含鋁鋼短流程生產實踐探討

摘要：含鋁鋼鋼水在鑄機的可澆性主要依靠LF精煉來進行保證。文章介紹了山鋼濟南分公司煉鋼廠在含鋁鋼的生產中主要通過優化轉爐出鋼脫氧合金化和CAS吹氬工藝，使含鋁鋼生產工藝實現了短流程化，降低了含鋁鋼采用LF精煉工藝的生產成本。

關鍵詞：含鋁鋼；短流程；生產實踐；LF精煉工藝；CAS吹氬工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：TF764 文章編號：1009-2374（2017）11-0344-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.175

目前煉鋼廠生產含鋁鋼藝普遍采用的工藝路線為：鐵水預處理→轉爐→CAS→LF→連鑄。含鋁鋼鋼水在鑄機的可澆性主要依靠LF精煉來進行保證。通過LF精煉處理使含鋁鋼水中的Al2O3、CaS等得到有效的去除。為進一步降低含鋁鋼的生產成本，我們通過對鐵水脫硫工藝的強化、轉爐冶煉脫氧合金化工藝的優化、出鋼造渣工藝的改進和CAS吹氬工藝優化等措施實現了含鋁鋼LF工藝的取消，達到短流程生產含鋁鋼的目標。

1 CAS吹氬工藝生產含鋁鋼的難點

生產含鋁鋼使用的脫氧劑一般為鋁塊、鋁粒、鋁線等鋁制品。使用鋁制品脫氧會在鋼水中產生大量的Al2O3。Al2O3的熔點在2050℃左右，它與鋼水的潤濕角為0°，鋼水與Al2O3的界面漲力較大，Al2O3有相互聚群傾向，兩個10m Al2O3夾雜粘結只需要0.03s，粘附力很大且粘附后有足夠的強度，因此會導致鋼水的純凈度變差，在澆鋼過程中Al2O3夾雜物會粘附在2中保水口內壁造成鋼水流動性變差，嚴重的會導致連鑄機絮流停機

斷澆。

僅通過CAS吹氬精煉工藝生產含鋁鋼的難點主要是鋼中Al2O3含量高和鋼水溫度可控性差，導致鋼水在鑄機的可澆性差和鑄坯質量不穩定，實現CAS吹氬工藝連續多爐次或整澆次生產含鋁鋼額難度極大。鋼水在CAS站的精煉處理時間一般只有LF爐處理時間的1/5～1/3，使鋼水中Al2O3夾雜物無較為充分的上浮時間，對Al2O3夾雜物的去除不利，同時無法實現鋼水提溫處理，對連續多爐次保證在鑄機的澆注溫度不利。

2 CAS吹氬短流程生產含鋁鋼的實踐

2.1 鐵水脫硫工藝強化

為實現僅通過CAS吹氬精煉工藝生產含鋁鋼，減輕S高產生CaS對鋼水可澆性和質量的影響，特對鐵水脫硫工藝進行了強化，對鐵水進入轉爐的S含量要求直接按照鋼種要求的S含量進行控制，杜絕轉爐冶煉終點S過高的現象出現。

2.2 轉爐冶煉控制方面

轉爐冶煉過程中通過過程槍位和氧壓控制，優化冶煉過程的化渣效果，減少因冶煉過程不穩定導致的鋼中夾雜物過多的情況，同時對轉爐底吹通過在冶煉中后期適當加大底吹氬氣流量的方式提高終點鋼水的均勻性。轉爐冶煉終點控制方面確保鋼水不過氧化降低夾雜物總量，對轉爐出鋼溫度進行適當提高，減少LF精煉工藝，提高30℃～40℃，使出鋼溫度達到1680℃～1710℃，補償后續鋼水在CAS站處理過程中的溫度損失。僅通過CAS吹氬工藝生產含鋁鋼的轉爐終點C、終點O和出鋼溫度控制具體見表1所示。

2.3 出鋼過程脫氧合金化

脫氧合金化方面主要的工藝優化為：（1）優化脫氧劑鋁塊的加入時機，由正常走LF爐工藝的隨常規硅錳合金一起加入調整為在常規硅錳合金加入的中后期加入，將鋼中的氧先通過常規合金中的Si、Mn元素進行初步脫氧，然后再加入Al對鋼水進行深脫氧處理，減少脫氧產物中Al2O3夾雜物的產生量，減輕CAS精煉過程中Al2O3上浮去除的處理負擔；（2）在出鋼過程中對鋼水采用渣洗處理，利用出鋼過程中鋼水良好的動力學條件加入石灰和螢石的混合料進行造渣處理，使鋼包頂渣在精煉過程中才能進行夾雜物吸附去除的功能在脫氧合金化后期鋼包頂渣化好后就能開始進行，對減少CAS吹氬過程中夾雜物上浮處理的時間有利；（3）強化出鋼過程中的全程出鋼吹氬工藝，使合金能夠得到快速均勻化、渣料能夠得到盡早融化；（4）在出鋼過程中對AL的加入量進行量化控制，以出鋼碳和出鋼氧為依據，根據終點氧化性和冶煉鋼種的合金加入量合理控制Al的總加入量。在出鋼后鋼水成分基本均勻的情況下Al含量能夠控制在鋼種成分要求Al含量上限的0.020%～0.040%，避免在CAS吹氬過程中因Al含量過低導致的補Al操作。

2.4 CAS吹氬精煉處理

CAS站的精煉處理的重點為吹氬精煉處理，根據夾雜物狀態在CAS吹氬處理前期通過強吹氬的方式進行大型夾雜物的快速上浮去除處理，后期通過軟吹氬的方式對微型夾雜物進行上浮去除處理。在實際生產中后期軟吹處理時間對鋼水在鑄機的流動性控制影響明顯。正常通過CAS吹氬精煉實現短流程含鋁鋼生產工藝時軟吹氬時間一般為強吹氬時間的2～3倍。另外，在CAS精煉處理軟吹氬前對鋼水進行鈣處理，通過鈣處理改變鋼中Al2O3夾雜物形態使其球狀化，防止在鑄機澆注過程中堵塞水口。

2.5 鑄機生產方面

鑄機生產方面主要為保護澆注和拉速控制。保護澆注上確保進行大包的保護澆注并通過密封墊和氬氣進行密封保護，同時大包鋼水注流先實施套管保護再開澆注流澆注的方式，降低鋼水澆注過程中的二次氧化。拉速控制方面，根據不同鋼種進行不同拉速的恒速拉鋼控制，降低因拉速波動導致的鑄坯質量波動的問題。

3 實踐效果

（1）通過上述工藝的優化的改進，僅通過CAS精煉工藝短流程生產的含鋁鋼實現了整澆次的連續澆注生產，單澆次連續澆注生產最高爐次達到19爐，能夠滿足正常的整澆次生產處理要求；（2）通過CAS吹氬精煉短流程工藝生產的含鋁鋼的鑄坯在低倍質量控制上能夠控制在A級1.5以內，鑄坯物裂紋、疏松等缺陷，鑄坯質量控制良好；（3）通過CAS吹氬精煉短流程工藝的實施，節約了含鋁鋼LF爐精煉的生產成本，對降低生產成本效果明顯。

參考文獻

[1] 張振申，程管江，李廣軍，等.浸入式水口結瘤成因分析與預防措施[J].連鑄，2005，24（3）.

作者簡介：楊曉清（1981-），青海民和人，山東鋼鐵集團濟南分公司煉鋼廠工程師，研究方向：煉鋼技術研究管理。

（責任編輯：周 瓊）