ＳＰＨＣ直上渣洗工艺在天铁热轧的应用 直上渣洗工艺在普通热轧卷板【ＳＰＨＣ）生产中的应用 左欢王绍华（天津天铁冶金集团热轧板有限公司，河北涉县０５６４０４） ［摘要］介绍了天铁热轧板公司应用直上渣洗工艺生产ＳＰＨＣ的过程。通过转炉出钢过程中直接进行渣洗，同时吹氩精 炼以促进夹杂物上浮和净化钢液，然后直接进行连铸，可解决提炼过程易增碳和增硅的问题，钢水流动性好，同时降低了冶炼 成本。 关键词炼钢１前言 钢水渣洗吹氩夹杂物应用 渣洗料配比见表１。 表１渣洗料配比 Ａｌ Ａｋ０３ ＣａＯ ３５—４５ 天铁热轧冶炼ＳＰＨＣ原工艺路径为：铁水脱ｓ＿＋ １８０ ｔ转炉一钢包底吹氩一ＬＦ炉外精炼 板坯连铸 机 热轧，钢水经ＬＦ精炼可获得较高的钢水质量和 ／％ ＳｉＯ２ Ｍｇ０ Ｈ２０粒度／ａｍ ｒ≤７ ≤４ ≤１．５ ２５—３Ｏ ５～１０ ≥２５ 洁净度。为了进一步降低ＳＰＨＣ钢的生产成本，在保 证钢的洁净度及质量的前提下，采用直上渣洗工艺。 该工艺在出钢过程进行渣洗，然后吹氩精炼促进夹杂 ３直上渣洗工艺应用 ３．１铁水预处理 物上浮，不经过ＬＦ精炼，直接上连铸浇注，既不改变 原有的炼钢一连铸生产工艺布置，又满足了快节奏生 产的需要，有效地解决了精炼过程中易增碳、增硅等 要求冶炼ＳＰＨＣ钢的铁水全部经过铁水预处理，— 目标硫含量要求小于０．０１０％，脱硫后必须将铁水表０謦 面渣扒净，以减轻转炉脱硫负担。３．２转炉终点控制 馨 ｊ ？ 问题，而且降低了ＬＦ精炼工序的电耗、渣料消耗等冶 炼成本，钢水流动性好，产品性能优良，完全满足用户 质量要求。 ２工艺流程及直上渣洗料的作用机理 ２．１技术装备条件 要求一次倒炉，终点【ｃ】含量控制在０．０４％～ 誓 ０．０６％，钢水氧含量≤８００ｘ１０－６，终点［ｃ】不宜控制太低，—０ 否则钢中氧含量过高，钢中夹杂物增多，还造成钢水曩 天铁热轧主要生产设备目前有两套铁水脱Ｓ装 置。两座１８０ ｔ转炉，平均出钢量为１９５ ｔ，最大出钢量 增氮等，影响钢水质量。终点Ｐ≤０．０１５％，ｓ≤Ｏ．０２０％，●∥ 人炉铁水［Ｓ］经铁水预处理一般在０．０１０％以下，但由于曩≮ 废钢及炉料带入等原因，终点ＩＳ１一般在０．０１０％～ ０．０２５％的范围；终点温度要求开浇１ ６７５￣Ｃ～１ ６９５ ｏＣ， 连浇１ ６６０ ｏＣ～１ ６９０℃，个别炉次副过程测试后发 ２００ ｔ，两座吹氩站，两座ＬＦ精炼炉，一座ＲＨ精炼炉， 两台板坯连铸机，一条１ ７５０ ｍｍ热连轧生产线。 ２．２工艺路径 誊 天铁热轧生产ＳＰＨＣ直上渣洗工艺路径为：铁水 脱Ｓ一１８０ ｔ转炉一出钢渣洗＿÷钢包底吹氩一板坯连 现温度不足，应直接把温度做合适，不得再次下吹≯。 炼，防止严重增氮。 镳 ３．３ 出钢渣洗 铸机一热轧。 ２．３直上渣洗料的作用机理 ３．３．１渣洗料加人时机 ：：ｉ：％－ｉ ｉ ｌｉ渣洗料在出钢过程中加入，加人过早或过迟都会≯文 渣洗料熔点特别低，加入钢包后，极易溶解，成 对渣洗料的乳化效果产生影响，天铁热轧转炉出钢时饕≯ 间在５￣８ ｍｉｎ范围内，选择出钢开始１－２ ｍｉｎ加入渣 洗料，充分利用出钢过程中高温钢流的冲击和强大的 底吹氩气搅拌，使渣洗料迅速熔化，与钢水充分接触， 渣速度快，通过高温钢流冲击和底吹氩强搅拌，使渣 洗料乳化成小渣滴。由于渣和夹杂物界面张力远小于 钢液与夹杂物之间的界面张力，所以钢中的夹杂物很 容易被与它接触的渣滴所吸收，以异相大颗粒（渣滴） 为媒介吸附夹杂物，同时促进夹杂物碰撞聚合，再通 过吹氩的浮力搅拌间接促进夹杂物碰撞聚合，从而促 进夹杂物上浮排除。降低了钢中的硫、氧和非金属夹 杂物含量，从而达到净化钢液、提高钢水质量的目的， 能达到良好的吸附夹杂效果。若出钢下渣，可视下渣 情况在出钢完毕后补加渣洗料。 ３．３－２渣洗料加入量 渣洗料的用量严重影响渣洗效果，为使渣洗料能 够获得较好的效果和较低的成本，确定渣洗料加入量 （产品开发与生产工艺优化） 一１３一 天ｊｉ牵冶分 为３—５ ｋｇ／ｔ钢，视终点氧含量而定。见表２。 表２渣洗料加入量的确定 ４．１ 出钢温降 固态的渣洗料会吸收钢水热量，增加转炉出钢温 鳖盛 ３鱼量 二 至鱼 渣洗料加入量，ｋｇ ６００ 鱼 ： ８００ 兰 ｌＯ０Ｏ 降，这就需要提高转炉终点温度，温度升高会增加转 炉炉衬的侵蚀、钢铁料消耗等。为了弥补温度损失，渣 洗料中添加了发热材料——部分金属铝，其与氧反应 过程会放出一定的热量，可以实现对钢水温降的补 ３．３．３加料顺序和底吹压力控制 出钢过程先加渣洗料和顶渣灰（３００ ｋ 炉），再加 铝饼、铝铁和中碳锰铁，加料过程采用大气量搅拌，氩 气压力控制在０．７～１．０ ＭＰａ，加料完成后调节压力为 ０．４～０．７ ＭＰａ软吹，直至出钢完毕。 ３．４下渣的控制 偿，以减少渣洗对出钢温降的影响，故渣洗料对出钢 温降的影响小Ⅲ。渣洗、未渣洗出钢温降比较如表３所 示。渣洗后的液态产物覆盖于钢液表面，能起到良好 的保温和防止二次氧化作用。 表３渣洗、未渣洗出钢温降比较 下渣后，炉渣中的Ｓｉ、Ｐ易被还原进入钢液中，而 转炉终渣ＳｉＯ 含量高，是钢水回ｓｉ的来源之一。因 此，必须严格控制转炉下渣量。天铁热轧转炉采用挡 渣塞、挡渣标双挡渣出钢，挡渣球补充挡渣，出钢前必 须加挡渣塞，出钢３／４～４／５加挡渣标，保证挡渣成功率 在９０％以上，必要时带钢流起炉，转炉下渣厚度控制 在５０ ｍｍ以下。 ３．５吹氩操作 ４．２顶渣成分 ３一卜卜卜卜窨 勰 一彻 盯 傩 渣洗后钢包渣流动性良好，经过约１５ ｍｉｎ的软 吹氩不结壳，表明渣洗料熔点较低。吹氩后渣样基本 上是绿色或墨绿色玻璃渣，无气孔或少气孔，有良好 的致密度。未渣洗、渣洗钢包渣成分如表４所示。从渣 样分析结果来看，渣洗后的钢包渣达到了良好的渣洗 效果，渣样的碱度在８～２６之间，比未渣洗钢包渣的平 到站吹氩３ ｍｉｎ后取样、定氧，吹氩压力Ｏ．４～０．７ ＭＰａ，以保证测试结果的准确性。根据定氧结果，向钢 水中补充铝线，出站前［Ａｌｓ】控制在０．０３５％～０．０４５％。 补充铝线结束后，需要进行８ １５ ｍｉｎ的软吹氩搅拌． 吹氩压力控制在０．２～０．４ ＭＰａ，以钢包液面微动为标 均碱度提高了１０．１１，渣洗后渣中的（ＦｅＯ％＋ＭｎＯ％）控 制在了ｌ％ ２％以内，渣中的Ｓｉ０２％控制在５％以下，表 明渣洗料具有较高的碱度和较强的还原性。加入渣洗 料后，形成了高碱度、低熔点、低氧化性的钢包渣，为 吸附钢水中的脱氧产物创造了比较好的条件，达到了 精炼钢液的目的。 准，底吹上方钢水裸露直径小于１００ ｍｍ。吹氩完毕后 温度控制在１ ５９０ ｏＣ～１ ６００ ｃＣ。 ４效果分析 表４未渣洗和渣洗后钢包渣成分对比 类别 未渣洗钢包渣 炉号 ＣａＯ ＭｇＯ ＦｅＯ ＳｉＯ２ Ｒ ７．２５ ７．８４ １．８３ ６－３３ ６．８９ ／％ Ａ１２０３ ＭｎＯ ９．２５ Ｏ．５５ Ｏ．２６ ０－３２ Ｏ．１８ ０．４３ ０．０７ ０．１０ ２．００ ５．０４ ９＿３３ １Ｏ．５Ｏ １＿３５ ３．９１ ｌ１．７９ ３３．５４ １．１３ １．５３ １．８Ｏ ２５．４３ ３５．８Ｏ １．４３ ２５．９９ ４３－４７ 渣洗后钢包渣 ５－８１ ９．７８ ５＿３５ ６．８５ ８．８１ １．Ｏ６ ４．８３ １ ｌ＿７３ ３９．４７ １．２７ ３．０６ １６．１７ ３７．７６ 抑制回硅 ａ２（Ａ１２０３）／ａ。（Ｓｉ０２）＝Ｋａ４［Ａ１］／ａ ［Ｓｉ】 在炼钢温度下，钢中［Ａｌ】的增加使渣中的ＳｉＯ：与 ｆＡｌ】反应易造成回硅。反应式为： ４［Ａ１］＋３（ＳｉＯ２）：２（Ａ１２０３）＋３［Ｓｉ］ 由此可知。在炼钢温度和钢中铝含量确定时。ａｚ （Ａｌ２０ ）／ａ （ＳｉＯ ）的值和ａ［Ｓｉｌ成反比嘲。通过增加渣中 Ａｌ２ｏ３的含量和降低渣中ＳｉＯ 的含量，使ａ２（Ａ１２０。）／ａ， 反应的平衡常数为： Ｋ＝ａ２（Ａ１２０３）ｘａ３［Ｓｉ］／ａ＇【Ａ１］ｘａ３（ＳｉＯ２） （ＳｉＯ：）值增大，ａ［ｓｉ】值相应降低，从而达到抑制回硅的 目的。 上式推导得出： 一渣洗料中Ａｌ２０。含量Ｉ＞２５％，使渣中Ａｌ２０，含量明 ｔ４一 ＜产品开发与，生产工艺优化） ＳＰＨＣ直上渣洗工艺在天铁热轧的应用 显提高。降低渣中ＳｉＯｚ有两种途径，一是减少出钢Ｆ ４．４脱氧、脱硫 渣，二是减少原材料带人，渣洗料中ＳｉＯ 含量控制在 ７％１）２内，有效地控制了原材料带入的ＳｉＯ 含量，所以 由表５可知，氩站钢水平均氧活度为８．５ｘ１０－６。而 未经渣洗的氩站钢水平均氧活度为１２ｘｌＯ４，渣洗工 渣洗料的抑制回硅效果明显。天铁热轧采用ＳＰＨＣ直 上渣洗工艺比过ＬＦ工艺硅超内控炉数明显减少。 艺降低了氩站钢水氧活度３．５ｘ１０￣，说明渣洗工艺处 理可有效地降低钢水氧活度。 ’０ｒ６蓬 表５吹氩站测定的氯活度 氧活度 ５兰兰 兰 兰兰兰 ｌ１ ８ １ｏ ７ １３ ８ ６ 根据脱硫的热力学条件和脱硫的动力学条件可 表６低倍试样检验结果鬻 黼 知，在出钢温度一定的情况下，高Ｃａ０活度、强还原 一坯号 钢种 断面／姗中心偏析中心疏松 １．０ 性、良好的搅拌是构成出钢快速深脱硫的三大要素。 ２－２２４６１０２ ＳＰＨＣ １ ２５０×２３０ Ｃ１．０ 渣洗料及配合使用的顶渣灰保证了钢包顶渣具有高 碱度、强的还原性，而且渣洗后钢包渣良好的流动性 和出钢 程中良好的 搅 ，保 了出钢 ２－２２４６２０２ ＳＰＨＣ １ ５ｏ ２３０ ｃ１．０ 一 。 ｏ２ ＰＨｃ ２ ｏ ｏ ｃ０・ ３３６４０２ＨＣ１２６０ｘ２３０ＳＰＣ ｏ。 注１－２：１．０ ｏ・ ０‘ 各坯号均无中间裂纹和三角区裂纹率为２茎的 效果。最鬲脱硫率达到３４ ９。５％＇平均脱硫 ６ ——————————————一 ．５％。 ’ 。 ４．５可浇性 渣洗工艺较好的吸附Ａｌ２０，夹杂物的能力，保证 了连铸的顺利浇注，天铁热车 ＰＨｃ连浇炉数达到了 ６．１天铁热轧生产ＳＰＨＣ采用直上渣洗工艺可以满 足产品质量要求。 ６・２渣洗具备了脱氧、脱硫、抑制回硅等功能，能够提 １４炉，浇次平均更换水口４根，极少出现水口结瘤甚 高钢水质量，还具备温度补偿功能，能实现直接上连 至断浇的现象。 ４．６生产成本 铸，节约了精炼成本，加快了生产节奏。 ６＿３经渣洗工艺的钢水能够充分吸附夹杂物，达到净 ８ 采用该工艺生产的ｓＰＨｃ钢与经ＬＦ炉精炼处理 的ＳＰＨＣ钢相比，节约了ＡＩ制品、Ｃａ线、渣料、电极电 化钢液的目的，流动性好，可以保证连铸钢水的顺利 ｉ￣ｉ： ｔｉ 况仕 收稿２ｏ 一 ｏ一０８责编崔建华 参考文献 耗等成本，吨钢成本降低３０元以七。 ５产品质量 ５．１铸坯内部质量 总共取低倍试样４块，通过做低倍试样检验发 现，铸坯内部裂纹、中心偏析和中心疏松情况良好。见 表６。 ５．２ 钢卷力学性能 【１】廖乾红，郑卫民，金进文．直上钢水渣洗工艺的应用实践［Ｊｊ．浙 江冶金，２００８（３）：２１—２２．篱 ［２］李云，李宏，徐志荣・ＳＰＨＣ钢ＬＦ炉精炼过程的抑制回硅与脱 硫研究叨・钢铁，２００７（２）：２８—３ｏ・ 毓 采用直上渣洗工艺的ＳＰＨＣ钢卷力学性能相对 稳定，屈服强度在２７０～３２５ ＭＰａ范围内，抗拉强度在 ３６５－４００ ＭＰａ范围内，延伸率在３７．５％￣４５．５％之间， 左欢，作者简介 ２００７年毕业于内 大ｌ学冶金工程专业，现在天铁 。 热轧板公司炼钢作业部从事转炉炼钢工作苕 一一牙 一一一一牙 一一一一努 一努 一努 一 《天津冶金》编辑部关于版权的声明 本－Ｔ０已许可中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数 字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该社著作权使用费与本刊稿酬一并支 付。作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意我社上述声明。 黼 榭 蝴杯端 端＃ 辫桷 端张 强 榴瑚 鞴 蛳 腓 ％ ∞ ％ 搿 螂 ＃蝴 蝴 糍穗 龇 龇摊 Ｍ 蟛 她辅 ＃ （产品开发与生产工艺优化） 一１５—
