SS400B2中包絮流分析及工艺改进的建议

【摘要】基于钢水脱氧与提高钢水纯净度的处理机理，分析了SS400B2连铸浇铸过程下水口堵塞的影响因素，提出了防止夹杂物生成和利于夹杂物吸附排出的有关改进措施。

【关键词】脱氧；絮流；建议

1 问题的提出

近期我厂生产SS400B2时，多次发生水口絮流问题，而且是多炉次连续发生絮流，最终只能靠水口烧氧解决，而同系列的钢种里面，SS400B4则较少发生絮流，唯一不同的是，SS400B2精炼后期加入了钛铁。本文将从夹杂物的产生和去除角度，分析SS400B2在冶炼过程中夹杂物产生的机理，并分析Ti对絮流产生的影响，最终给出防止夹杂物生成和利于夹杂物吸附排出的有关改进措施。

2 钢中的氧―钢洁净度的量度

炼铁是一个还原过程，炼钢是一个氧化过程。

把纯氧吹入铁水熔池，使C、Si、Mn、P、S氧化变成不同碳含量的钢液，当吹炼到终点时，钢水中溶解了过多的氧，称为溶解氧[O]D或α[O]。出钢时，在钢包内必须进行脱氧合金化，把[O]D转变成氧化物夹杂，它可用[O]I表示。所以，钢液里的总氧可以用T[O]表示：

T[O]= [O]D +[O]I

因此，可以用钢中总氧T[O]来表示钢的洁净度，也就是钢中夹杂物水平。钢中T[O]越低，则钢液就越“干净”。为使钢中T[O]较低， 必须控制：

（1）降低[O]D控制转炉终点а[O]它主要决定于冶炼过程，转炉采用复吹技术和冶炼终点动态控制技术可使转炉终点氧[O]D控制在400～600ppm范围内；

（2）降低夹杂物的[O]I，控制脱氧、夹杂物形成及夹杂物上浮去除。

钢中T[O]越低，钢就越“干净”。要降低钢中夹杂物，必须降低转炉终点溶解氧α[O]，它决定于：

（1）终点[C]

炉龄2500炉：[C][O]=0.0031～0.0037

（2）终点温度

当终点[C]=0.025～0.04%时，随着温度的升高，终点[O]D呈上升趋势。当T>1680℃时，终点[O]D明显增加。

（3）终渣（FeO）

如图1、2所示，当终点[C]=0.02～0.06%时，终点渣中（FeO+MnO）为14～24%，而终点[O]D波动较大。

2.1 脱氧和夹杂物的去除

由以上分析可知，要降低钢中T[O]，就是要减少钢中夹杂物，降低[O]I。

它决定于：夹杂物形成、夹杂物传输到钢/渣界面、渣相吸附夹杂物。

方法：控制脱氧产物+炉外精炼+搅拌T[O]=20～40ppm

对于铝镇静钢：钢中[Al]s=0.01～0.04%，则脱氧产物全部为Al2O3，Al2O3熔点高（2050℃），钢水中呈固态，可浇性差，堵水口，Al2O3可塑性差，不变形，影响钢材性能。通过钙处理（喂Si-Ca线或Ca线，改变Al2O3形态），生成低熔点的12CaO・7 Al2O3。钙处理后，解决了可浇性，不堵水口，夹杂物易上浮去除。

就夹杂物传输到钢/渣界面而言，它决定于：夹杂物尺寸、夹杂物的形核、长大速率。形核约15nm，在炼钢条件下很快长大到1～5μm；液体流动，搅拌，夹杂物碰撞、聚合，尺寸5～200μm；夹杂物性质，液态或固态；夹杂物上浮，静止溶池还是搅拌溶池。

3 Ti对夹杂物形成的影响

含Ti钢中Ti的主要将杂物类型有TiN型夹杂物结瘤、CaO・TiO2型夹杂物结瘤、TiO2型夹杂物结瘤。

当[Al]/[Ti]>0.02时， 例如 [Ti]=0.25%时，[Al]>0.005%就可避免[Ti]氧化生成Ti2O3。我厂A36B2/SS400B2钢中[Al]/[Ti]远大于0.02，亦不会生成TiO2。

所以，综上所述SS400B2钢水絮流，不存在Ti的影响。

4 结语和建议

4.1 结语

以下是五、六月份我厂各钢种精炼出站钢水平均Als含量：

生产实际情况也说明了这一点，A36B2/SS400B2并未出现大批量絮流情况，只是相比其他钢种絮流率较高，说明整个操作工艺没有问题，个别炉次因操作不当造成絮流。

4.2 建议

（1）从脱氧角度：尽可能降低转炉终点的[O]D，提高转炉出钢时的铝铁加入量，也就是提高精炼到站Als含量至0.010～0.015之间，尽早将钢中[O]D脱净，以免精炼后期加钛铁时再次生成脱氧产物；

（2）从夹杂物去除角度：延长工艺软吹时间适当增加钢水镇静，给夹杂物充足的上浮时间。

参考文献：

[1]蔡开科.转炉-精炼-连铸过程钢中氧的控制.钢铁，2008年8月

[2]杨阿娜.转炉冶炼终点钢中的氧含量控制，[硕士学位论文].北京：北京科技大学，2004.