2015年科技攻关项目
降低DTLA钢[Al]s的烧损
攀钢集团攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂
二〇一五年九月
目 录
1前言 ...................................................................................................................... 1 2主要技术措施 ...................................................................................................... 1 3科研试验及项目措施 .......................................................................................... 1 3.1 低碳铝镇静钢脱氧合金化工艺优化 .............................................................. 1 3.2 电石造钢包渣降低钢包渣氧化性 .................................................................. 2 3.3 优化挡渣出钢工艺，减少钢包下渣量 .......................................................... 2 3.3 优化DTLA钢保护浇注工艺 ......................................................................... 3 4取得的效果 .......................................................................................................... 4 4.1 LF出站Als控制情况 ..................................................................................... 4 4.2 成品Als控制情况 .......................................................................................... 4 4.3 Als烧损情况 .................................................................................................... 5 4.4 DTLA钢钢水可浇性变化情况 ....................................................................... 5 4.5 DTLA钢冷轧产品性能变化情况 ................................................................... 5 4.6 DTLA钢脱氧合金化成本变化情况 ............................................................ 6 5结论 ...................................................................................................................... 6 参考文献 ................................................................................................................. 7
1前言
低碳铝镇静钢（DTLA）是用途比较广泛的钢种，钢种成分碳含量低，转炉冶炼后，钢水中溶解氧含量比较高，为改善其深冲性能，必须将其钢水的中溶解氧进行过剩铝脱氧，并要求钢中[Al]s=0.02%～0.05%，如果不将氧脱除到一定程度，不但影响钢水的顺利浇注，也不能得到结构合理的铸坯或钢锭。
攀钢低碳铝镇静钢冶炼主原料为半钢，半钢中硅、锰为痕迹量，半钢中碳的质量分数也只为2.7%～3.8%，造成转炉冶炼整体热源不足，终点碳相比其他钢厂低，其中出钢终点碳低于0.05%的比例占到56%以上，钢水中氧活度更是高达850～1300ppm，钢包渣氧化性强（FeO＞15%），加上浇注周期长（2#板坯浇注周期＞50min），导致LF出站到成品[Al]s烧损达到0.023%，[Al]s的严重烧损一方面产生大量的Al2O3，影响浇注顺行，另一方面需要增加Al合金量以保证成品[Al]s满足标准要求。因此，从降低成本、提高钢质上均有必要降低DTLA钢[Al]s烧损。
2015年项目组在深入分析影响DTLA钢[Al]s烧损的因素后，开展了优化转炉挡渣出钢工艺、优化DTLA钢脱氧合金化工艺、优化DTLA钢保护浇注工艺等方面工作，DTLA钢[Al]s烧损值降低到0.015%，在提高钢水纯净度、保证DTLA钢产品性能的同时，年均能降低低碳铝镇静钢合金成本257.8万元以上。
2主要技术措施
DTLA钢[Al]s烧损主要表现为：一是钢中[Al]s与渣中氧反应；二是钢液裸露造成的二次氧化。所以，项目组控制[Al]s烧损的主要技术措施一是控制钢包下渣量及渣中氧含量；二是控制钢包吹氩过程软吹，减少钢液裸露；三是提高连铸保护浇注效果，减少钢液二次氧化。为此，开展了优化转炉挡渣出钢工艺、优化DTLA钢脱氧合金化工艺、优化DTLA钢保护浇注工艺等一系列工艺优化措施。
3科研试验及项目措施
3.1 低碳铝镇静钢脱氧合金化工艺优化
项目组在借鉴前苏联冶金专家巴普基兹曼斯基关于转炉冶炼碳氧反应理论基础上认为，当转炉终点 [C]＜0.05%时，碳在出钢过程中具有一定的脱氧能力，提出了低碳铝镇静钢碳脱氧工艺路线。
采用碳脱氧工艺炉次加入碳粉40-100kg，增加铝线400-500m，减少铝铁用量
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550kg，采用碳、硅锰合金化，减少MnO等脱氧产物，降低渣中MnO组分含量，达到降低渣中氧化性效果。
3.2 电石造钢包渣降低钢包渣氧化性
为降低DTLA钢钢包渣氧化性，提高钢水纯净度，借鉴其它钢厂电石造钢包渣的成功经验，钢厂于2015年4月-5月开展了低碳铝镇静钢电石造钢包渣试验。试验结果表明，采用电石造钢包渣，钢包渣氧化性能显著降低，采LF出站渣中FeO含量能控制到1.29%，较现行工艺低7.21%。
图1 采用电石造渣钢包渣氧化性变化情况
3.3 优化挡渣出钢工艺，减少钢包下渣量
项目组对钢包下渣量进行了分析，发现转炉出钢口前期及后期渣挡渣效果较差，其主要原因为出钢口挡渣塞尺寸只有160mm一种型号，挡渣塞与出钢口前期及后期孔径不匹配，为此，根据出钢口孔径变化将挡渣塞改成前、中、后三种型号。
图2 挡渣塞的优化
为保证挡渣標加入后的挡渣效果，项目组对挡渣標进行了优化，在標杆上焊一截钢筋钢，標杆与標体组装后将钢筋弯下，加標后，钢流漩涡产生的向下拉力就不能将標杆拉掉，确保了挡渣效果。改进后钢包渣厚能稳定控制在80mm以下。
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优化前 图3 挡渣標的优化
优化后 3.3 优化DTLA钢保护浇注工艺
由于受大包称重系统误差等因素影响，DTLA钢采用浇注末期敞浇进行判渣，主要依据钢水流颜色瞬间突变，高温钢水发白变亮、其他温度钢水发暗变红，，圆流变散、流速由急变缓，长水口一圈周围突亮等现象综合判断来渣进而停止浇注。在此过程，钢液裸露，造成严重的二次氧化，[Al]s烧损严重。
项目组借鉴同行成熟工艺，推行了套长水口判渣（听渣）工艺，主要依据钢水浇注时机械手在钢水静压力作用下振动频率较大，表现为抖动趋势较强；钢渣混合浇注时较钢水静压力作用微弱机械手振动频率较小，表现为抖动趋势较弱，根据套长水口浇注过程机械手抖动趋势强弱的临界点判断来渣进而停止浇注。在此过程，钢水保护浇注，有效减少了钢液的二次氧化。实施套长水口判渣（听渣）工艺后，DTLA钢敞浇时间由大于5min缩短到小于3min。中包下渣渣厚由80mm减小为60mm。
优化前 优化后
图4 中包下渣变化情况
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降低DTLA钢ALs烧损资料
