成本应尽量控制转炉出钢的下渣量图 不同工位的顶渣氧化性常用的钢渣改质剂的典型物化性能见表 转炉终渣 约为 若将其降至 需要向每吨渣面加入铝粉 或改质剂 为了减少铝粉或改质剂的用量降低成本应尽量控制转炉出钢的下渣量表 典型钢渣改质剂物化指标化学成分/全水/熔点/.优化软吹操作软吹去除夹杂的机理是利用氩气泡上浮过程中捕捉夹杂物并使夹杂物随氩气泡一同上浮至渣面而排除 若软吹流量过大会使钢液的环流速度增大不利于夹杂物的上浮同时钢液流速增加使得钢液与顶渣之间反应的动力学条件增强增加顶渣与钢液的反应 另外过大的软吹流量还会吹开渣面使钢水裸露被空气氧化 因此在软吹过程中须控制好软吹强度并保证适当的软吹时间在软吹过程中应避免钢水裸露和渣面翻卷软吹强度以渣面微微蠕动为宜并确保软吹时间在 以上.加强连铸过程的管理减少或防止水口堵塞是一个系统的工程除了以上的措施外在连铸过程中也必须加强管理防止连铸过程中钢水的二次污染具体措施如下:做好大包到中包之间的保护浇注避免钢液(下转第 页)甘 肃 冶 金 第 卷 结语本次生产实践将闪速炉低品质铜精矿投料占比较采取措施前的.提高至.取得了良好效果配入原煤补充了一部分反应热量同时未燃烧完的原煤落入反应塔底的沉淀区可以消耗多余的残氧抑制炉结增长提高闪速炉供 浓度可减少烟气总量从而减少了热量损失 经计算 浓度每提升 烟气量减少 /相当于节省天然气/原煤配入量为./、浓度 为最优低品质铜精矿生产条件参考文献:张荣良丘克强谢永金等.铜冶炼闪速炉烟尘氧化浸出与中和脱砷.中南大学学报(自然科学版)():.鲁兴华.贵冶三期炼铜闪速炉改造.中国有色金属学会重冶学术委员会.年全国铜冶炼生产技术及产品应用学术交流会论文集.:.廖小春涂延安钟耀球.贵溪冶炼厂一系统闪速炉控制系统改造实践.有色金属(冶炼部分)():.周 俊葛哲令.优化闪速炉精矿配料的探讨.有色金属(冶炼部分)():.昂正同.闪速炉处理高、精矿的探讨.有色金属(冶炼部分)():.袁精华.闪速炉技术的发展方向.中国有色金属():.收稿日期:作者简介:王鲁博()男甘肃省白银市人工程师本科 主要从事冶炼技术生产管理工作(上接第 页)的二次氧化对大包下渣进行控制尽量减少大包下渣中间包定时排渣减少大包下渣对钢水的污染防止中间包注流区域的渣面翻卷和钢水裸露在大包换包过程中尽量保证大包自开率减少换包的时间在换包前适当提高中间包的液位高度从而在换包过程中中间包具有足够的液位高度 结语通过对水口堵塞物及原理分析对 生产工艺进行了优化综合合格率由之前.提升至.得到了以下结论:水口结瘤物的主要成分为、夹杂产生过程主要涉及脱氧合金化后的脱氧产物以及水口密封性不够导致的钢水二次氧化避免钢水过氧化提高终点 含量控制在.减少后续脱氧合金使用量可进一步减少 夹杂物的生成量通过顶渣改质可有效地降低顶渣的氧化性通过控制吹氩强度、延长吹氩时间进一步促进夹杂物的排除参考文献:马焕珣王新华黄福祥等.脱氧工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响.钢铁():.单庆林王保生单 伟等.中碳低硅铝镇静钢连铸浸入式水口堵塞的原因分析及解决措施.连铸():.杨秀枝.低碳铝镇静钢冷轧基板表面起皮缺陷成因分析及控制.连铸():.收稿日期:作者简介:赵亚飞()男河北省武安市人工程师本科 主要从事炼钢工作第 期 王鲁博:提高闪速炉处理低品质物料效率的生产实践