含铝钢短流程生产实践探讨

摘要：含铝钢钢水在铸机的可浇性主要依靠LF精炼来进行保证。文章介绍了山钢济南分公司炼钢厂在含铝钢的生产中主要通过优化转炉出钢脱氧合金化和CAS吹氩工艺，使含铝钢生产工艺实现了短流程化，降低了含铝钢采用LF精炼工艺的生产成本。

关键词：含铝钢；短流程；生产实践；LF精炼工艺；CAS吹氩工艺 文献标识码：A

中图分类号：TF764 文章编号：1009-2374（2017）11-0344-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.175

目前炼钢厂生产含铝钢艺普遍采用的工艺路线为：铁水预处理转炉CASLF连铸。含铝钢钢水在铸机的可浇性主要依靠LF精炼来进行保证。通过LF精炼处理使含铝钢水中的Al2O3、CaS等得到有效的去除。为进一步降低含铝钢的生产成本，我们通过对铁水脱硫工艺的强化、转炉冶炼脱氧合金化工艺的优化、出钢造渣工艺的改进和CAS吹氩工艺优化等措施实现了含铝钢LF工艺的取消，达到短流程生产含铝钢的目标。

1 CAS吹氩工艺生产含铝钢的难点

生产含铝钢使用的脱氧剂一般为铝块、铝粒、铝线等铝制品。使用铝制品脱氧会在钢水中产生大量的Al2O3。Al2O3的熔点在2050℃左右，它与钢水的润湿角为0°，钢水与Al2O3的界面涨力较大，Al2O3有相互聚群倾向，两个10m Al2O3夹杂粘结只需要0.03s，粘附力很大且粘附后有足够的强度，因此会导致钢水的纯净度变差，在浇钢过程中Al2O3夹杂物会粘附在2中保水口内壁造成钢水流动性变差，严重的会导致连铸机絮流停机

断浇。

仅通过CAS吹氩精炼工艺生产含铝钢的难点主要是钢中Al2O3含量高和钢水温度可控性差，导致钢水在铸机的可浇性差和铸坯质量不稳定，实现CAS吹氩工艺连续多炉次或整浇次生产含铝钢额难度极大。钢水在CAS站的精炼处理时间一般只有LF炉处理时间的1/5～1/3，使水中Al2O3夹杂物无较为充分的上浮时间，对Al2O3夹杂物的去除不利，同时无法实现钢水提温处理，对连续多炉次保证在铸机的浇注温度不利。

2 CAS吹氩短流程生产含铝钢的实践

2.1 铁水脱硫工艺强化

为实现仅通过CAS吹氩精炼工艺生产含铝钢，减轻S高产生CaS对钢水可浇性和质量的影响，特对铁水脱硫工艺进行了强化，对铁水进入转炉的S含量要求直接按照钢种要求的S含量进行控制，杜绝转炉冶炼终点S过高的现象出现。

2.2 转炉冶炼控制方面

转炉冶炼过程中通过过程枪位和氧压控制，优化冶炼过程的化渣效果，减少因冶炼过程不稳定导致的钢中夹杂物过多的情况，同时对转炉底吹通过在冶炼中后期适当加大底吹氩气流量的方式提高终点钢水的均匀性。转炉冶炼终点控制方面确保钢水不过氧化降低夹杂物总量，对转炉出钢温度进行适当提高，减少LF精炼工艺，提高30℃～40℃，使出钢温度达到1680℃～1710℃，补偿后续钢水在CAS站处理过程中的温度损失。仅通过CAS吹氩工艺生产含铝钢的转炉终点C、终点O和出钢温度控制具体见表1所示。

2.3 出钢过程脱氧合金化

脱氧合金化方面主要的工艺优化为：（1）优化脱氧剂铝块的加入时机，由正常走LF炉工艺的随常规硅锰合金一起加入调整为在常规硅锰合金加入的中后期加入，将钢中的氧先通过常规合金中的Si、Mn元素进行初步脱氧，然后再加入Al对钢水进行深脱氧处理，减少脱氧产物中Al2O3夹杂物的产生量，减轻CAS精炼过程中Al2O3上浮去除的处理负担；（2）在出钢过程中对钢水采用渣洗处理，利用出钢过程中钢水良好的动力学条件加入石灰和萤石的混合料进行造渣处理，使钢包顶渣在精炼过程中才能进行夹杂物吸附去除的功能在脱氧合金化后期钢包顶渣化好后就能开始进行，对减少CAS吹氩过程中夹杂物上浮处理的时间有利；（3）强化出钢过程中的全程出钢吹氩工艺，使合金能够得到快速均匀化、渣料能够得到尽早融化；（4）在出钢过程中对AL的加入量进行量化控制，以出钢碳和出钢氧为依据，根据终点氧化性和冶炼钢种的合金加入量合理控制Al的总加入量。在出钢后钢水成分基本均匀的情况下Al含量能够控制在钢种成分要求Al含量上限的0.020%～0.040%，避免在CAS吹氩过程中因Al含量过低导致的补Al操作。

2.4 CAS吹氩精炼处理

CAS站的精炼处理的重点为吹氩精炼处理，根据夹杂物状态在CAS吹氩处理前期通过强吹氩的方式进行大型夹杂物的快速上浮去除处理，后期通过软吹氩的方式对微型夹杂物进行上浮去除处理。在实际生产中后期软吹处理时间对钢水在铸机的流动性控制影响明显。正常通过CAS吹氩精炼实现短流程含铝钢生产工艺时软吹氩时间一般为强吹氩时间的2～3倍。另外，在CAS精炼处理软吹氩前对钢水进行钙处理，通过钙处理改变钢中Al2O3夹杂物形态使其球状化，防止在铸机浇注过程中堵塞水口。

2.5 铸机生产方面

铸机生产方面主要为保护浇注和拉速控制。保护浇注上确保进行大包的保护浇注并通过密封垫和氩气进行密封保护，同时大包钢水注流先实施套管保护再开浇注流浇注的方式，降低钢水浇注过程中的二次氧化。拉速控制方面，根据不同钢种进行不同拉速的恒速拉钢控制，降低因拉速波动导致的铸坯质量波动的问题。

3 实践效果

（1）通过上述工艺的优化的改进，仅通过CAS精炼工艺短流程生产的含铝钢实现了整浇次的连续浇注生产，单浇次连续浇注生产最高炉次达到19炉，能够满足正常的整浇次生产处理要求；（2）通过CAS吹氩精炼短流程工艺生产的含铝钢的铸坯在低倍质量控制上能够控制在A级1.5以内，铸坯物裂纹、疏松等缺陷，铸坯质量控制良好；（3）通过CAS吹氩精炼短流程工艺的实施，节约了含铝钢LF炉精炼的生产成本，对降低生产成本效果明显。

参考文献

[1] 张振申，程管江，李广军，等.浸入式水口结瘤成因分析与预防措施[J].连铸，2005，24（3）.

作者简介：杨晓清（1981-），青海民和人，山东钢铁集团济南分公司炼钢厂工程师，研究方向：炼钢技术研究管理。