鋼水鈣處理對連鑄鋼澆鑄性能的影響

1、鈣處理對連鑄鋼澆鑄性能的影響 1. 引言煉鋼過程的重要任務(wù)不僅是要控制好鋼水的化學(xué)成分而且還要控制鋼中的非金屬夾雜物，進(jìn)而確保鋼的純凈度，連鑄鋼的澆鑄性能、組織、特性與非金屬夾雜物的關(guān)系非常密切。由于鋁能有效地將鋼液中的氧降到較低水平，所以它作為強(qiáng)脫氧劑在煉鋼過程中被廣泛采用，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，在1600溫度條件下，與0.02%酸熔鋁平衡的氧含量大約為31044104。但是用鋁脫氧后在鋼中形成大量的三氧化二鋁，由于三氧化二鋁很難從鋼中去除干凈，在澆鑄時很容易粘附在水口壁上引起水口堵塞從而澆鑄過程的中斷，為了解決這個問題，常用的方法是對鋼水進(jìn)行鈣處理，通過對鋼中加入一定的鈣，使得高熔點(diǎn)的三氧化二鋁

2、與氧化鈣結(jié)合形成低熔點(diǎn)的鋁酸鈣，從而大大提高鋼液的澆鑄性能。對于熱軋或厚板向的產(chǎn)品，為了改善鋼材性能，尤其是要減少硫化錳夾雜的形成，通常也采用對鋼水進(jìn)行鈣處理的方法。另外通過鈣處理還可以對鋼水進(jìn)行脫硫?？傊}冶金技術(shù)在現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)過程中已應(yīng)用得非常普遍，但是鈣處理如果控制不當(dāng)，不僅不能達(dá)到預(yù)期的冶金效果，反而會惡化鋼的澆鑄性能。2. 鈣處理鋼水口堵塞物的分析寶鋼一煉鋼在澆注某些鈣處理的鋼種時，曾一度發(fā)生鋼包水口結(jié)瘤現(xiàn)象，出現(xiàn)鋼 包水口通鋼量越來越小從而造成中間包內(nèi)鋼水重量持續(xù)下降，無法滿足正常拉速下的澆注作業(yè)，不得不降低拉速來確保中間包內(nèi)一定的鋼水重量，嚴(yán)重時造成澆注中斷，影響整個煉鋼生產(chǎn)的節(jié)

3、奏。以下以澆注erw用鋼時產(chǎn)生的水口堵塞物為例來分析水口堵塞的原因。表1為發(fā)生水口堵塞爐次的鋼水成分。鋼包澆注結(jié)束后將凍結(jié)在水口中的鋼柱取出、鋸斷并經(jīng)酸洗后可看到堵塞的情況，見圖1，中間白色的部分為鋼，周圍黑色的部分為堵塞物。通過用s500a掃描電鏡和link isis能譜儀對周圍黑色堵塞物進(jìn)行分析表明，堵塞物成分主要是al、ca、o，形貌和譜線見圖2、圖3。根據(jù)能譜分析結(jié)果，可以推斷出堵塞物的成分主要是cao2al2o3，其熔點(diǎn)為1750，在鋼液中呈固相存在。也就是說，該爐鋼雖經(jīng)鈣處理，但由于形成了高熔點(diǎn)的復(fù)合化合物，并未改善鋼水的澆鑄性能。表1 水口堵塞爐次的鋼水成分c si mn p s

4、 al ca 0.088 0.8 0.79 0.017 0.0046 0.020 0.0015 圖1 水口堵塞照片 圖2 堵塞物形貌 圖3 堵塞物成分譜線 3. 通過鈣處理改善連鑄鋼澆鑄性能的原理改善連鑄鋼澆注性能的常用方法有：（1）將非金屬夾雜物去除到極低水平。（2）對非金屬夾雜物進(jìn)行變性處理，即鈣處理，以減輕和消除它的有害影響。據(jù)uesing1報(bào)道，將軸承鋼的總鋁與酸熔鋁控制在同一水平0.0180.004%，連鑄澆鑄時不會發(fā)生水口堵塞。鈣處理工藝是20世紀(jì)70年代開始逐步在連鑄鋼上進(jìn)行應(yīng)用的，其目的之一就是避免形成固態(tài)的三氧化二鋁，添加一定量的鈣可以將固態(tài)三氧化二鋁變?yōu)橐簯B(tài)，從而減輕水口堵

5、塞；另外鋼中加鈣后，可以避免形成長條狀的硫化物夾雜從而改善鋼的各向異性。由于鈣的密度較低、在鋼中的溶解度小、鈣的蒸氣壓較大、沸點(diǎn)低、高揮發(fā)性和化學(xué)活性，使得往鋼中加鈣時收得率很低，而且受鋼水脫氧情況、鋼包中的渣量等因素影響，在實(shí)際大生產(chǎn)中要穩(wěn)定控制鋼中的鈣含量難度較大。目前工業(yè)大生產(chǎn)中常用的向鋼中加鈣的方法有兩種：一是噴粉；二是喂絲。噴粉技術(shù)的粉劑制備、輸送、防潮的條件要求較高，設(shè)備投資較大，且噴粉易導(dǎo)致鋼中增氫、增氮、溫降大，而喂絲不僅可以達(dá)到噴粉的效果且大大克服了噴粉的缺點(diǎn)，因此喂絲技術(shù)在八十年代得到了迅速推廣。根據(jù)cao-al2o3二元相圖可知，當(dāng)這兩種氧化物相互溶解后，液相線溫度大大降

6、低，因此溶解的鈣與三氧化二鋁反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的液態(tài)cao-al2o3夾雜物，就可以顯著改善鋼水的澆鑄性能，反應(yīng)式可表示如下：3ca + (al2o3) 2al + 3(cao) (1)當(dāng)鋼中含硫較高時，還會發(fā)生下列反應(yīng)：ca + s (cas) (2)對于鈣處理鋼，造成水口堵塞的因素有兩個：一是鈣加入量不夠，本文前面分析的水口堵塞物就屬于這種情況，在向鋼水中加鈣的過程中，隨著鋼水中鈣含量的不斷增加，夾雜物中鈣的含量也在增加，見圖42，形成的復(fù)合夾雜物依次為ca6、ca2、ca、c12a7、c3a（c與a分別代表cao和al2o3），其中前兩個的熔點(diǎn)均在1700以上，在實(shí)際大生產(chǎn)中必須加以避免，從

7、圖4還可以看出，鋼中鈣含量達(dá)15104左右時，相應(yīng)夾雜物中鈣的含量在15左右，此時形成的主要是高熔點(diǎn)的cao2al2o3夾雜物，這與本文前面介紹的用link isis能譜儀對堵塞物分析結(jié)果完全一致，因此鈣處理必須確保向鋼中加入足夠量的鈣，根據(jù)圖4可以初步推測鋼中鈣含量至少大于25104時，才不會導(dǎo)致鋼水澆鑄性能的惡化。圖4 鋼中鈣含量與夾雜物中鈣含量的關(guān)系圖5 鋼中鋁、硫含量對形成cas的影響另外一個造成水口堵塞的因素就是鈣的加入量過多，從而形成高熔點(diǎn)的cas（熔點(diǎn)為2450），此時同樣會惡化鋼水的澆鑄性能。圖53為不同溫度條件下鋼中硫、鋁含量對形成cas的影響，隨著鋼中鋁含量的增加，氧的活度

8、降低，有利于硫化物的形成；隨著鋼中硫含量的增加，有利于形成高熔點(diǎn)的cas；鋼水溫度降低時，氧的活度降低，也有利于cas的形成。顯然在1550的中間包澆鑄溫度條件下，當(dāng)鋼中鋁含量為0.030%時，為了防止生成cas夾雜物，鋼中硫含量不得超過0.015%。根據(jù)以上分析可知，對于鈣處理鋼，為了確保連鑄良好的澆鑄性能，應(yīng)向鋼中加入合適含量的鈣，也就是說，加入的鈣太少或太多，均得不到理想的效果，鈣含量太低時，形成的仍是高熔點(diǎn)的復(fù)合夾雜物，此時比不進(jìn)行鈣處理的鋼澆鑄性能還差，但是鈣含量過高時，又易生成cas高熔點(diǎn)夾雜物，澆鑄性能仍比較差。圖63中的陰影部分就是鈣處理鋼的最佳控制區(qū)，在該區(qū)域形成的夾雜物全是

9、液態(tài)的，澆鑄性能最好。為了改善連鑄鋼水的澆鑄性能，并不是任何鋼種都可以采用鈣處理的方法，對于成形性要求較高的鋼種如汽車板就不適宜采用鈣處理的工藝來改善澆鑄性能，因?yàn)榻?jīng)鈣處理后形成的鋁酸鈣夾雜較硬。對于這類鋼種一般采用提高鋼水純凈度的方法來改善澆鑄性能，通過控制轉(zhuǎn)爐下渣、鋼包渣的變性處理、中間包冶金、保護(hù)澆注等措施來確保鋼的純凈度，降低鋼中的全氧含量。圖6 鈣處理最佳控制區(qū)4. 對寶鋼一煉鋼鈣處理鋼種澆鑄情況的調(diào)查寶鋼一煉鋼采用鈣處理的鋼種比較多，主要集中在管線鋼、耐候鋼等鋼種上面，過去主要使用kip來對鋼包噴粉，后來開發(fā)了喂絲工藝后，一般都采用喂sica絲來對鋼水進(jìn)行鈣處理。在過去的某一段時期

10、內(nèi)澆鑄鈣處理的鋼種時，經(jīng)常發(fā)生大包水口結(jié)瘤導(dǎo)致大包鋼水流量跟不上中間包的噸位重量，有時造成鋼水未澆完返送。圖7是鋼中含鈣量與鋼包水口結(jié)瘤的關(guān)系，可以看出，當(dāng)鈣含量大于25104時，鋼包水口結(jié)瘤的發(fā)生率大幅度下降，這個大生產(chǎn)實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與本文前面的分析非常一致。另外對鋼中鈣鋁比也進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)調(diào)查，見圖8，當(dāng)鋼中鈣鋁比大于0.09時，結(jié)瘤率也是大幅度下降，這與國內(nèi)外許多其他研究鈣冶金技術(shù)的結(jié)果是類似的。 圖7 鋼中鈣含量對水口結(jié)瘤的影響 圖8 鋼中鈣鋁比對水口結(jié)瘤的影響 值得注意的是鈣處理技術(shù)若控制不當(dāng)時，不僅對水口結(jié)瘤帶來影響，而且對連鑄結(jié)晶器內(nèi)熔融的保護(hù)渣性能以及鋼水的凝固行為也會造成很大影響

11、，如脫硫用的cao粉劑受潮時，若對鋼水噴入大量cao進(jìn)行脫硫處理，會引起鋼中h含量大幅度升高，如果加上生產(chǎn)節(jié)奏緊張，鈣處理后，后期攪拌和鎮(zhèn)靜時間不足，夾雜物上浮不充分，連鑄開澆后，保護(hù)渣性能會急劇惡化，無法保持其正常的潤滑和傳熱功能，此時結(jié)晶器內(nèi)的傳熱效果嚴(yán)重變差，結(jié)晶器銅板溫度大幅度降低（見圖9），結(jié)晶器拔熱量也明顯下降，嚴(yán)重時會造成漏鋼事故，對生產(chǎn)、設(shè)備均造成較大的損失。圖9 鈣處理不當(dāng)對結(jié)晶器傳熱的影響5. 結(jié)論對鋼水進(jìn)行鈣處理時，如果加鈣量不足，形成高熔點(diǎn)的鋁酸鈣復(fù)合夾雜物，會嚴(yán)重惡化鋼水的澆鑄性能，但是如果加鈣量過多，鋼中含硫量也高時，同樣會形成高熔點(diǎn)的cas夾雜物，也會導(dǎo)致鋼水澆鑄

12、性能變差。鋼中鈣含量大于25104，鋼中鈣鋁比大于0.09時有利于鋼水澆鑄性能的提高。鈣處理控制不當(dāng)時，不僅會惡化鋼水的澆鑄性能，而且對鋼水在連鑄結(jié)晶器內(nèi)的凝固行為帶來不良影響。將鈣加入鋼液時，重要的是鈣的釋放深度要足以防止鈣的自然蒸發(fā)。1600時鈣的蒸汽壓約1.8105pa，與在約1.6m深度的鋼水靜壓力相當(dāng)。由于鈣的蒸氣壓小，要想提高鈣的收得率，必須將鐵鈣線喂得深，一種簡單的方法就是增加喂線速度來增加鈣的釋放深度，所以必須保證較高的喂線速度，才能使鐵鈣線穿透渣層并達(dá)到一定的深度，增大鋼水對鈣的吸收，減少爐渣對鈣的損失，提高鈣的回收率。因此，喂線速度是喂線工藝的關(guān)鍵參數(shù)，喂線過快或過慢都將影

13、響合金粉劑的熔化速度和氧化程度，致使冶金效果受到影響。研究表明，芯線喂入鋼水的深度可用下式估算： 式中，h為芯線喂入鋼水深度，mm；d為芯線直徑，mm；為芯線加入速度，m/min；d為外殼鋼皮厚度，mm；a為與鋼皮材質(zhì)和鋼水溫度有關(guān)的參數(shù)。 通過理論計(jì)算及生產(chǎn)實(shí)踐，鐵鈣線的喂入速度取2.05.0m/s比較合適。喂鐵鈣線前鋼中硫含量的控制 在鈣處理鋁鎮(zhèn)靜鋼中，隨著溫度的降低，鈣有可能會與硫反應(yīng)生成cas，這有可能造成鋼水在流經(jīng)水口時由于溫度的降低析出cas夾雜物。特別是鋼水從精煉結(jié)束到連鑄中包，溫度下降了近50。在精煉階段沒有生成cas，隨著溫度的降低，在連鑄階段有可能生成cas。理論計(jì)算表明，

14、1873k時，在12ca07al2o3態(tài)下為避免生成cas，鋼水中w(s)要低于0.017%。故低碳低硅高鋁冷墩鋼生產(chǎn)過程中，采用鐵水預(yù)處理脫硫結(jié)合lf造渣精煉脫硫工藝，保證了鋼中w(s)小于0.015%。 生產(chǎn)實(shí)踐也表明，喂線前鋼中的硫含量較高時，會消耗一部分鈣進(jìn)行脫硫，降低了鈣的回收率。我們統(tǒng)計(jì)了喂線前高硫和低硫情況下的鈣的回收率，結(jié)果表明，當(dāng)鋼中w(s)0.008%時，鈣的平均回收率為12.77%；當(dāng)鋼中w(s)0.009%時，鈣的平均回收率為8.91%，故生產(chǎn)中應(yīng)盡量降低鋼中硫含量，鈣才能對鋼中氧化鋁夾雜物進(jìn)行有效的變性。所以當(dāng)喂線前鋼中硫較高時，特別是當(dāng)w(s)超過0.008%時，必

15、須適當(dāng)提高喂線量，以達(dá)到較好的處理效果。鈣的脫氧能力很強(qiáng)，鋼中的酸溶鋁較低時，鋼中的氧活度也較高，要消耗一部分鈣進(jìn)行脫氧，降低了鈣的回收率。隨著喂線前鋼中酸溶鋁含量的增加，鈣的回收率逐漸提高。當(dāng)鋼中w(als)控制過高，超過0.04%時，鋼中的酸溶鋁很容易與渣中的氧結(jié)合，也會還原渣中sio2和mno等化合物，使鋼液中聚集的al2o3增加。同時，過高的酸溶鋁含量還會增加鋼液在澆鑄時的二次氧化，產(chǎn)生滯留在鋼中的al2o3夾雜。另外，鋼中酸溶鋁含量過高，會導(dǎo)致中包鋼水鈣鋁比小于0.09，從而嚴(yán)重影響了鈣處理的效果。由于錳硅比較低，生成sio2結(jié)瘤。為此，試驗(yàn)推廣應(yīng)用硅鋁鋇脫氧，確定了根據(jù)終點(diǎn)碳及終點(diǎn)

16、溫度加入適量硅鋁鋇脫氧，使鋼中的鋁含量最終在0.006%-0.010%之間，既保證了鑄坯不產(chǎn)生皮下氣泡，又保證了鋼水澆注不結(jié)瘤；調(diào)整鋼中錳硅比，使錳硅比大于2.7，減少后吹次數(shù)，最終減少了因鋼中生成sio2而造成的中間包水口結(jié)瘤。lf爐脫硫是在還原渣條件下進(jìn)行的，因而其脫硫效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)爐，其反應(yīng)主要發(fā)生在爐渣和鋼水界面之間，通過鋼渣反應(yīng)，使硫由鋼水向爐渣的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，其基本反應(yīng)為：fes+(cao)(cas)+(feo)。減少中間包水口堵塞的生產(chǎn)實(shí)踐在澆注低碳高鋁鋼時 ,造成中間包水口堵塞物呈明顯的 3層結(jié)構(gòu) ,從內(nèi)到外分別為堆積狀 al 2o3疏松層、 網(wǎng)狀 al 2o3致密層和脫碳層 1

17、 。網(wǎng)狀 al 2o3致密層和脫碳層是中間包水口耐材與鋼水反應(yīng)的產(chǎn)物（應(yīng)該是7鋁12鈣）,其厚度達(dá)不到堵塞水口的程度 ,在澆注其他鋼種時也容易形成;而堆積狀 al 2o3 主要是通過吸附鋼水中夾雜的 al 2o3而形成 ,是水口堵塞的主要原因。20crmntih水口堵塞物部分成分成分 feo sio2 cao al2o3 tio2 cr2o3含量 /% 511 45 1014 2026 1228 35當(dāng) w (ca) /w (al) 在 0.1 0.15 時 , 生成的產(chǎn)物中 cao 2al 2o3、12 cao7 al 2o3 所占比例大 , 從而改善鋼液流動性 , 可完全避免水口堵塞。根據(jù)

18、此理論 ,根據(jù)鋼水中酸溶鋁含量計(jì)算出硅鈣線喂入量 , 同時硅鈣線喂入速度 5m / s, 保證喂線效果和喂線后的軟吹效果。并通過鋼水中全 al和 al s含量差進(jìn)行判斷鈣處理的效果。al 2o3 夾雜上浮好 , 鋼水中全 al和 al s相差越小。減少 ti o2。主要控制好喂鈦線 , 提高ti回收率。喂線前 , 保證黃白渣, 控制鋼中氧含量 5ppm, 減少 ti氧化;要獲得較好的吸附夾雜能力 , 對精煉渣要求:高堿度; 流動性好; 保證一定的渣層。對爐渣成分要求: 3.2.1cao: 渣中 cao 應(yīng)盡可能高 , 堿度越高 , 爐渣吸附夾雜的能力越強(qiáng)。3.2.2si o2 : 精煉盡量減少

19、 si o2含量。影響堿度; 增加 al和 ti的燒損。3.2.3al 2o3 : 渣中 al 2o3 越高 , 鋼水流動性越好 , 但過高對吸附 al 2o3不利 , 造成連鑄套眼。3.2.4caf2 : 調(diào)整渣的流動性 , 研究表明:精煉渣的流動性好, 可以降低渣中不穩(wěn)定氧化物,促進(jìn)夾雜上浮 , 提高 al利用率。經(jīng)過對精煉白渣和澆鑄效果研究得出精煉渣最佳組分 (表 2)。表 2 精煉渣最佳組分成分 feo sio2 cao al2o3 caf2含量 /% 0.8 1520 4853 510 1012造出良好的渣系后 ,還必須規(guī)范精煉吹氬制度:兩次大氬氣攪拌 ,促進(jìn)夾雜物碰撞長大 ,有利上

20、浮;保證軟吹時間和效果 ,讓各種夾雜能夠充分上浮。2提高精煉脫硫效率的改進(jìn)措施2.1改進(jìn)精煉造渣還原工藝2.1.1精煉頂渣配加出鋼前向鋼包配加適量頂渣，利用鋼流沖擊動能及鋼水顯熱將頂渣熔化，有利于鋼包精煉渣前期熔化，減少了在lf加人的渣量，縮短了lf化渣時間。為保證加入石灰有效熔化，經(jīng)多次試驗(yàn)，采用了石灰：螢石為4：1比例混合渣料，在精煉跨吹氬平臺上部出鋼主線位設(shè)稱量加料設(shè)備，在出鋼前按規(guī)定量分散加入鋼包，加入后的頂渣對鋼包內(nèi)渣子起到改質(zhì)及預(yù)脫氧的作用，使頂渣堿度提高，氧化性降低，起到了早化渣，預(yù)脫氧和預(yù)脫硫的效果。2.1.2精煉還原劑改進(jìn)為進(jìn)一步降低成本，提高lf爐脫硫效率，試驗(yàn)應(yīng)用了高品位

21、粉狀sic造還原渣，在精煉過程中代替鋁粒灑到爐渣表面，配合合理地吹氬攪拌，進(jìn)行還原渣造渣工藝操作，取得了良好的使用效果。1)使用高品位粉狀sic造還原渣，si和c元素均能迅速脫出爐渣中氧，從而形成還原渣，同時形成sio2與前期加人頂渣反應(yīng)，進(jìn)一步促進(jìn)了化渣。2)使用高品位sic造還原渣，由于co反應(yīng)形成氣泡，使流動性良好的爐渣發(fā)泡，增大了鋼渣接觸面，提高了鋼渣反應(yīng)脫硫能力，同時提高了爐渣吸附夾雜能力和減少了鋼水吸氣。3)精煉過程適時加人sic造還原渣產(chǎn)生co氣體能持續(xù)保持爐氣的還原性，防止?fàn)t渣中(feo)上升。4)適時加入sic造還原渣泡沫比加入發(fā)泡劑持續(xù)穩(wěn)定，使電極埋弧效果良好，電極加熱和保

22、溫效果提高，同時有效避免了電極加熱造成的鋼水增c現(xiàn)象。5)原生產(chǎn)中鋁粒加入量為08kgt，噸鋼成本為14元。調(diào)整脫氧劑后實(shí)際使用平均sic噸鋼2kg，使用成本為55元，比使用鋁粒降低成本85元噸鋼。取樣化驗(yàn)使用sic爐次，爐渣脫氧效果、爐渣堿度、流動性和脫硫效果良好。2.2精煉過程溫度控制lf爐提溫是在非氧化性氣氛下利用電弧加熱來提高鋼水溫度，補(bǔ)償處理過程鋼水溫降及造渣、合金化的吸熱，便于形成有利于脫硫、脫氧、去除夾雜的鋼包渣。還可以精確控制溫度，為連鑄機(jī)提供溫度合適的鋼水溫度。脫硫反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，提高溫度有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，同時加熱使渣產(chǎn)生較高的溫度，較好地提供了脫硫反應(yīng)的熱力學(xué)條件。

23、但過分提高鋼水爐渣溫度，不利于鋼包包襯使用壽命的提高和電耗成本控制。根據(jù)實(shí)際情況對精煉過程溫度控制制定了規(guī)范：1)為保證精煉前期化渣脫硫，適當(dāng)提高鋼水到站溫度，從制度上規(guī)定鋼水進(jìn)lf爐溫度控制在1560以上。2)鋼水到站后迅速提溫操作，避免加渣料造成的鋼水和渣子溫降，保持精煉過程鋼水溫度在15801590之間。3)過程采用頻繁短時間提溫，目的是保持鋼水爐渣溫度的穩(wěn)定性，避免溫度大幅度波動，保證渣子有效活性，促進(jìn)爐渣脫硫去夾雜。4)出站前將鋼水溫度提高到規(guī)定到站溫度的10以上，軟吹氬5min，開出鋼水上鑄機(jī)。2.3優(yōu)化吹氬工藝控制要提高脫硫率，除熱力學(xué)上的保證外，還要改善反應(yīng)的動力學(xué)條件，而底吹

24、氬系統(tǒng)正好做到了這一點(diǎn)，增大了鋼渣接觸面積及反應(yīng)的碰撞機(jī)率，使反應(yīng)充分進(jìn)行。原包吹氬系統(tǒng)為單管控制雙磚，實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)因管子開裂、碰壞或因透氣磚的透氣性較差造成鋼包不透氣和透氣不良情況，影響了吹氬效果，實(shí)際透氣率為97左右。為此，結(jié)合水模試驗(yàn)情況，把鋼包吹氬單管改為雙管，對快速接頭進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)雙氣路控制雙磚，采用微機(jī)有效控制氬氣流量壓力，達(dá)到了透氣率100的目標(biāo)，同時有效提高了吹氬可控性。2.4精煉過程還原氣氛控制精煉還原氣氛主要受除塵抽氣量和底吹氬量影響，為保持爐蓋內(nèi)還原性氣氛，對除塵閥門設(shè)計(jì)了微機(jī)調(diào)整控制，實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)電極環(huán)煙氣外溢情況及時調(diào)整閥門開度，保持爐蓋電極環(huán)上部煙氣能溢

25、出又被收回狀態(tài)，以此保持爐內(nèi)還原氣氛。2.5爐渣性能判斷及調(diào)整由于爐渣成分化驗(yàn)滯后和運(yùn)行成本問題，實(shí)際生產(chǎn)中不能及時對爐渣進(jìn)行理化性質(zhì)檢測，而主要通過經(jīng)驗(yàn)來了解爐渣性質(zhì)并采取措施予以調(diào)整，保證爐渣最佳脫硫狀態(tài)。正常情況下lf爐渣子顏色隨著氧化性變化，渣子氧化性不同，其顏色也不同。同時爐渣堿度不同，其物理狀態(tài)也不同，因此可以利用對渣子狀態(tài)觀察來判斷其氧化性和堿度情況情況，。為及時了解渣子特性，需要對渣子外觀物理特性有所了解，實(shí)際生產(chǎn)中，使用燒氧管粘鋼包內(nèi)渣子，觀察渣子顏色形狀來判斷渣子氧化性和堿度等化學(xué)性質(zhì)，然后做相應(yīng)調(diào)整，保證爐渣合適的理化性能。3結(jié)論3.1通過對lf精煉爐脫硫工藝的改進(jìn)，有效

26、提高了lf爐脫硫能力和精煉效率，統(tǒng)計(jì)2007年共生產(chǎn)低s精煉鋼種70萬余噸，平均脫硫率為63，脫硫率在70以上爐次達(dá)到40左右，平均精煉周期為32min，滿足了生產(chǎn)精煉鋼種要求和正常的鑄機(jī)銜接。含鋁冷鐓鋼是一種高質(zhì)量的冷鐓鋼，屬于較難澆鑄的鋼種。連鑄澆鑄時，容易出現(xiàn)塞棒結(jié)瘤、水口杜塞現(xiàn)象。這是由于塞棒頭或水口耐火材料孔隙口吸附氧，同時由于高速鑄流下落運(yùn)動造成負(fù)壓，把空氣由水口耐火材料孔隙抽引到水口內(nèi)壁，與鋼液中鋁發(fā)生反應(yīng)生成al2o3。同時含鋁冷鐓鋼鈣處理時，加鈣量不足，al2o3夾雜改性不足，會生成高熔點(diǎn)、粘稠的鈣鋁酸鹽，鈣鋁酸鹽的連接粘附力是導(dǎo)致夾雜物粘附在塞棒頭的主要原因。為此需要：1）

27、、優(yōu)化脫氧操作，減少脫氧產(chǎn)生的al2o3夾雜。加入的鋁分為兩部分，一部分以al鐵合金形式加入鋼包，主要脫去鋼水中氧；一部分以鋁線加入，進(jìn)一步脫氧同時確保酸溶鋁含量，細(xì)化晶粒。2）、利用中間包促進(jìn)al2o3夾雜上浮。中間包采用擋墻，增加容量，促進(jìn)夾雜物的聚集、長大、上?。恢虚g包采用高液位操作，正常澆鑄不得低于650mm,爐與爐銜接不低于450mm，停澆液面不低于300mm。3）、強(qiáng)化全程保護(hù)澆鑄，防止鋼水二次氧化。吹氬站吹氬防止暴吹，喂鋁線后要弱吹，避免鋼中鋁被氧化。鋼包-中間包采用長水口，連接處用氬封，中間包液面加覆蓋劑，結(jié)晶器液面用保護(hù)渣，中間包-結(jié)晶器采用浸入式水口連接，防止二次氧化。4）

28、、合理的鋼水鈣處理。鈣處理時，盡量使al2o3夾雜改性徹底，喂鈣線盡量深，增加喂線速度增加鈣釋放速度。控制鋼種to/ca=0.7-1.2，范圍，確保更好地使al2o3夾雜改性為鋁酸鈣。5）、改進(jìn)塞棒材質(zhì)。降低塞棒頭部耐火材料中sio2含量，減少粘結(jié)相的產(chǎn)生，增加塞棒頭部的zro2含量，提高塞棒頭部抗鋼水沖刷侵蝕能力。鋼材中的合金與雜質(zhì)含量對其性能的影響1 對鋼材力學(xué)性能的影響1.1 雜質(zhì)的影響1.1.1 碳的影響碳與鐵可以形成一系列化合物：fe3c，fe2c，fec等。碳能提高鋼材的強(qiáng)度和硬度，但會降低鋼材的塑性。碳含量增加0.1%，鋼材的抗拉強(qiáng)度可提高70mpa，屈服點(diǎn)提高28 mpa。含碳

29、量大于6.67%的合金脆性大，不具有實(shí)際使用價值。海洋工程用鋼根據(jù)碳的含量一般可分為三類（section 8, api rp-2a-wsd, 1994）：普通鋼。含碳量小于或等于0.4%。最小屈服應(yīng)力為280mpa。高強(qiáng)度鋼。碳含量為0.45%或更高。屈服應(yīng)力在280mpa和360mpa之間。對于屈服應(yīng)力大于360mpa的超高強(qiáng)度鋼要限制使用。1.1.2 硫的影響硫通常以fes的形式存在于鋼材中。fes塑性差，熔點(diǎn)低。鋼水結(jié)晶時fes分布于晶界周圍。在800 0c1200 0c時，軋制或鑄造會導(dǎo)致晶界開裂，此現(xiàn)象即通常所說的鋼的熱脆現(xiàn)象。若鋼材中有mn，則可形成高熔點(diǎn)的mns（1600 0c）。鋼水在結(jié)晶時，mns呈顆粒分布于晶內(nèi)，這樣就可以大大降低硫的危害。作為有害雜質(zhì)，鋼材中的硫含量通常限制在0.04%。1.1.3 磷的影響鋼材中的磷能全部溶于鋼中，使其在