45號(hào)圓鋼精煉渣系優(yōu)化研究

曹瑩瑩

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司二鋼軋廠，河北 宣化075100）

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（以下簡(jiǎn)稱宣鋼）45號(hào)圓鋼冶煉初期，采用三元渣系（CaO-SiO2-A12O3），精煉渣成分如下：堿度≥3，w（CaO）45%～55%，w（SiO2）≤17%，w（A12O3）=15%～25%，w（MgO）=6%～9%，w（FeO+MnO）≤1%。該精煉渣系在冶煉過程中成渣速度慢，渣況不理想；渣中二氧化硅含量高，爐渣堿度低，還原性差，吸附鋼水夾雜物能力弱。本文通過對(duì)精煉渣系進(jìn)行優(yōu)化，縮短造渣時(shí)間，改善埋弧效果，保證了鋼水的可澆性，提高了產(chǎn)品的成材率。

1 精煉渣系優(yōu)化

1.1 造渣工藝優(yōu)化

在45號(hào)圓鋼生產(chǎn)初期，精煉渣料全部在精煉工序加入，由于加入的物料多，精煉化渣時(shí)間長(zhǎng)，成渣速度慢[1]。因此，在生產(chǎn)中對(duì)精煉造渣工藝進(jìn)行優(yōu)化。

第一次優(yōu)化：在轉(zhuǎn)爐出鋼的過程中，將500 kg精煉白灰和100 kg螢石球提前加入到鋼包中，利用轉(zhuǎn)爐出鋼鋼流的沖擊、鋼水顯熱和吹氬攪拌作用，促進(jìn)渣料熔化。

第二次優(yōu)化：渣料加入時(shí)機(jī)保持不變，對(duì)渣料成分進(jìn)行微調(diào)，增加500 kg精煉渣，將精煉白灰的使用量從每爐500 kg降低到每爐300 kg。

現(xiàn)各以10爐45號(hào)圓鋼的生產(chǎn)為例，統(tǒng)計(jì)其優(yōu)化前后各爐次精煉化渣時(shí)間如圖1所示。

由圖1可以看出，優(yōu)化前，精煉化渣時(shí)間平均在12 min左右，第一次優(yōu)化后，通過向鋼包內(nèi)提前加入精煉白灰和螢石球，減少了LF爐加入的灰量，其化渣時(shí)間平均在10 min左右，較優(yōu)化前縮短了2 min。第二次優(yōu)化后，通過向鋼包內(nèi)提前加入精煉渣，充分發(fā)揮其助熔的作用，加快了鋼包渣的熔化速度，化渣時(shí)間平均在8 min左右，較之前又縮短了2 min。

圖1 工藝優(yōu)化前后精煉化渣時(shí)間

1.2 精煉脫氧劑的優(yōu)化

45號(hào)圓鋼精煉脫氧劑優(yōu)化前，轉(zhuǎn)爐出鋼w（C）保持在0.15%～0.30%之間，轉(zhuǎn)爐工序[2，3]使用鋁錳鈦脫氧配鋁，在轉(zhuǎn)爐出鋼后期加入500 kg精煉渣、300 kg精煉白灰、100 kg螢石球，精煉到站溫度比液相線溫度高40℃左右。精煉供電前向鋼包爐加入1 300 kg精煉白灰和300 kg鋁礬土，通電化渣。

通電4～5 min，根據(jù)渣厚及定氧值投入70%的脫氧劑（全部鋁粒和碳化硅），并根據(jù)埋弧情況加入電石，保證埋弧效果。通電10 min左右取樣，用渣桿粘取少量渣樣，冷卻后觀察渣樣呈黑色，渣樣外觀薄，帶有玻璃光澤，爐渣黏度偏低。連續(xù)抽取10爐渣樣送化驗(yàn)室檢驗(yàn)，渣樣中w（FeO+MnO）平均值為2.05%，爐渣氧化性強(qiáng)。渣中w（SiO2）的平均值為11.35，堿度平均在4.37左右。

二次供電后，為了繼續(xù)保持白渣的還原性，向鋼包爐內(nèi)加入電石、碳化硅等脫氧劑，保持白渣。在二次供電結(jié)束后，對(duì)應(yīng)抽取以上分析的10爐渣樣送化驗(yàn)室檢驗(yàn)，用渣桿粘取少量渣樣，冷卻后觀察渣樣呈灰白色或灰色，渣樣外觀薄，帶有玻璃光澤，爐渣堿度偏低。渣樣中w（FeO+MnO）平均值為0.73%，渣中w（SiO2）的平均值為13.75，堿度平均在4左右。

優(yōu)化后，在其他條件不變的前提下，根據(jù)成渣、埋弧、脫氧情況使用強(qiáng)緩釋脫氧劑配合鋁渣、碳化硅、鋁粒進(jìn)行脫氧。強(qiáng)緩釋脫氧劑的理化指標(biāo)如表1所示。

表1 強(qiáng)緩釋脫氧劑的理化指標(biāo) %

精煉供電4～5 min，利用鋁粒和強(qiáng)緩釋脫氧劑對(duì)爐渣進(jìn)行脫氧，精煉一次供電10 min（加完強(qiáng)釋緩脫氧劑2～4 min）后，抬電極爐渣全熔；發(fā)泡埋弧效果良好，黏渣厚度1～2 mm。用渣桿粘取少量渣樣，冷卻后觀察渣樣為白渣，成渣時(shí)間提前5 min以上；爐渣還原性在程度和頻率上均高于未實(shí)驗(yàn)爐次。爐渣發(fā)泡埋弧效果良好，精煉過程爐渣持續(xù)發(fā)泡，在不補(bǔ)加脫氧劑條件下爐渣發(fā)泡保持時(shí)間在15 min以上。優(yōu)化后渣樣中w（MnO）的平均值為0.20%，渣中w（SiO2）平均值為8.71%，堿度平均在6.38左右，較優(yōu)化前45圓鋼精煉渣相比，渣樣中w（MnO）降低了0.07%，爐渣還原性變好，渣中w（SiO2）降低了6.7%，堿度均值提高了2.84，優(yōu)化后大大降低了渣中氧化鐵含量，這說明優(yōu)化后精煉渣系的精煉效果較好。優(yōu)化后鋁元素整體控制穩(wěn)定，剔除第一爐，方坯全鋁平均值為109×10-6，較單加精煉渣方案鋁控平均提高4×10-6。

2 實(shí)施效果

宣鋼45號(hào)圓鋼冶煉過程中，初步確定終渣中w(A12O3)在15%～30%之間，現(xiàn)各以8爐45號(hào)圓鋼為例，渣系優(yōu)化前后精煉終渣中w（A12O3）如圖2所示。

圖2 渣系優(yōu)化前后渣中w(A12O3)

由圖2可知，原有渣系中，精煉終渣w（A12O3）在14.4%～18.62%間波動(dòng)，平均為17.60%，渣系調(diào)整后，精煉終渣w（A12O3）在23.41%～28.28%之間波動(dòng)，平均值在25.43%左右，精煉爐渣的流動(dòng)性較之前明顯改善，精煉效果良好。在渣系優(yōu)化后，精煉過程平均吸氮量較渣系優(yōu)化前降低了0.004 8%，埋弧效果明顯改善。

3 結(jié)論

1）精煉造渣工藝優(yōu)化后較優(yōu)化前造渣時(shí)間縮短了5 min。

2）利用鋁粒和強(qiáng)緩釋脫氧劑對(duì)爐渣進(jìn)行脫氧，爐渣全熔且埋弧效果良好，黏渣厚度1～2 mm，精煉過程爐渣持續(xù)發(fā)泡，在不補(bǔ)加脫氧劑條件下爐渣發(fā)泡保持時(shí)間在15 min以上，優(yōu)化后鋁元素整體控制穩(wěn)定，方坯全鋁平均值為109×10-6，鋁控平均提高4×10-6。