首钢京唐CAS―OB工艺冶炼SPHC实践与分析

摘要：自首钢京唐投产以来，低碳铝镇静钢SPHC的产量和其他品种大幅度增加，如何提高钢水质量和可浇性，保证生产顺行成为最关键的问题。京唐公司生产低碳铝镇静钢SPHC主要有3种工艺流程：1）转炉-LF炉-连铸；2）转炉-CAS-连铸；3）转炉-RH-连铸。其中转炉-CAS-连铸工艺的成本较低，同时能够缓解LF炉生产低碳铝镇静钢的压力。文章主要介绍了首钢京唐公司投产以来CAS工艺冶炼SPHC情况，并对冶炼过程出现的套眼现象进行分析。

关键词：套眼 CAS SPHC

中图分类号：TF761文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

自首钢京唐投产以来，低碳铝镇静钢SPHC的产量和其他品种大幅度增加，如何提高钢水质量和可浇性，保证生产顺行成为最关键的问题。冶炼预防水口结瘤，分析原因并采取得当措施是顺利生产的保证。

1 首钢京唐CAS-OB炉冶炼SPHC情况

首钢京唐从2010年1月份开始试制CAS工艺路线冶炼SPHC，到2010年4月份已经冶炼400多炉，套眼发生率达40%。冶炼初期，由于操作、设备等原因，造成套眼现象严重，甚至套眼回炉，套眼断浇。

2 水口堵塞机理及分析

2.1 水口堵塞机理

水口堵塞最重要的原因是钢水中的固态夹杂物在水口壁上的沉积；固态夹杂物来源较多，如炼钢及精炼过程中的脱氧产物、二次氧化产物、卷渣、化学反应形成的固态夹杂物等。其他还有水口接缝处的吸气，造成氧气与钢中[Al]反应生成Al2O3夹杂；水口耐火材料和钢水之间的反应、钢水在水口壁上的凝固。

2.2 水口堵塞物质的检验结果

取水口中堵塞物质进行化学分析，剔除堵塞物中的铁粉后，堵塞物中的主要化学成分见表1，水口中的堵塞物质主要为Al2O3。取样时发现堵塞物质与水口的防堵层之间界限分明，水口内壁耐材的侵蚀不明显，说明耐材不构成堵塞。而钢水中Al2O3的来源：一是转炉的终点脱氧；二是CAS进站顶渣氧化性高；三是连铸过程中的二次氧化。

表1 水口堵塞物成分

化学成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO MnO K2O Na2O F

含量1/% 0.72 86.07 1.02 0.86 0.11 0.016 0.33 0.1

含量2/% 0.22 85.03 0.61 1 0.12 0.008 0.13 痕迹

2.3 CAS进站顶渣的影响

（1）顶渣的氧化性

顶渣的氧化性是钢水中Al2O3的一个重要来源，渣的氧化性越高，生成的Al2O3就越多。

图1 进站钢包顶渣中TFe+MnO与套眼比例关系

用TFe+MnO来代表渣子氧化性，从图1可以看出，渣子氧化性越高，越容易套眼。由于渣中氧与钢中Al反应，生成Al2O3。这样渣的氧化性越强，生成的Al2O3就越多。

（2）下渣量

渣量大，排渣困难，CAS罩内会罩住很多渣子，钢水与氧化性的顶渣发生二次氧化反应，不断生成细小夹杂物。大量氧化性的顶渣与钢水顶部不断发生扩散脱氧反应，消耗钢水内部[Als]，生成的细小夹杂到浇注后期也会加剧套眼现象。

为了防止此类现象的发生，要求转炉出钢过程加强挡渣操作，减少过程下渣，同时在渣面撒缓释脱氧剂，保证CAS进站顶渣厚度

2.4 钢水的二次的氧化

（1） 钢水中酸溶铝的变化

表2列出了1-4月钢水从精炼处理完毕到中间包内酸溶铝的减少值Als%。

表2 从精炼结束到中包钢水中酸溶铝的减少值Als

Als/% 0.008

炉数 138 73 129

由表2可知，有37.9%钢水中的酸溶铝减少量达到0.008%以上，至少有0.008%的酸溶铝被氧化形成Al2O3夹杂。一般，水口堵塞往往表现出多炉钢水连续浇注过程中夹杂物的积累黏结，当达到某一程度时，表现出严重的水口堵塞现象。酸溶铝的减少量越大，说明钢水出精炼站到中间包，钢水氧化严重。

（2） 钢水中N含量的变化

钢液吸收氧与吸收氮是同时进行的，一般可以根据钢液吸氮情况来推断钢液的吸氧情况。各月连铸增氮统计结果见表3。

表3 各月增N情况

增N量比例 1月 2月 3月 4月

5-10ppm 23% 25% 13% 27%

>10ppm 24% 20% 27% 18%

从表3可以看出，1/2以上炉数的钢水吸氮幅度在5ppm以下，但仍然有超过40%的炉次增N在5ppm以上，说明在连铸过程中，钢液和空气发生了接触，有可能造成二次氧化。

3 结论

水口堵塞物质主要为Al2O3。导致水口堵塞的因素有：进站钢包顶渣量和氧化性、浇注过程钢水的二次氧化和生产组织稳定性差。

通过挡渣操作，减少出钢过程下渣，同时在渣面撒缓释脱氧剂，保证CAS进站顶渣厚度

连铸加强保护浇注，保证增N

加强生产组织，保证冶炼周期±5min可信度超过95%。

参考文献

[1] 李宗强，张永全，陆志坚. LF炉冶炼铝镇静钢预防水口结瘤的措施. [J] 柳钢科技，2009（2）：15-20

[2] 元伟伟，霍孝，新杨旭等. 莱钢低碳铝镇静钢SPHC开发[J]. 莱钢科技，2007（2）：45-50

[3] 何凯. 不同造渣剂在转炉半钢炼钢上的应用[A]. 第十八届（2014年）全国炼钢学术会议论文集――S04：氧气转炉炼钢与电炉炼钢[C]. 2014

作者信息：何道娟，（1987.08-），女，安徽马鞍山人，本科，工程师，主要研究方向：钢铁二次精炼工艺技术。