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

關(guān)鍵詞：套眼 CAS SPHC

中圖分類號(hào)：TF761文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

自首鋼京唐投產(chǎn)以來，低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼SPHC的產(chǎn)量和其他品種大幅度增加，如何提高鋼水質(zhì)量和可澆性，保證生產(chǎn)順行成為最關(guān)鍵的問題。冶煉預(yù)防水口結(jié)瘤，分析原因并采取得當(dāng)措施是順利生產(chǎn)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(jīng)冶煉400多爐，套眼發(fā)生率達(dá)40%。冶煉初期，由于操作、設(shè)備等原因，造成套眼現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至套眼回爐，套眼斷澆。

2 水口堵塞機(jī)理及分析

2.1 水口堵塞機(jī)理

水口堵塞最重要的原因是鋼水中的固態(tài)夾雜物在水口壁上的沉積；固態(tài)夾雜物來源較多，如煉鋼及精煉過程中的脫氧產(chǎn)物、二次氧化產(chǎn)物、卷渣、化學(xué)反應(yīng)形成的固態(tài)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(yīng)生成Al2O3夾雜；水口耐火材料和鋼水之間的反應(yīng)、鋼水在水口壁上的凝固。

2.2 水口堵塞物質(zhì)的檢驗(yàn)結(jié)果

取水口中堵塞物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，剔除堵塞物中的鐵粉后，堵塞物中的主要化學(xué)成分見表1，水口中的堵塞物質(zhì)主要為Al2O3。取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)堵塞物質(zhì)與水口的防堵層之間界限分明，水口內(nèi)壁耐材的侵蝕不明顯，說明耐材不構(gòu)成堵塞。而鋼水中Al2O3的來源：一是轉(zhuǎn)爐的終點(diǎn)脫氧；二是CAS進(jìn)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(xué)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(jìn)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(gè)重要來源，渣的氧化性越高，生成的Al2O3就越多。

圖1 進(jìn)站鋼包頂渣中TFe+MnO與套眼比例關(guān)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(yīng)，生成Al2O3。這樣渣的氧化性越強(qiáng)，生成的Al2O3就越多。

（2）下渣量

渣量大，排渣困難，CAS罩內(nèi)會(huì)罩住很多渣子，鋼水與氧化性的頂渣發(fā)生二次氧化反應(yīng)，不斷生成細(xì)小夾雜物。大量氧化性的頂渣與鋼水頂部不斷發(fā)生擴(kuò)散脫氧反應(yīng)，消耗鋼水內(nèi)部[Als]，生成的細(xì)小夾雜到澆注后期也會(huì)加劇套眼現(xiàn)象。

為了防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，要求轉(zhuǎn)爐出鋼過程加強(qiáng)擋渣操作，減少過程下渣，同時(shí)在渣面撒緩釋脫氧劑，保證CAS進(jìn)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(nèi)酸溶鋁的減少值△Als%。

表2 從精煉結(jié)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(shù)13873129

由表2可知，有37.9%鋼水中的酸溶鋁減少量達(dá)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(xiàn)出多爐鋼水連續(xù)澆注過程中夾雜物的積累黏結(jié)，當(dāng)達(dá)到某一程度時(shí)，表現(xiàn)出嚴(yán)重的水口堵塞現(xiàn)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(yán)重。

（2） 鋼水中N含量的變化

鋼液吸收氧與吸收氮是同時(shí)進(jìn)行的，一般可以根據(jù)鋼液吸氮情況來推斷鋼液的吸氧情況。各月連鑄增氮統(tǒng)計(jì)結(jié)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(shù)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(fā)生了接觸，有可能造成二次氧化。

3 結(jié)論

水口堵塞物質(zhì)主要為Al2O3。導(dǎo)致水口堵塞的因素有：進(jìn)站鋼包頂渣量和氧化性、澆注過程鋼水的二次氧化和生產(chǎn)組織穩(wěn)定性差。

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

連鑄加強(qiáng)保護(hù)澆注，保證增N<5ppm。

加強(qiáng)生產(chǎn)組織，保證冶煉周期±5min可信度超過95%。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宗強(qiáng)，張永全，陸志堅(jiān). LF爐冶煉鋁鎮(zhèn)靜鋼預(yù)防水口結(jié)瘤的措施. [J] 柳鋼科技，2009（2）：15-20

[2] 元偉偉，霍孝，新楊旭等. 萊鋼低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼SPHC開發(fā)[J]. 萊鋼科技，2007（2）：45-50

[3] 何凱. 不同造渣劑在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼上的應(yīng)用[A]. 第十八屆（2014年）全國(guó)煉鋼學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——S04：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼與電爐煉鋼[C]. 2014

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(shù)。