1、精炼钢水流动性差的原因分析与改进郭振宇摘要 1contents目录目录LF 精炼钢水流动性差的原因 2结论 16过程分析及解决办法3摘 要 精炼钢水由于含Al量高，在生产过程中极易氧化生成Al2O3夹杂，造成钢水流动性变差，浇注困难。通过强化转炉吹炼控制，降低钢水氧含量，改进精炼造渣、吹氩和喂线等工艺操作，降低钢水中夹杂物，提高含铝钢水流动性。LF精炼钢水流动性差的主要原因是在精炼或浇注过程中钢水中的Al氧化，生成大量尖锐、带刺状且熔点较高的AL2O3夹杂，在浇注过程中粘附倒水口内壁上，堵塞水口，造成钢水流动性变差。在生产实践中，常规做法是采用钙处理的方法，使铝脱氧的产物呈液态，促进铝夹杂物上
2、浮。铝夹杂物随钙含量增加呈以下变化形态：Al2O3CaO6 Al2O3CaO2Al2O3CaO Al2O312CaO7 Al2O33CaOAl2O3CaO。当夹杂物成分位于CaO Al2O3、12CaO7 Al2O3、3CaOAl2O3的低熔点区域时，在适当的浇铸温度下，钙铝酸盐类夹杂物在钢水中以液相存在。2、LF 精炼钢水流动性差的原因分析夹杂物晶体结构密度(g/cm3)熔化温度(oC)显微硬度(Kg/mm2)Al2O3三角系3.9620523750C6A立方系3.2818502200C2A单斜晶系2.9117501100CA单斜晶系2.98160593012C7A立方体2.8314553C
3、A立方体3.041535CaO立方体3.342570400 若钙的加入量过多，易形成高熔点的CaS（熔点为2450），会恶化钢水的流动性。生产含铝的精炼钢种时，随着Al含量的增加，氧的活度呈降低趋势，有利于硫化物的形成；随着硫含量的增加，易形成高熔点的CaS。钢水温度降低时，氧的活度降低也有利于CaS的形成，从而影响钢水的流动性。2、LF 精炼钢水流动性差的原因分析0.0150.0200.0250.0300.0350.0400.010.020.030.040.050.061823K1873Kw(S)/%钢中w(Al)/%有CaS无CaS1923K 图2 钢中铝、硫含量对CaS生成的影响3.1控
4、制转炉钢水的流动性3、过程分析及解决办法吹炼后期造渣剂的加入、终点温度和C含量等因素直接影响钢水氧化性，因此要根据不同钢种的要求，最大限度地提高出钢碳含量和控制出钢温度，降低钢水氧化性。转炉渣为强氧化性炉渣，应严格控制出钢时的下渣量。脱氧合金化过程对钢水中氧含量起着决定性作用，应强化精炼钢种终脱氧，适当增加终脱氧剂用量，同时脱氧合金化过程严格按规程操作。吹炼过程的控制出钢过程控制 脱氧合金化过程控制 转炉终点钢水氧含量过高时造成钢中Al大量氧化的主要原因，需严格控制钢水终点氧活度。3.2出钢顶渣的加入结果 提前称量，保证了出钢过程中顶渣剂及时加入，并能够在钢水搅拌作用下促进顶渣及时熔化，促进钢
5、水脱氧合金化过程夹杂物的及时上浮。解决办法 具体操作是，生产精炼钢种时，在吹炼过程中按照钢种成分和质量要求，提前设定好顶渣剂（活性石灰）加入量，并将称量好的顶渣剂放至石灰下料仓，出钢过程中操作炉后放料插板阀将顶渣剂放入钢包，同时加入部分萤石以保证化渣质量。过程分析 提高钢水流动性，促进精炼钢水夹杂物上浮吸收的前提是造好低氧化性、碱度适合的精炼渣。3、过程分析及解决办法3.3出钢吹氩工艺改进 在出钢过程中加入顶渣剂易造成结块及包裹合金现象，顶渣剂的加入时间需在合金加入之后。由于整个出刚过程时间较短，加入顶渣剂后时间所剩不多，造成顶渣剂熔融效果不好而堆积在钢包表面，起不到提前化渣的效果。另外，由于
6、顶渣堆积后结壳，在精炼过程进行吹氩操作时钢水无法进行正常翻动，加之提温操作时电极下探时极易折断，达不到顶渣预先加入的效果。3、过程分析及解决办法 为解决以上问题，对钢水出钢吹氩工艺进行改进，吹氩控制由静态变为动态，即根据钢包内钢水量及渣量的多少，在出钢及钢水转用过程中采用变氩气流量控制操作，提高吹氩效果来控制LF顶渣化渣效果。间接提高钢水流动性及精炼效果。3.4精炼造渣3、过程分析及解决办法 提高精炼钢水流动性的根本是降低钢水中夹杂物特别是Al2O3夹杂物的含量，包括减少精炼过程夹杂物的生成和促进钢水中夹杂物的上浮吸收。LF 钢水精炼过程主要是钢水和还原性顶渣反应的过程，因此要求精炼渣具有高碱
7、度、低氧化性、低熔点的特点，具有进步脱硫和脱氧吸附夹杂的能力；而转炉炉渣FeO 含量一般在15%20%，氧化性较强，必须采取快速还原造渣工艺，减少钢水和炉渣中氧含量。改进精炼造渣工艺，一方面根据钢种成分要求，采用碳粉、铝粒和SiC 进行前期快速脱氧操作，控制渣中FeO0.5%，形成流动性良好的白渣；另一方面采用新型预熔精炼渣来促进炉渣熔化和调整炉渣成分，改进精炼渣吸附夹杂的能力，促进钢种的ON含量降低。3.5精炼喂铝线 LF开始投用的初期，由于考虑到精炼前期钢水氧含量较高，此时喂铝线易形成Al2O3夹杂，因而采用精炼后期喂铝线工艺。经过一段时间的应用发现，大部分精炼钢水以低碳钢为主，钢水中氧含
8、量相对较高，即使经过精炼前期的脱氧操作，钢水中氧含量任然较高。同时由于铝的还原性极强，采取后期喂入铝线的工艺不可避免地造成Al 与钢水及炉渣中氧化物夹杂反应形成大Al2O3夹杂，又因为精炼后期吹氩时间较短，夹杂物上浮慢，造成钢水中Al2O3较多，从而影响了钢水纯净度和钢水的流动性。由于采取精炼后期喂铝线，铝的收得率不稳定，为保证钢水含铝量，通常喂入大量铝线，造成钢水中铝含量偏高，有进一步使钢水流动性变差的趋势。为合理控制钢水中铝含量和酸溶铝比例，需要对铝线喂入操作进行调整。3、过程分析及解决办法3.5精炼喂铝线 首先在精炼钢水进入LF 工位时立即喂铝线，进行强化脱氧和初期铝含量控制。根据氧含量
9、水平，将酸溶铝目标值按0.02%0.03%控制。其次在精炼后期根据钢水化验酸溶铝含量，采取在精炼终点前补喂Al 线的方式，加强前期钢水快速深度脱氧，保证了夹杂物有充分上浮的时间。同时，钢水容易保持合适的酸溶铝含量和比例，脱氧效果稳定。据统计，精炼结束后平均O含量（喂Ca 线前）由原来的0.003%0.005%下降到0.002%以下，酸溶铝比例提高了10%，钢水铝含量达到目标铝含量值，铝收得率提高20%。3、过程分析及解决办法3.6 精炼喂钙线 采用精炼后期钢水喂钙线，目的是对Al2O3进行变性处理，改善钢水流动性。在工艺改进之前，主要是控制精炼钢种的钙线喂入量，对改善钢水流动性未提出相应要求。
10、通过对水口结瘤的残留物成分分析，发现其主要组成物为CaS 和CaSiO3。当钙线喂入量少时，不能对钢水中的Al2O3进行充分的变性处理；钙线喂入量大时，又容易产生高熔点的CaS 和CaSiO3。此两种情况均会造成钢水流动性变差。3、过程分析及解决办法3.6 精炼喂钙线 钢水中Al2O3变性成为12CaO7 Al2O3 夹杂的前提条件为Ca与Al的比值在0.130.20。因此，需要根据钢水中Al含量的多少喂入相应的钙线数量，而不是一味按钢种控制钙线喂入量。3、过程分析及解决办法问题分析3、过程分析及解决办法3.7 强化钢水温度控制及铸机操作 钢水温度对钢水流动性有双重影响，一方面温度高可以提高钢水流动性，另一方面温度高迫使铸机低速浇铸，Al2O3易粘附到水口内壁上，导致水口内径缩小，降低钢水流动性。铸机浇铸过程是钢水流动性控制的最后阶段，会造成钢水中的Al大量氧化，也会影响钢水的流动性。因此需严格控制中间包钢水温度，以高于液相线温度1015为宜。保证连铸大包-中间包、中间包液面、中间包-结晶器保护浇注密封性，提高了精炼钢水流动性。解决办法通过强化转炉吹炼控制，降低钢水氧含量，改进精炼造渣、吹氩和喂线等工艺操作，降低钢水中夹杂物，可以提高含铝钢水流动性。结论一4、结论严格控制中间包钢水温度，以高于液相线温度1015为宜，从而保证铸机的拉速，避免夹杂物在水口的聚集。结论二
