炼钢厂钢水流动性问题探讨与实践.pdf

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南钢科技与管理
2014年第4期
炼钢厂钢水流动性问题探讨与实践
周杨周锡华
炼钢厂)
摘要:结合新炼钢生产实践,分析钢水流动性差原因,在此基础上分析转炉和工F精炼炉操作过程,进而优化
操作,从而解决钢水流动性差、连铸水口堵寒的问题。
关键词:炉外精炼钢水流动性水口结瘤
Discussion and Practice of Molten Steel Fluidity at Steelmaking Plant
whou Yang
Zhou Xihua
Steelmaking Plant
Abstract: By causes analysis on poor molten steel liquidity, the operations are optimized by analyzing the operation
process of BOF and I F. The problems of poor molten steel liquidity and the clogging in the submerged nozzle can be
Solve
Key words: ladle refining; molten steel fluidity nozzle blockage
引言
新炼钢目前一般工艺流程为:KR脱硫(对S要
求较高钢种)→转炉→吹氯→IF精炼炉→连铸。
钢水流动性一直影响着新炼钢生产的顺行,尤
其是含铝钢以及深脱氧钢种。从现场数据分析来
看,95%以上钢水流动性差的炉次是钢水纯净度不
-R
够或者连铸保护浇铸不好造成的,温度低造成的钢
水粘问题也较为常见,但属于比较可控的范围。钢
水流动性差使得生产节奏管理困难,增加成本。本
图1水口钢水速度分布
文结合现场生产,讨论钢水流动性的控制技术。
式中
1钢水流动性差原因分析
AP一水口出口压力;R一水口半径
1.1钢流在水口处流速分布(见图1)
δ一水口沉积物厚度;Iー水口长度;
ル一钢水粘度;V一钢水在r处流速
R
由上式可知r→R(-R)时,V很小,夹杂物在水
V平均=1/2V
内壁处沉积。
2014年第4期
南钢科技与管理
1.2钢水流动性差机理分析
着过热钢液的大量通过,将大为缓解这种因凝固造
引起钢水流动性变差的主要原因是高熔点的脱成的堵塞。在渣线以下部位堵塞较严重,尤其是水
氧产物(如A2_O3)在连铸过程中先于钢水凝固,这些口出口附近,堵塞物主要是堆积和烧结在一起的氧
固态脱氧产物凝固沉积于水口内壁使孔径変小,阻化铝夹杂、部分铁和铁氧化物堵塞物中的氧化铝和
碍钢流顺行,严重时水口甚至完全堵死,导致断流,铁氧化物部分发生反应,形成高熔点的铁铝尖晶石
需用吹氧管烧开水口オ能继续生产。目前炼钢厂产类等化合物い-a。
品全部为方矩坯,水口较小,对水口堵塞敏感性强于
板坯,因此解決好钢水流动性问题对于提升炼钢厂2改钢水流动性的措施
产品质量、产量以及降低成本都有重大意义。
结合以上对水口堵塞物的分析可知,影响钢水
水口结瘤物为复合夹杂物与残钢的混合物,该流动性的原因和机理较清楚,它与钢水的成分以及
复相夹杂物以纯Al203为主体。对于水口结瘤一般操作水平密切相关:成分的合理控制,有利于钢中形
有以下两种原因:
成液态且易于上浮的夹杂物;提高操作者操作水平
1)钢中AIS含量较高,保护浇铸工作做得不好,和各工序点处理质量,有利于钢中夹杂物的去除,进
造成铝的二次氧化,钢水中析出大量Al2O3等高熔一步提高钢质洁净度。
点夹杂物粘附在水口壁上形成结瘤,保护浇铸做的2.1提高钢水纯净度
不好导致水口结瘤后果比敞开浇铸还要严重
2.1.1造渣
2)钢水纯净度不够。①目前炼钢厂生产节奏较
要很好地实现精炼过程去夹杂的目的,必须造
快,LF精炼炉处理压力较大,处理时间不够,有时不好渣以及快速成白渣以维持更长的白渣时间。要求
能保证充分白渣时间以及静搅时间,大量高熔点氧精炼渣具有高碱度、合适的熔点以及粘度,确保在
化产物在钢中来不及上浮并且被顶渣吸附,浇铸过F精炼过程中能有效地吸附上浮到钢渣界面的夹
程这些夹杂物沉积在水口内壁;②各精炼炉长操作杂物。
水平不尽相同,对于精炼造白渣的程度把握也并不
(1)为加快成渣速度,目前新炼钢在转炉出钢过
完全相同,有部分炉次为黑渣、玻璃渣或为不发泡很程中加人精炼渣以及小粒石灰,钢水到精炼炉补加
致密的白渣,这些渣都不能很好地吸附夹杂物、净化助熔剂、石灰以及直接还原剂。精炼炉前期通电化
钢水,也是造成水口容易结瘤的重要原因之一;③生渣,后补入石灰、脱氧剂以及助熔剂,基本可以在5~
产过程中,经常会碰到钢包透气性不好,导致冶炼过
10min内成白渣,按照目前精炼炉处理周期来看,基
程中不能保证充分的钢水吹氩,钢一渣之间的反应本可以保持白渣时间在10mina以上;
以及良好的软吹效果也是钢水纯浄度不够的一个重
(2)控制合适的渣系以及渣量,根据不同钢种需
要原因:④转炉钢水过氧化严重,若脱氧不完全,精求,采取合适的渣系,渣量一般控制在9~15kg/吨钢。
炼过程需补加A脱氧并且调整含量,此时生成的2.1.2合适的氩气搅拌
Al203夹杂物在目前的生产节奏条件下很难上浮。
氩气搅拌有利于钢一渣之间的化学反应,可加
1.3水口结瘤的一般分布
速钢一渣之间的物质传递,利于钢液的脱氧、脱硫反
堵塞物在水口内壁上呈现一定的规律分布。在应的进行。吹氩搅拌还可以去除非金属夹杂物,特
渣线以上直筒部位,Al203堵塞现象较轻,堵塞物以别是对Al203类型夹杂物的上浮去除有利。
铁和铁氧化物为主,主要原因是这部分水口暴露在
吹的流量大小需进行控制,如吹氩过大会导
大气中,水口壁导热引起温降,使钢液凝固所致,随致钢液裸露面积扩大,二次氧化严重,增加弧光对炉