馬鋼低氧條件下的RH高效脫碳實(shí)踐

熊華報(bào)

(馬鋼股份公司四鋼軋總廠 安徽馬鞍山 243000)

為追求各工序全系統(tǒng)高效運(yùn)行，“緊湊型、準(zhǔn)時(shí)化”高效理念在馬鋼四煉鋼廠生產(chǎn)中得到充分體現(xiàn)。原超低碳鋼RH本處理脫碳時(shí)間高達(dá)18 min，為促進(jìn)工序協(xié)同，實(shí)現(xiàn)效能提升一體化，現(xiàn)針對(duì)IF鋼RH脫碳工藝進(jìn)行了探索。

1 設(shè)備及工藝參數(shù)

四煉鋼廠300噸RH一期于2007年9月投產(chǎn)使用，極限真空度20 Pa，67 Pa條件下的真空抽氣能力1200 kg/h。設(shè)備及工藝參數(shù)見表1、表2。

表1 關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)

表2 關(guān)鍵工藝參數(shù)

2 真空脫碳關(guān)鍵因素及改善試驗(yàn)

2.1 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)低氧含量冶煉工藝

轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹具備吹煉平穩(wěn)、化渣快、不易噴濺、鋼水氧化性相對(duì)較低等諸多優(yōu)勢(shì)，是降低煉鋼生產(chǎn)成本、提高鋼水質(zhì)量和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的有效途徑。馬鋼四鋼軋300 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用北京鋼鐵研究總院專利產(chǎn)品雙環(huán)縫式底吹供氣元件，每座轉(zhuǎn)爐安裝12個(gè)雙環(huán)縫式底吹供氣元件，每個(gè)供氣元件有獨(dú)立的氣體流量自動(dòng)化調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐采用復(fù)吹工藝后，熔池?cái)嚢杈鶆?，同時(shí)能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)底部供氣強(qiáng)度，控制轉(zhuǎn)爐內(nèi)的攪拌力，底吹強(qiáng)度優(yōu)化前后對(duì)比如下表。

表3 超低碳鋼底吹模式設(shè)定

通過轉(zhuǎn)爐底吹模式優(yōu)化，制定合理的濺渣護(hù)爐制度，超低碳鋼轉(zhuǎn)爐碳氧積由0.0022降低至0.0016，IF鋼轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]：0.025-0.045%，[O]：350 ppm-500 ppm，平均終點(diǎn)氧410 ppm，爐后加入環(huán)保改性劑80 kg-200 kg，渣中全鐵含量10%-16%，為RH自然脫碳創(chuàng)造了良好條件。

2.2 真空度

在一定條件下，真空度越高，與之對(duì)應(yīng)的鋼中碳含量越低，脫碳效果越好。在脫碳前期，快速提高真空度可提高鋼水環(huán)流量，有利于脫碳反應(yīng)進(jìn)行。四煉鋼廠真空泵設(shè)備采用三級(jí)增壓五級(jí)蒸汽噴射泵，可在5min內(nèi)快速將真空度降低至0.6mbar以下，具備高效脫碳基礎(chǔ)。

2.3 爐渣氧化性對(duì)脫碳的影響試驗(yàn)

通過調(diào)整轉(zhuǎn)爐爐后改質(zhì)工藝，渣中全鐵含量控制在8%-14%，適當(dāng)提高了爐渣氧化性，在冶煉IF鋼時(shí)對(duì)RH不同脫碳時(shí)期取樣跟蹤，爐渣氧化性與RH脫碳速率的關(guān)系曲線如下圖1。

圖1 爐渣氧化性與脫碳速率的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在其余工況相同條件下，爐渣氧化性升高，隨著脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，渣-鋼界面氧平衡被打破，爐渣中的氧向鋼水中傳遞，RH前期脫碳速率明顯加快，脫碳結(jié)束時(shí)刻提前至真空處理13 min-15 min，相比原工藝，深脫碳時(shí)間可縮短4 min。

2.4 提升氣體流量對(duì)深脫碳的影響試驗(yàn)

真空處理開始后，隨著真空度的快速下降，碳氧反應(yīng)劇烈，為減少真空槽內(nèi)噴濺，脫碳前期提升氣體流量不易過大；在脫碳中期，隨著碳氧含量的快速下降，適當(dāng)提高提升氣體流量可提高鋼水環(huán)流量，有利于脫碳反應(yīng)的進(jìn)行。優(yōu)化前后提升氣體流量見下表4。

表4 不同脫碳階段提升氣體流量

不同提升氣體模式下RH脫碳過程見下圖2。

圖2 不同提升氣體模式下脫碳速率

提升氣體模式優(yōu)化后，統(tǒng)計(jì)IF鋼生產(chǎn)實(shí)績(jī)，脫碳結(jié)束[C]>12 ppm的比例由原來的27.2%下降至12.5%，RH處理周期由原來的30 min下降至25 min，改善效果明顯。

3 結(jié)論

轉(zhuǎn)爐強(qiáng)底吹工藝可顯著降低碳氧積，保障了低氧出鋼，為RH進(jìn)站提供較好條件。

渣中全鐵含量越高，RH脫碳速率越快。

優(yōu)化RH脫碳期提升氣體流量，可顯著提高脫碳效率和脫碳的穩(wěn)定性，IF鋼RH處理周期縮短5 min。