含鋁鋼精煉造渣成分的優(yōu)化實(shí)踐

陳 濤

（攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司，四川 攀枝花617000）

1 前 言

某鋼廠現(xiàn)用鋼包精煉調(diào)渣劑采用鋁酸鈣+Al為主要組分進(jìn)行鋼包調(diào)渣，使用過(guò)程存在的問(wèn)題是由于化渣效果不理想，需要補(bǔ)加一定量的螢石，造成冶煉成本增加，同時(shí)加劇鋼包侵蝕。對(duì)現(xiàn)有精煉渣組分進(jìn)行調(diào)整以?xún)?yōu)化含鋁鋼精煉造渣工藝，達(dá)到降低精煉成本的目的；同時(shí)考察造渣工藝優(yōu)化后鋼水質(zhì)量的控制，以及優(yōu)化前后的成本對(duì)比情況［1］。

2 試 驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原料

根據(jù)廠家提供材料，高鋁調(diào)渣劑和原調(diào)渣劑指標(biāo)見(jiàn)表1，改進(jìn)型調(diào)渣劑作用主要是調(diào)整產(chǎn)品中的Al2O3含量，同時(shí)降低CaO要求指標(biāo)。

表1 調(diào)渣劑指標(biāo)對(duì)比 %

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)采用改進(jìn)型調(diào)渣劑替代原調(diào)渣劑，試驗(yàn)全程不添加螢石，其余渣料不變。所有渣料加入方式和加入量與原工藝一致。在煉鋼工序中，試驗(yàn)和對(duì)比爐次調(diào)渣劑加入量相同，均為200 kg/爐；試驗(yàn)爐次不加螢石，而對(duì)比工藝螢石加入量平均為120 kg/爐。在精煉工序中，試驗(yàn)和對(duì)比爐次均按要求加入了200 kg調(diào)渣劑；試驗(yàn)爐次不加螢石，而對(duì)比爐次螢石加入量平均為142 kg/爐。

3 結(jié)果及討論

3.1 精煉渣系控制

精煉工序鋼包渣組成控制情況見(jiàn)表2。

表2 鋼包渣組成控制 %

由表2可見(jiàn)，與原工藝相比，試驗(yàn)的爐次渣中Al2O3平均含量提高到了29.3%，提高了4.2個(gè)百分點(diǎn)；CaO/Al2O3比值平均為1.9（推薦值1.7～2.0），曼內(nèi)斯曼指數(shù)MI（MI=CaO/（Al2O3·SiO2））平均為0.22（推薦值0.2～0.4），渣系組成控制理想，有利于提高鋼水的潔凈度。

因試驗(yàn)爐次未加螢石，對(duì)鋼包渣的熔點(diǎn)進(jìn)行了檢測(cè)，鋼包渣的軟化溫度、半球溫度和流動(dòng)溫度均在1 370℃以下，而精煉過(guò)程鋼水溫度都在1 500℃以上。

3.2 鋼中［S］控制

試驗(yàn)爐次鋼水過(guò)程硫含量見(jiàn)表3。

表3 鋼水過(guò)程硫控制情況 %

由表3可見(jiàn)，從小平臺(tái)到成品，試驗(yàn)渣料在LF精煉過(guò)程具有顯著的脫硫效果，且與對(duì)比爐次相比，精煉脫硫率更高，在28.0%～84.0%，平均為59.1%，對(duì)比爐次平均脫硫率為51.5%，滿(mǎn)足鋼種要求。由此可見(jiàn)，該渣系具有較強(qiáng)的脫硫能力，其原因是渣中Al2O3可與2CaO·SiO2反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的鈣鋁酸鹽［1］，從而減少CaO表面2CaO·SiO2的生成，增加S直接與CaO接觸的機(jī)會(huì)，促進(jìn)脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。

3.3 鋼中T［O］控制

對(duì)于鋁脫氧鋼而言，鋼中T［O］含量代表了以Al2O3為主的小型夾雜物的含量，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)Al2O3夾雜物的吸附去除，需要先形成鋁酸鈣渣系［1-2］，因?yàn)殇X酸鈣渣系與Al2O3的界面張力更小，更容易吸附鋼水中上浮的Al2O3夾雜進(jìn)入渣中。而本次試驗(yàn)中提高鋼包渣Al2O3的含量，就是為了在精煉前期形成鋁酸鈣渣系，以改善鋼水脫硫、脫氧、去夾雜的精煉效果。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)爐次中包T［O］平均為0.001 1%；N含量平均為0.005 6%；對(duì)比爐次T［O］控制在平均為0.001 2%，N含量平均為0.008 2%。精煉渣系優(yōu)化后，顯著提高了鋼水的潔凈度。

3.4 夾雜物控制

典型爐次夾雜物照片見(jiàn)圖1、圖2。夾雜物能譜成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖1 電鏡掃描圖像704023（20CrMnTiH）

圖2 電鏡掃描圖像704115（34CrMo4）

鑄坯經(jīng)過(guò)軋制后，軋材T［O］在0.000 7%～0.001 3%，平均為0.001 0%，而原工藝下軋材T［O］控制在0.001 0%～0.001 5%，平均為0.001 2%，高于試驗(yàn)爐次。

表4 704115鑄坯夾雜物能譜成分 %

3.5 效益分析

精煉渣系優(yōu)化后不再加入螢石，因此，經(jīng)濟(jì)效益主要由2部分組成：1）取消螢石產(chǎn)生的直接效益，測(cè)算效益為2.4元/t鋼；2）取消螢石后可明顯減輕或避免螢石對(duì)鋼包的浸蝕，從而提高其使用壽命，降低耐材成本，測(cè)算效益為4.01元/t鋼。

精煉渣系優(yōu)化后，可提高鋼水潔凈度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高攀鋼產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，取消螢石后，可避免對(duì)人體的危害，減少對(duì)環(huán)境的污染，社會(huì)效益顯著。

4 結(jié)論

4.1 精煉渣系優(yōu)化后，CaO/Al2O3比值平均為1.9，曼內(nèi)斯曼指數(shù)MI平均為0.21～0.22；鋼包渣熔點(diǎn)控制在1 370℃以下，熔化效果良好，渣系組成及性能控制理想。

4.2 通過(guò)精煉渣系優(yōu)化，試驗(yàn)爐次精煉脫硫率在28.0%～84.0%，平均為59.1%，脫硫效果比原工藝更為顯著。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)爐次中包T［O］均＜對(duì)比爐次；鋼水潔凈度顯著提高。