富 強(qiáng) 郭曉春 姚志龍

(本鋼集團(tuán)北營(yíng)公司)

北營(yíng)煉鋼廠120噸LF爐造渣工藝研究及應(yīng)用

富 強(qiáng) 郭曉春 姚志龍

(本鋼集團(tuán)北營(yíng)公司)

為解決LF冶煉鋼水可澆性差，澆注水口結(jié)瘤以及連澆爐次少等問(wèn)題，北營(yíng)煉鋼廠通過(guò)優(yōu)化LF爐渣組分、降低熔點(diǎn)、提高流動(dòng)性等方式，降低了鋼水夾雜物含量，鑄坯質(zhì)量明顯提高，提高了鋼水純凈度以及連澆爐數(shù)，有效地降低了生產(chǎn)成本。

精煉渣 低熔點(diǎn) 流動(dòng)性 夾雜物

0 前言

鋁鎮(zhèn)靜鋼的鋼水可澆性差，水口絮流影響連鑄的連澆爐數(shù)已成為很多煉鋼廠的詬病。如何解決這一問(wèn)題，筆者認(rèn)為還是從“渣”上做文章。使渣成為低熔點(diǎn)、流動(dòng)性好、合適的堿度并有良好的吸附夾雜物能力的。

1 存在問(wèn)題

北營(yíng)煉鋼廠鋁鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝：采用高堿度、大渣量爐渣以達(dá)到去除Al203為主夾雜的目的。在生產(chǎn)過(guò)程效果并不好，存在以下問(wèn)題：

(1)鋼水可澆性差，時(shí)常出現(xiàn)水口絮流、斷澆現(xiàn)象，鑄機(jī)連澆爐次少，雙流鑄機(jī)連澆只有12爐左右，且更換2.5支水口/澆次。

(2)由于可澆性差，所以造白渣，白渣易回硅，硅(Si：0.03%)超標(biāo)爐次達(dá)到5%。

(3)合金物料使用量較大，生產(chǎn)成本較高。

2 LF爐渣優(yōu)化研究

煉鋼廠的傳統(tǒng)工藝問(wèn)題在于高堿度、大渣量爐渣，CaO熔點(diǎn)(2 580 ℃)高，大量加入易形成高熔點(diǎn)爐渣；并且鋼水流動(dòng)性差，渣—鋼界面反應(yīng)差，動(dòng)力學(xué)條件不足，鋼水夾雜物難于被吸附。因此，實(shí)際生產(chǎn)中，合理使用造渣料，促使早化渣、化好渣，降低爐渣熔點(diǎn)，使其形成低熔點(diǎn)的3CaO-Al203、7CaO-12Al203，改善爐渣的流動(dòng)性和組元活性，促進(jìn)渣一鋼界面反應(yīng)，提高熔渣吸收夾雜物的效果，是提高精煉渣吸附夾雜物能力的關(guān)鍵，CaO-Al203-SiO2系三元相圖如圖1所示。

圖1 CaO- Al203 -SiO2系三元相圖

結(jié)合精煉渣性能以及生產(chǎn)實(shí)際情況，通過(guò)優(yōu)化爐渣組分、降低熔點(diǎn)以及提高爐渣流動(dòng)性等方面開(kāi)展工作，提高爐渣的吸附夾雜能力，對(duì)LF爐造渣工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

2.1 造渣料使用優(yōu)化

通過(guò)降低造渣物料使用量以及加入方式的優(yōu)化，使其達(dá)到快速化渣，降低熔點(diǎn)以及提高爐渣流動(dòng)性的目的。

原工藝：石灰一次性加入1 200 kg～1 600 kg，鋁粒分批次加入60 kg～80 kg，觀察化渣后渣色情況以及流動(dòng)性情況。

優(yōu)化工藝：石灰分3批次加入300 kg～600 kg，鋁粒隨石灰每批次加入20 kg～25 kg，觀察化渣后渣色情況以及脫硫情況。

通過(guò)兩種不同工藝的對(duì)比試驗(yàn)可以看出，優(yōu)化工藝爐次脫氧效果、爐渣流動(dòng)性良好。兩種工藝渣色對(duì)比如圖2所示。

2.2 爐渣組分優(yōu)化

通過(guò)造渣工藝不斷優(yōu)化，選取2015年以及2016年幾組試驗(yàn)爐次數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，造渣料以及爐渣組分對(duì)比情況見(jiàn)表1。優(yōu)化工藝爐次精煉渣組分較為合理，具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

(1)快速化渣、化好渣。

(2)熔點(diǎn)適當(dāng)，爐渣吸附能力提高。

(3)爐渣的流動(dòng)性提高，改善動(dòng)力學(xué)條件，表面張力小，提高了渣鋼界面反應(yīng)。

(a) 原工藝

(b) 優(yōu)化工藝

(4)脫氧程度適當(dāng)，有利于硅元素控制。

表1 LF渣組分對(duì)比

3 優(yōu)化效果

通過(guò)LF爐造渣工藝研究，鋁鎮(zhèn)靜鋼的硅含量得到了有效控制，并且鋼水純凈度、鋼水可澆性提高以及鑄坯實(shí)物夾雜物控制水平顯著提高。

3.1 硅含量控制對(duì)比

通過(guò)選取工藝優(yōu)化后生產(chǎn)的900爐次數(shù)據(jù)，硅(Si≤0.03%)爐次達(dá)到100 %。優(yōu)化后硅含量控制見(jiàn)表2。

表2 優(yōu)化工藝后硅含量控制

3.2 可澆性對(duì)比

通過(guò)分別收集SS400生產(chǎn)的2015年22個(gè)澆次226爐次以及2016年20個(gè)澆次361爐次的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化工藝生產(chǎn)澆次連澆爐次平均增加6爐次，換水口降低0.5支/澆次，鋼水可澆性明顯提高，可澆性對(duì)比情況如圖3所示。

圖3 可澆性對(duì)比分析

3.3 非金屬夾雜物對(duì)比

通過(guò)分別收集SS400生產(chǎn)原工藝以及優(yōu)化后工藝7爐次鑄坯夾雜物評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化工藝的鑄坯非金屬夾雜物評(píng)級(jí)較原工藝有明顯降低，非金屬夾雜物檢測(cè)結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表3。

3.4 效益測(cè)算

通過(guò)LF爐造渣工藝優(yōu)化研究實(shí)踐，鋁質(zhì)脫氧劑、鈣鐵線消耗量明顯降低，連澆爐數(shù)明顯提高，降低了生產(chǎn)成本,效益測(cè)算見(jiàn)表4。

而且對(duì)生產(chǎn)操作與節(jié)奏沒(méi)有明顯影響，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值與前景。

4)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量低于0.10%～0.12%時(shí)，鉬的收得率隨終點(diǎn)碳含量的增加明顯升高；終點(diǎn)碳含量大于0.10%～0.12%時(shí)，鉬的收得率趨于穩(wěn)定。

[1] 莫叔遲. 氧化鉬代替鉬鐵作合金劑冶煉W6Mo5Cr4V2等鋼種的試驗(yàn)研究[J]. 鐵合金，1979(3)：18.

[2] 萬(wàn)鈞. 氧化鉬代鉬鐵實(shí)效高[J]. 鋼鐵，1983(8)：21-23.

[3] 虞明全. 氧化鉬用于電爐煉鋼[J]. 工業(yè)加熱，1990(2)：8-11.

[4] 陳福興，丁前盛. 氧化鉬燒結(jié)塊代鉬鐵直接合金化生產(chǎn)鉬鋼的試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)鉬業(yè)，1989(3)：17-18.

[5] 陳福興，丁前盛. 氧化鉬燒結(jié)塊直接合金化生產(chǎn)鉬鋼[J]. 上海金屬，1990(3)：32-36.

[6] 陳偉慶，周榮章，朱立新，等. 氧化鉬用于轉(zhuǎn)爐煉鋼合金化[J]. 鋼鐵，1995(S1)：26-31.

[7] 黃德滿. 氧化鉬在電弧爐煉鋼中應(yīng)用的工藝研究[J]. 四川冶金，1996(2)：17-21.

[8] 曲均志，王恭亮，劉瑞寧，等. 氧化鉬直接合金化的研究[C]. 2012河北省煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2012：59-63.

[9] 黃德滿. 氧化鉬在電弧爐煉鋼中應(yīng)用的工藝研究[J]. 四川冶金，1996(2)：17-21.

[10] 張晶，陳立紅. 鉬氧化物直接合金化電弧爐煉鋼工藝[J]. 特殊鋼，1998，19(3)：40-42.

[11] 周勇，李正邦. 電弧爐鎢鉬釩氧化物礦直接合金化冶煉高速鋼工業(yè)試驗(yàn)[J]. 特殊鋼，2006，27(1)：42-44.

[12] 周文玉，魏延銘，郭振廷. 鑄鐵中用氧化鉬代替鉬鐵的熱力學(xué)分析[J]. 現(xiàn)代鑄鐵，2003(3)：42-44.

[13] 姜英，高運(yùn)明，幸濤，等. 轉(zhuǎn)爐中鉬氧化物直接合金化煉鋼熱力學(xué)分析[J]. 過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2009，9(增刊1)：112-116.

[14] 李正邦，郭培民，張和生，等. 白鎢礦和氧化鉬直接還原合金化的理論分析及工業(yè)試驗(yàn)[J]. 鋼鐵，1999，34(10)：20-22.

[15] 郭培民，李正邦，林功文. 自鎢礦和氧化相直接合金化研究[J]. 鋼鐵，2000(35)：177-178.

[16] 呂俊杰，魯寧，王平.WVMo氧化物直接合金化冶煉W3Mo2Cr4VSi的熱力學(xué)分析[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)．2005，7(1)：5-7.

[17] 郭培民，趙沛，李正邦. 添加劑對(duì)氧化鉬(MoO3)高溫?fù)]發(fā)的影響[J]. 特殊鋼，2006，27(6)：30-31.

[18] 李正邦，朱航宇，楊海森. 氧化鉬直接合金化煉鋼的發(fā)展[J]. 鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2013，25(2)：1-3.

RESEARCH AND APPLICATION OF STEEL SLAG FORMATION FOR 120 TONS LF FURNACE IN NORTH CAMP COMPANY STEEL MILLS

Fu Qiang Guo Xiaochun Yao Zhilong

(Benxi steel group north camp company steel mills)

In order to solve the problems of poor casting ability of molten steel in LF smelting, the clogging of sprue gate and the small number of continuous casting furnace, By optimizing the composition of LF slag, reducing melting point and improving flowability, the inclusion content of molten steel is reduced, the quality of slab is obviously improved, the purity of molten steel and the number of continuous casting furnace are improved, and the production cost is reduced effectively.

refining slag low melting point liquidity inclusions

2017—2—11

聯(lián)系人：富強(qiáng)，高級(jí)工程師，煉鋼廠首席工程師，遼寧.本溪(117017)，本鋼集團(tuán)北營(yíng)公司煉鋼廠；