北營煉鋼廠120噸LF爐造渣工藝研究及應用

富 強 郭曉春 姚志龍

(本鋼集團北營公司)

北營煉鋼廠120噸LF爐造渣工藝研究及應用

富 強 郭曉春 姚志龍

(本鋼集團北營公司)

為解決LF冶煉鋼水可澆性差，澆注水口結瘤以及連澆爐次少等問題，北營煉鋼廠通過優化LF爐渣組分、降低熔點、提高流動性等方式，降低了鋼水夾雜物含量，鑄坯質量明顯提高，提高了鋼水純凈度以及連澆爐數，有效地降低了生產成本。

精煉渣 低熔點 流動性 夾雜物

0 前言

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

1 存在問題

北營煉鋼廠鋁鎮靜鋼的生產傳統工藝：采用高堿度、大渣量爐渣以達到去除Al203為主夾雜的目的。在生產過程效果并不好，存在以下問題：

(1)鋼水可澆性差，時常出現水口絮流、斷澆現象，鑄機連澆爐次少，雙流鑄機連澆只有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%)超標爐次達到5%。

(3)合金物料使用量較大，生產成本較高。

2 LF爐渣優化研究

煉鋼廠的傳統工藝問題在于高堿度、大渣量爐渣，CaO熔點(2 580 ℃)高，大量加入易形成高熔點爐渣；并且鋼水流動性差，渣—鋼界面反應差，動力學條件不足，鋼水夾雜物難于被吸附。因此，實際生產中，合理使用造渣料，促使早化渣、化好渣，降低爐渣熔點，使其形成低熔點的3CaO-Al203、7CaO-12Al203，改善爐渣的流動性和組元活性，促進渣一鋼界面反應，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

結合精煉渣性能以及生產實際情況，通過優化爐渣組分、降低熔點以及提高爐渣流動性等方面開展工作，提高爐渣的吸附夾雜能力，對LF爐造渣工藝進行了優化。

2.1 造渣料使用優化

通過降低造渣物料使用量以及加入方式的優化，使其達到快速化渣，降低熔點以及提高爐渣流動性的目的。

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性情況。

優化工藝：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。

通過兩種不同工藝的對比試驗可以看出，優化工藝爐次脫氧效果、爐渣流動性良好。兩種工藝渣色對比如圖2所示。

2.2 爐渣組分優化

通過造渣工藝不斷優化，選取2015年以及2016年幾組試驗爐次數據進行對比，造渣料以及爐渣組分對比情況見表1。優化工藝爐次精煉渣組分較為合理，具備以下幾點優勢：

(1)快速化渣、化好渣。

(2)熔點適當，爐渣吸附能力提高。

(3)爐渣的流動性提高，改善動力學條件，表面張力小，提高了渣鋼界面反應。

(a) 原工藝

(b) 優化工藝

(4)脫氧程度適當，有利于硅元素控制。

表1 LF渣組分對比

3 優化效果

通過LF爐造渣工藝研究，鋁鎮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物夾雜物控制水平顯著提高。

3.1 硅含量控制對比

通過選取工藝優化后生產的900爐次數據，硅(Si≤0.03%)爐次達到100 %。優化后硅含量控制見表2。

表2 優化工藝后硅含量控制

3.2 可澆性對比

通過分別收集SS400生產的2015年22個澆次226爐次以及2016年20個澆次361爐次的數據進行對比，優化工藝生產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，可澆性對比情況如圖3所示。

圖3 可澆性對比分析

3.3 非金屬夾雜物對比

通過分別收集SS400生產原工藝以及優化后工藝7爐次鑄坯夾雜物評級數據進行對比，優化工藝的鑄坯非金屬夾雜物評級較原工藝有明顯降低，非金屬夾雜物檢測結果對比見表3。

3.4 效益測算

通過LF爐造渣工藝優化研究實踐，鋁質脫氧劑、鈣鐵線消耗量明顯降低，連澆爐數明顯提高，降低了生產成本,效益測算見表4。

而且對生產操作與節奏沒有明顯影響，具有較高的推廣應用價值與前景。

4)轉爐終點碳含量低于0.10%～0.12%時，鉬的收得率隨終點碳含量的增加明顯升高；終點碳含量大于0.10%～0.12%時，鉬的收得率趨于穩定。

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

[2] 萬鈞. 氧化鉬代鉬鐵實效高[J]. 鋼鐵，1983(8)：21-23.

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

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

[5] 陳福興，丁前盛. 氧化鉬燒結塊直接合金化生產鉬鋼[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技術與學術交流會論文集，2012：59-63.

[9] 黃德滿. 氧化鉬在電弧爐煉鋼中應用的工藝研究[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試驗[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分析[J]. 現代鑄鐵，2003(3)：42-44.

[13] 姜英，高運明，幸濤，等. 轉爐中鉬氧化物直接合金化煉鋼熱力學分析[J]. 過程工程學報，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試驗[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的熱力學分析[J]. 重慶科技學院學報．2005，7(1)：5-7.

[17] 郭培民，趙沛，李正邦. 添加劑對氧化鉬(MoO3)高溫揮發的影響[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展[J]. 鋼鐵研究學報，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

聯系人：富強，高級工程師，煉鋼廠首席工程師，遼寧.本溪(117017)，本鋼集團北營公司煉鋼廠；