防止鋼包水口結(jié)瘤技術(shù)

防止鋼包水口結(jié)瘤技術(shù)攻關(guān)11前言

本鋼煉鋼廠連鑄投產(chǎn)以來，連鑄坯產(chǎn)量逐年增加，同時，連鑄對鋼水的內(nèi)在質(zhì)量要求也在逐年提高。而伴隨著高產(chǎn)，時常出現(xiàn)鋼包跟不上中包澆注速度影響連鑄生產(chǎn)的問題，主要原因?yàn)殇撍儍舳炔蛔?，?dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤嚴(yán)重。部分現(xiàn)象較為嚴(yán)重的爐次，往往會導(dǎo)致連鑄斷澆、鋼水返爐等惡性后果，直接影響到連鑄的正常生產(chǎn)及鑄坯的產(chǎn)品質(zhì)量。22生產(chǎn)工藝簡介

本鋼煉鋼廠工藝流程鐵水預(yù)處理→150t×3頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→精煉（AHF、LF、RH、Ar站）→連鑄。煉鋼工序在轉(zhuǎn)爐自動化改造后，產(chǎn)能得到提高，連鑄生產(chǎn)能力也有一定富余，精煉RH由于鋼種問題，處理量較低，精煉處理主要以AHF和LF爐為主，處理量占全部的90%以上。33導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤的幾方面因素3.1與鋼水成分的關(guān)系

3.2與操作的關(guān)系3.3鋼水在水口處的運(yùn)動速度對鋼包水口結(jié)瘤的影響

43.1與鋼水成分的關(guān)系圖12002年不同鋼種因水口結(jié)瘤發(fā)生的返爐量Figure1There-smeltquantitiescausedbynozzlecloggingondifferentsteelgratein2002BG235B為硅鎮(zhèn)靜鋼，以錳、硅進(jìn)行復(fù)合脫氧。SS400在成分上界與硅鎮(zhèn)靜鋼與低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼之間。St12為低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼，精煉處理用鋁脫氧。SPA-H鋼種需鈣處理。5從鋼種成分上分析，硅鎮(zhèn)靜鋼BG235B等在實(shí)際生產(chǎn)中是以錳、硅進(jìn)行復(fù)合脫氧的，其產(chǎn)物是硅酸鹽。錳、硅復(fù)合脫氧可表示為：在一定溫度下，[％Mn]2/[％Si]對硅錳脫氧能力和脫氧產(chǎn)物均有影響。由圖2可以看出，在給定的溫度下，如果[Mn]/[Si]比使金屬成分位于曲線以上，錳就不參與脫氧反應(yīng)，脫氧產(chǎn)物為固態(tài)的二氧化硅。而金屬成分在曲線以下，脫氧產(chǎn)物為液態(tài)的硅酸錳。圖2SiO2飽和脫氧產(chǎn)物成平衡的鋼中臨界硅、錳含量防止鋼包水口結(jié)瘤技術(shù)攻關(guān)⑴脫氧產(chǎn)物的影響6防止鋼包水口結(jié)瘤技術(shù)攻關(guān)當(dāng)鋼水中[Mn]/[Si]＝3～6時，脫氧產(chǎn)物為液態(tài)的硅酸錳，且顆粒半徑較大，易于上浮。而從我廠目前BG235B、SPA-H等鋼種的目標(biāo)內(nèi)控成分要求上，[Mn]/[Si]＝1.14～1.9。此時脫氧產(chǎn)物主要是小尺寸的固體SiO2。這必然惡化鋼水的流動性，使水口直徑變小，甚至導(dǎo)致完全堵塞。圖3錳硅比與脫氧產(chǎn)物尺寸的關(guān)系⑵脫氧產(chǎn)物大小的影響7防止鋼包水口結(jié)瘤技術(shù)攻關(guān)對于低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼St12等鋼種，精煉處理是用鋁脫氧。鋁是脫氧能力很強(qiáng)的脫氧劑，其脫氧產(chǎn)物主要是純Al2O3。鋁的脫氧反應(yīng)方程式為：在1600℃時，[％Al]2?[％O]3＝4.3×10－14，可見鋁的脫氧能力之強(qiáng)。用鋁進(jìn)行終脫氧，在澆注過程中，能夠保持低而穩(wěn)的鋼水氧含量。然而單獨(dú)用鋁脫氧，由于鋁的比重小，易浮在渣表面被氧化，使其收得率低且不穩(wěn)定。此外，由于Al2O3的熔點(diǎn)高達(dá)2000℃以上，彌散的Al2O3不但影響鋼水的清潔度，而且造成鋼水的流動性惡化。因此，對于St12等鋼種發(fā)生水口結(jié)瘤的原因主要為Al2O3夾雜物富集導(dǎo)致。⑶鋁脫氧產(chǎn)物的影響83.2與操作的關(guān)系⑴錯誤的合金化順序易導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤。⑵凈吹氬（軟吹）不足，易導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤。⑶精煉吹氬操作不佳，易導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤。⑷耐侯鋼SPA-H等需進(jìn)行鈣處理，鈣處理操作不好，也會導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤。⑸AHF升溫過程[Si]、[Mn]燒損大，鋼水純凈度惡化，易導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤。93.3鋼水在水口處的運(yùn)動速度的影響圖4鋼水在水口處流速分布鋼水在水口處的運(yùn)動速度見圖4。從式（4）可知，當(dāng)r→R時，V值很小。因而當(dāng)鋼水純凈度不佳時，氧化物夾雜有條件在水口內(nèi)壁處沉積、化合長大。在被吸附物和水口耐火材料間產(chǎn)生化合反應(yīng)時更會加速水口的結(jié)瘤，使水口的直徑變小，當(dāng)水口局部鋼水溫度下降時，可導(dǎo)致水口完全堵塞。另外，同鋼包水口不同，中包透氣水口采用了吹氬措施，使夾雜物難以在水口內(nèi)壁沉積，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)發(fā)生鋼包水口結(jié)瘤時，表現(xiàn)為鋼包跟不上中包澆注速度。104采取的相關(guān)技術(shù)措施4.1煉鋼工藝調(diào)整

4.2精煉工藝調(diào)整114.1煉鋼工藝調(diào)整⑴對于硅有成分下限要求的鎮(zhèn)靜鋼，將硅、錳合金化前移，脫氧產(chǎn)物為液態(tài)的硅酸錳。減少精煉調(diào)整合金量，降低精煉處理壓力。⑵在合金化操作上，對脫氧劑用量進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定了供精煉鋼水的條件，減少過氧化及成份偏差大的爐次。⑶減少轉(zhuǎn)爐下渣量，減少鋼包頂渣厚度及氧化性。124.2精煉工藝調(diào)整

⑴對于St12等低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼在精煉處理前加入小塊活性石灰，Al2O3與CaO反應(yīng)生產(chǎn)低熔點(diǎn)的鋁酸鈣，減少了鋼中夾雜物。⑵對于沒有[Als]要求的硅鎮(zhèn)靜鋼，取消加石灰操作，將硅錳合金化前移，并增加軟吹時間，促進(jìn)了二次脫氧產(chǎn)物的充分上浮。⑶對于氧化性強(qiáng)的爐次，首先加入鋁球40～100kg，并充分吹氬5～6min，再進(jìn)行硅、錳合金化，合金化后保證凈吹氬時間及效果。⑷對于低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼改硅鎮(zhèn)靜鋼的爐次，必須保證充分的處理時間，合金化順序必須按Al、C、Si、Mn進(jìn)行。同時，錳硅比按≥3.0控制。⑸大幅度升溫爐次，加強(qiáng)升溫操作，對于硅鎮(zhèn)靜鋼種升溫氧鋁比按0.8控制，多次升溫前期按0.8，后期按1.0控制。低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼升溫氧鋁比按1.0控制。降低合金硅、錳的燒損。并保證凈吹氬時間＞8min。⑹對于鈣處理爐次，強(qiáng)調(diào)鈣處理時機(jī)，要求必須在所有成分調(diào)整完成。鈣處理是最后一道操作，吹氬以渣面波動、不裸露鋼液面為原則。

135取得的效果圖52003年各月凈吹氬時間不合爐次情況

通過防止鋼包水口結(jié)瘤技術(shù)攻關(guān)對原生產(chǎn)工藝進(jìn)行了多次調(diào)整，基本杜絕了大包水口結(jié)瘤現(xiàn)象，取得較為明顯的效果。操作違規(guī)得到了明顯減少，精煉凈吹氬時間不合次數(shù)大幅度降低，見圖5所示：鋼水純凈度得到提高。返爐率下降了43%；翻鋼導(dǎo)致的廢品率下降了68%。保證了生產(chǎn)順行，經(jīng)濟(jì)效益顯著。146結(jié)論⑴導(dǎo)致鋼包水口結(jié)瘤的