２０１３年第２期 梅山科技 ・４９・ 一炼钢转炉出钢温降的影响因素分析 孙晓辉左康林唐洪乐徐冬梅 （梅山钢铁公司炼钢厂 南京２１００３９） 摘 要：通过对梅钢一炼钢钢包在连铸终浇一转炉出钢一吹氩站过程的温降分析，发现影 响温度变化的主要因素为转炉出钢等待时间，影响为４．３￣Ｃ／ｍｉｎ。而钢水出钢温度、钢水总 量、出钢氧、钢包空置间隔的影响相对较小。通过减少出钢等待时间和钢包空置间隔可以有效 地降低温降。 关键词：钢包；温降；分析 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ Ｔａｐｐｉｎｇ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｒｏｐ ｉｎ Ｎｏ．１ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ Ｓｕｎ Ｘｉａｏｈｕｉ Ｚｕｏ Ｋａｎｇｌｉｎ ｎｇ Ｈｏｎｇｌｅ Ｘｕ Ｄｏｎｇｍｅｉ （Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｍｅｉｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３９） Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌａｄｌｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｒｏｐ；ａｎａｌｙｓｉｓ 梅钢炼钢厂在增加３号转炉和２号连铸机增 加一流以后，产量逐步增加，生产节奏加快，随后 又增加了２号ＬＦ、２号ＲＨ、ＣＡＳ精炼设备，由于 老区厂房布局，同时钢种精炼方式复杂化，钢 包频繁吊转，过程耗时长，钢水温度损失大。如何 大，精炼工序压力Ｅｔ益突出，如果将升温作为精炼 方式中一个必然手段，势必增加处理周期和生产 成本，对增加产量有很大的影响。 通过对众多因素分析后发现，转炉冶炼终点 减少过程温降，降低能源消耗、节能减排日显重 要，如果能对该部分温度损失原因进行梳理，找到 降低温度损失的办法，那对工序温度控制将产生 深远影响。 １ 连铸终浇至吹氩站进站温度分析 至吹氩站进站的出钢温降（ ，℃）与出钢氧 （［０］，ｐｐｍ）、转炉出钢温度（７１，℃）、钢包从连铸 终浇至再次出钢开始的空置间隔（ｔ拳，ｍｉｎ）、转炉 终点停吹至吹氩站测温间隔（ｔ出，ｍｉｎ）、钢水总重 量（Ｗ，ｔ）的相关性较大，回归后如下式： Ａｔ＝一４７２—０．０１１ ２［０］＋０．３１４Ｔ＋ ０．０４２ ３ ｔ空＋１．６０２ 出一０．１１６ Ｗ（１） 通过对钢包流转进行调查发现，周转钢包状 利用历史数据进行模拟，见表１，出钢氧和钢 水总重量可以减少温降；而出钢温度、钢包空置间 隔、转炉停吹至吹氩站间隔都会增加温降。通过 比较计算，影响比较大的依次为转炉出钢温度、转 炉终点停吹至吹氩站测温间隔、钢水总重量、出钢 氧、钢包空置间隔。 ２出钢温降 影响因素分析 ２．１转炉出钢温度 态分两个部分：一部分为从连铸终浇到再次注入 钢水周期最少值为３５ ｍｉｎ，最大值为２４８ ｍｉｎ，平 均为９４ ｍｉｎ；另外一部分为盛钢水阶段，从转炉出 钢至连铸钢包终浇。各部分影响因素都比较多， 在本文仅就第１部分进行讨论，为了说明温降的 影响，将转炉出钢至吹氩站进站这一段时间也纳 入第１部分加以考虑。 通过工序温度变化的情况来看，转炉冶炼终 点至吹氩站进站测温这段时间的温度损失很大， 虽然对于过ＬＦ或者ＲＨ处理的钢水尚有温度补 偿手段，可以满足连铸生产的需要，可是转炉产能 由于出钢温度一般大于１ ６３０℃，所以有 １ ６００×０．３１４＝５０２．４ ｏＣ是固定的，变化的范围为 ９．４～４２．１ ｏＣ，影响还是比较大。出钢温度过高， ・５Ｏ・ 梅山科技 ２０１３年第２期 对于吹氩直上钢种来讲，转炉和吹氩站对温度的 控制压力比较大，转炉会通过出钢前倒渣来降低 钢水温度，而吹氩站则需要添加小废钢和加大吹 向外辐射的强度越大，温度变化也就越大。可是 出钢温度受到浇钢的影响不能大幅降低，由于现 氩强度来调节钢水温度，还有就是钢水温度越高， 表１模拟计算 有产线热量整体欠缺，所以通过降低出钢温度来 减少温降的的方法是不可取的。 ２．２转炉终点停吹至吹氩站测温间隔ｔ出 这部分整体温降为１．６￣Ｃ／ｍｉｎ，转炉冶炼吹 炼结束至吹氩站测温，一般由３个过程组成：第１ 个过程称为镇静阶段，包括转炉测温取样时间，也 包括等待化验分析、钢包、节奏等统称为等待时 间；第２个过程是出钢过程，包括转炉出钢、合 金渣料辅材加入；第３个过程为吹氩测温时间， 有两个部分组成，包括钢包运行和最初吹氩处 理过程，最初吹氩处理过程由进吹氩站后底吹 氩气循环的工艺规定时间及氩站测温取样 组成。 ２．２．１转炉镇静时间 镇静时间／ｍｍ 图１ 转炉镇静时间 转炉测温取样时间主要包括转炉测温后送 样、等样时间，副测温需要１．５—２ ｍｉｎ，人工取 样送样需要１—２ ｍｉｎ，钢样传送并化验上传Ｌ３一 般需要３—５ ｍｉｎ，平均时间需要６．７ ｒａｉｎ，如果时 间消耗偏上限，８ ｍｉｎ内都可以认为合理的，见 图１。 等待时间可以通过炉次等待原因来分析，通 过图２影响频次上来看：潜在的影响钢包因素与 节奏调整、喷补、测厚、等铁水、清渣道、刮炉口等 有关；一般来讲，在喷补的同时可以清渣道两者是 可以同时进行的，从时间总和上看是节奏调整、喷 补、测厚、设备故障、翻大面、刮炉口、等铁水、清 占的份额比较多。 图２转炉等待的影响因素 在转炉终点时钢水和炉渣温度约１ ６７６℃， 孙晓辉 左康林唐洪乐等 一炼钢转炉出钢温降的影响因素分析 ・５１． 炉衬温度低，约１ ５００ ｏＣ，由于转炉炉膛很大，加 上转炉底吹搅拌强度比较大，导致转炉终点等待 温降速度很快，见图３，平均温降约４．３￣Ｃ／ｒａｉｎ， 因此减少钢水在炉内的时间可以有效降低钢水温 合中铝一般为１００—２００ ｋｇ，脱氧放热，但由于 比较轻漂浮在表面上，产生的大量辐射除去， 给钢包增温不好统计；钢包渣改性剂为５００～ ６００ ｋｇ，促进剂为１５０ ｋｇ，温降为废钢的８０％， 这一部分温降大概有５℃，可以预计合金辅料 的温降约为７～１０℃，到吹氩站的平均温度为 １ ６２１ ｏＣ 降，尤其是９～１８ ｍｉｎ内炉次都是有减少的必要 的，同时有利于提高炉衬寿命。 ２．２．２ 出钢时间 出钢时间受到出钢口使用次数的影响ｌ１］，不 可控，变化范围３．５～９ ｒａｉｎ，一般小于４ ｍｉｎ就要 更换，同时出钢时间和出钢量也是相关的，如果人 为减少出钢时间，那出钢量也是要减少的，从经济 上和温度上来讲都不合算。平均时间为５．８ ｍｉｎ。 转炉出钢温降包含了转炉和钢包的吸热，统计分 析见图４，出钢温降与转炉到吹氩站测温这段时 间成正比例关系，温降速度平均约２．１￣Ｃ／ｍｉｎ，如 式（２）所示。 转炉一吹氩测温时间／ｍｉｎ 图４ 出钢温降与转炉一吹氩测温 时间的关系 ＼ 褥 ２．２．３吹氩测温时间 出钢结束后一般会手投少量渣料，耗时０．５ ～２ ｍｉｎ，到达吹氩站搅拌３ ｒａｉｎ后测温取样，平均 ４ ｍｉｎ，统计分析温降变化１．２￣Ｃ／ｍｉｎ＿２ Ｊ。由于此 温降速度／（℃・ｍｉｎ－ａ） 处不包含转炉镇静和出钢过程，同时吹氩周期相 图３ 转炉镇静时间内温度变化 对较长，平均为１８ ｍｉｎ，故此处温降相对前文统计 的ｌ６℃／ｍｉｎ要偏低，这也验证了钢水在转炉内 温降比较大的事实。 对转炉终点至吹氩进站温度进行重新模拟计 （２） 出钢温降＝２５．７９＋２．０９０（转炉一吹氩测温时 间） 还有相对固定的出钢温降２５℃，其包含了出 钢添加合金、辅料的温降 ，合金中需要添加的 为中碳锰铁，为２３０—４００ ｋｇ，温降约２～５ ｏＣ；复 算如表２所示，计算温度为１ ６２５．１ ｏＣ，而实际进 站温度为１ ６２１℃，误差为０．３％，对转炉终点后 温降因素分析比较符合实际情况。 ｑＣ 表２转炉终点至吹氩进站温度分布 ２．３钢水总重量 序能力、装入量和操作影响，可以适当提高装入量 以及避免过程喷溅和补吹来提高。 ２．４出钢氧 出钢量可以减少温降，出钢量大，钢水热容量 大，从表１计算可以看到，钢水重量在１４０～１７１ ｔ 变化时，虽然总体减少十几度的温降，但重量变化 对温降的影响变化相对较小，同时出钢量受到工 出钢氧高可以减少温降，通过表１计算来看， 这部分影响有一定的影响。可是出钢氧高对耐火 ・５２・ 梅山科技 ２０１３年第２期 ２）减少钢包传隔时间。加强转炉和钢包维 材料和金属收得率都有影响，反而应该适当降低 出钢氧，一般为７００ ｐｐｍ，经过计算可以增加７℃ 护之间的联系，当转炉辅助作业或者节奏调整的 时候，通知钢包作业区做好周转包的安排，避免提 变化，相对来说靠增加出钢氧来减少温降是得不 偿失的。 ２．５钢包空置间隔 前上线，钢包温降大。 ４结语 钢包间隔时间长会增加钢包的温降 ，从式 １计算上看，９４ ｍｉｎ的空置时间，钢包仅影响 从上述分析可以看到，影响出钢温降最大的 ４℃，影响比较小。由于钢包等待时间超过２ ｈ 就需要烘烤，最高４ ｈ等待对温降的影响最多也 就１０．５２ ｏ【＝，这也相对其他因素来讲比较小，但也 不能忽略，增加钢包的周转速度可以减少钢包的 温降影响。 ３ 改进措施 是转炉等待时间，如果能做到快速出钢，减少等样 时间，那么可以减少１０—２Ｏ 的温降，对后续的 温度调整可以做到很大贡献；钢包空置时间对钢 水温降的影响很小，只要不超过９０ ｍｉｎ，温降就可 以满足后续生产需要。 参 考 文 献 通过上述分析减少钢包温降可以采取以下 措施。 ［１］ Ｆｉｎｇ．，ＦＪ，谢梦芹．采用新型转炉出钢口系统优化出钢时间 并延长耐火材料使用寿命．世界钢铁，１９９３（２）：５２—５７． ［２］谢宝木．炼钢一连铸合理温度制度初探．山东冶金，１９９９ （４）：４７－４９． １）减少等待时间。一方面需要转炉及时送 样、检化验及时准确化验，减少转炉补吹，根据钢 种情况，尽量做到不等样出钢；同时，也要协调上 下工序的物流，较少节奏调整对工序能力的影响。 （上接第４８页） 此外还对平整液吹扫系统进行优化，保证带 ［３］ 欧阳飞，曾令宇，刘志明．炼钢一连铸钢水过程温度的控 制．连铸，２００５（４）：３—５． （编辑：夏敏） 中部色差缺陷得到了很好的控制。 ４结语 钢中部两边喷嘴相互平行，确保吹扫时在带钢表 面无相互干涉，避免造成气流紊乱（改进后的气 体吹扫角度见图４）。 通过对湿平整镀锡基板中部色差缺陷的攻 关，可以得出以下结论： １）优化平整液喷淋角度和平整液吹扫角度 是解决湿平整镀锡基板中部色差缺陷的有效 方法； 图４吹扫角度 ２）对平整机第１机架轧制力进行限幅，对轧 辊轧制吨位进行控制也可以有效防止中部色差缺 陷的产生； ３）平辊替代凸度辊或减少正弯辊力虽然对 ３．２对轧制力进行限幅对轧制吨位进行控制 在保证延伸率稳定的情况下，将１号机架轧 制力的最大值进行了限幅（限幅设为８ ０００ ｋＮ）， 正常生产时控制在７ ０００ ｋＮ以下，并将轧制吨位 中部色差有一定的改善效果，但是在实际生产过 程中，为防止爆辊等意外事故的发生，建议使用小 凸度辊和适当使用正弯辊力。 参 考 文 献 ［１］李秀军，白振华，李亮亮，等．带钢平整轧制过程中色差综 合控制技术的研究．钢铁，２００９，４４（１１）：６０—６３． 也适当下降（轧制吨位降低至２ ５００ ｔ）。此外还 曾尝试使用平辊来替代凸度辊或通过减少正弯辊 力来防止由于辊型凸度的存在而造成的中部色 差，虽然有一定的效果，但是容易发生轧辊爆辊， 因此目前仍采用小凸度辊和适当使用正弯辊力。 通过以上几项措施的实施，湿平整镀锡基板 （编辑ｌ夏敏）
