連鑄機鋼水流動性差的原因分析與改進

張飛

（山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部，山東萊蕪 271105）

生產技術

連鑄機鋼水流動性差的原因分析與改進

張飛

（山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部，山東萊蕪 271105）

針對連鑄機新開澆次前期鋼水流動性較差問題，對新開澆次水口堵塞物檢測分析，發現其主要原因是鋼水溫度高、鋼水二次氧化嚴重、中包沖刷等。通過采取提高中包開澆時液面，增加前4爐精煉爐渣量、延長LF處理周期、制定連鑄機開澆操作標準化等技術措施，有效地改善了新開澆次鋼水流動性。

鋼水流動性；水口堵塞；精煉

1 前言

萊鋼特鋼事業部銀山前區6號連鑄機于2008年6月份建成投產，主要生產錨鏈鋼、管坯鋼、齒輪鋼等，年產優質鋼100萬t。新開澆次由于受鋼水溫度、鋼水二次氧化、中包沖刷等因素的影響，在新開澆次前4爐容易出現因精煉鋼水流動性差造成的連鑄水口堵塞、提不起拉速、澆注過程冒鋼、結晶器液面波動大，對煉鋼生產穩定和鑄坯質量造成了影響。為此，結合LF操作實際，對造成精煉鋼水流動性差的原因進行分析，并提出相應的改進措施。

2 新開澆次水口堵塞原因分析

對水口堵塞更換下來的中間包浸入式長水口截面觀察，發現在水口渣線以上的直筒部位和根部有黃褐色絮狀附著物，水口根部附著物較密集，沿水口根部圓周分布較均勻，渣線以下至出口處堵塞物聚集較為嚴重，堵塞物與口內壁連接在一起，分布比較均勻，渣層也較厚，且堵塞物表面粗糙。水口結瘤物成分見表1。

表1 水口堵塞物的分析結果%

由表1可以看出，水口堵塞物是由Al2O3、SiO2、MgO、CaO以及氧化鐵組成，主要成分是Al2O3。水口夾雜物電鏡掃描結果如圖1所示，夾雜物的主要成分為Al2O3、SiO2以及少量的保護渣，說明連鑄開澆前幾爐鋼水與稻殼等保溫材料發生了反應，造成了鋼水的二次氧化，同時開澆時中包液面較低，致使中包液面不穩造成卷渣，夾雜物的含量如表2所示。

表2 圖1分析點的化學成分%

造成上述水口堵塞物的原因有以下幾點：

1）新開澆次連鑄機對鋼水溫度要求高，受轉爐進站條件的影響，前4爐必須大功率提溫，因精煉爐渣層厚度不夠，導致電弧對鋼包渣線侵蝕污染鋼水，另外大功率提溫會加重對鋼水的攪拌產生二次氧化。2）開澆前4爐中包溫度高，澆鑄過程溫降大，鋁氧平衡被打破，鋼水中氧與鋁再次發生反應，產生Al2O3夾雜物。3）開澆第1爐鋼水混充嚴重，鋼水中的Al與稻殼中或是爐渣中的SiO2反應：4[Al]+3（SiO2）=3[Si]+2Al2O3，Al2O3、SiO2小顆粒夾雜滯留在鋼液里［1］。4）開澆前4爐鋼水溫度高，純鈣線通過鋼水時因鋼水溫度過高，鈣瞬間氣化，回收率低，處理效果差。5）連鑄機開澆時中包液面較低，造成卷渣。

3 工藝改進措施及效果

3.1 LF通電功率與鋼包智能控制技術

LF電弧長度與通電功率有直接關系，電壓一定時電流越大，弧長越長，從而對鋼水的攪拌也就越大，所以在大功率通電時，在保證埋弧效果的前提下將氬氣流量調小以減少鋼水的二次氧化。LF通電功率與鋼包智能控制技術就是將LF通電功率大小與鋼包底吹氬氣流量連鎖在一起，在保證鋼包底吹效果的同時滿足了通電時埋弧效果。

3.2 LF相應參數控制

1）開澆前4爐成品鋁控制在0.015%～0.020%，以減少溫降導致的鋼水中氧與鋁再次發生反應產生Al2O3夾雜物，同時，鈣含量控制在0.002 0%～0.002 5%，以保證鈣處理效果。

2）延長LF精煉爐（前4爐）處理周期至51～53 min，保證軟吹時間在20 min左右，保證夾雜的充分上浮和去除。

3）保證LF（前4爐）白渣保持時間為20～25 min，降低鋼水氧化性。

3.3 連鑄機開澆標準化操作

1）澆次第一爐中間包必須進行預吹氬處理，保證預吹氬時間≥3 min。中間包開澆前停火后要及時開啟預吹氬閥門，直至大包開澆后吹氬管燒損后關閉預吹氬閥門。

2）大包開澆后先在2流、4流處加入碳化稻殼，沖擊區處在鋼液面漫過穩流器（550mm）后再加入稻殼，以防止稻殼卷入。

3）在鋼液面達到400mm或中間包鋼水稱重達到15 t時再組織中間包開澆，開澆順序為先開澆靠邊的流次，最后開澆中間的流次。

4）第一爐開澆時使用硅鈣塊，將硅鈣塊按5 kg/袋分裝好，見大包鋼流后加入穩流器內，前3 min內分批加入，共計2、3袋。

5）確保連鑄鋼包—中間包、中間包液面、中間包—結晶器保護澆鑄密封性，以及結晶器保護渣覆蓋的良好性，避免鋼水與空氣接觸造成二次氧化［2］。

3.4 應用效果

實際生產中以因鋼水流動性差造成的非計劃更換浸入式水口個數和結晶器液面波動來衡量鋼水流動性的好壞。通過上述工藝措施的改進，新開澆次連鑄機鋼水流動明顯，因鋼水流動性差造成的非計劃更換浸入式水口個數由4支變為0支，結晶器液面波動由±10mm降低到±2mm。

4 結論

新開澆次鋼水流動性差主要是由于鋼水中的鋁被二次氧化產生了Al2O3，澆鑄過程中堵塞水口所致。為改善鋼水流動性，采取如下措施：1）延長LF白渣保持時間以及軟吹時間；2）強化精煉效果，根據精煉不同階段的通電功率，采取不同的吹氬制度，確保精煉爐的去夾雜和脫硫效率；3）第一爐開澆時在中間包穩流器內加硅鈣塊降低鋼水氧化性，減少鋼中酸溶鋁和鈣的損耗和夾雜物來源；4）嚴格實行保護澆鑄措施。通過上述措施的實施，基本杜絕了新開澆次前期鋼水流動性差現象。

［1］于平，陳偉慶，馮軍，等.高堿度渣精煉的軸承鋼中夾雜物研究［J］.鋼鐵，2007，39（7）：20.

［2］費三林，周正，潘明，等.軸承鋼GCrl5連鑄鋼水流動性差的原因和改進措施［J］.特殊鋼，2011，32（2）：41-43.

CauseAnalysisand Improvement of Poor Fluidity of Molten Steel in ContinuousCasting Machine

ZHANG Fei
（The Special Steel Plant of Laiwu Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271105,China）

Pointing to poor fluidity of molten steel in continuous casting machine at the early stage of new starting casting and by detection analysis to nozzle blockage,found that the main reasons are high temperature of molten steel,serious molten steel secondary oxidation and tundish scouring,etc.Through adopting some measures included raising the molten steel surface in tundish at starting casting,increasing the refining slag amount in early four furnace,extending the treatment period of LF refining furnace and formulating a standard for starting casting operation of continuous casting machine,etc,the fluidity of molten steel at new starting casting can be improved effectively.

fluidity of molten steel;nozzle clogging;standard operating;refining

TF777

B

1004-4620（2014）04-0015-02

2014-04-08

張飛，男，1985年生，2008年畢業于安徽工業大學冶金工程專業?，F為山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部工程師，從事煉鋼工藝技術工作。