高碱度精炼渣的应用

高碱度精炼渣的应用 喻 林 （新钢钒提钒炼钢厂） 摘 要： 根据攀钢钢水脱硫的要求，研究开发了高碱度精炼渣，经工业生产应用表明：采用高碱度精炼渣后，钢水的脱硫率由原来的 高至 还显著提高了钢水的纯净度，铸坯中的 TO含量均在 10坯夹杂总量由 %降为 %，非金属夹杂评级均小于 。为攀钢低硫品种钢的开发创造了条件。 关键词： 钢水；脱硫；高碱度精炼渣 0 引言 随着高级别管坯钢等高品质钢的开发，对钢中硫的要求越来越高，如 虽然采用了铁水脱硫技术 ,下，但是考虑到转炉冶炼过程回硫，国内外钢铁企业在生产硫小于 低硫钢时，均充分利用 炼工序的脱硫能力，对钢水进行深脱硫，部分厂家还配合采用钢包强搅或 硫技术。攀钢虽建有铁水预处理脱硫站，但因场地限制脱硫能力不能充分发挥，存在部分铁水入炉硫偏高和未经脱硫直接入炉的问题，为弥补铁水脱硫能力不足，发挥 渣精炼脱硫功能，研究开发了高碱度精炼渣。工业试验表明，采用高碱度精炼渣不仅大幅度提 高了钢水的脱硫率，而且提高了钢水的洁净度，降低了铸坯中的TO含量，为低硫品种钢的开发创造了条件。 1 高碱度精炼渣及精炼工艺 钢水脱硫对钢包渣组成的要求 钢水脱硫与铁水不同，在钢中含铝的条件下，脱硫反应式由式（ 1）表示 1： S (1/3( （ 1） 3 1487 （ 1）式可以看出，要获得良好的脱硫效果，应提高钢包渣的 度和钢水中 量，提高脱硫反应温度，同时降低渣中 度。铝在脱硫过程中 的作用不仅在于生成稳定的脱硫产物，更重要的是降低钢水及钢包渣的氧势，提高反应速率。日本 川崎正藏通过理论计算得到具有 200 以上硫分配比 最佳钢包渣组成为 60 时大量文献研究表明，降低钢包渣氧化性（ 量），尤其在渣中（ 于 ，精炼过程的脱硫率可以大幅度提高。 高碱度精炼渣成分的确定 攀钢原使用的钢包渣碱度偏低，提高钢包渣碱度是实现精炼脱硫的条件之一。从理论上讲，单纯加入含 0的活性石灰可提高钢包渣中 量，但这一措施存在化渣速度较慢的缺点，为促进化渣一般均要在渣中配入一定量的 助溶剂，并控制渣料粒度。为兼顾攀钢方坯、板坯钢种的生产，减少精炼渣种类，选择 为精炼渣的助熔剂。为减轻 钢包内衬的侵蚀，将其加入量控制在10 15之间，同时应将精炼渣的粒度控制在 5 右。 在确定 精炼渣 配料原则后， 根据转炉下渣量和成分，脱氧合金化种类及 硫对钢包渣成分的要求计算得到精炼渣加入量在 800 1 000 的条件下，精炼渣中的 大 于等于 70。研究确定的髙碱度精炼渣的主要化学成分见表 1。 表 1 高碱度精炼渣主要化学成分 % S 钢 技 术 37 60 61 70 71 80 81 90 90脱硫率 / %频率 /%0 51 60 61 70脱硫率 / %频率 / %渣料加入方法及精炼工艺的确定 考虑精炼、连铸的匹配，为加快 渣速度，缩短 渣时间，采用出钢渣洗和 加少量渣料的两次加入法，确定精炼渣的加入方法为： （ 1）出钢 1/3 脱氧合金化后向钢包内加入800 1 000 碱度精炼渣。 （ 2）出钢后向渣面加入 120 用脱氧剂。 （ 3） 加入 30 60 丸，补加 100400 渣。 此精炼工艺操作步骤简单，且充分利用脱氧合金化后钢液的低氧势来提高混冲脱硫效果，同时避免了合金浮在渣面的现象。 2 高碱度精炼渣的应用效果 钢水脱硫率 根据高碱度精炼渣加入工序位置，将钢水脱硫率定义如下： 钢水脱硫率（转炉终点硫含量 站硫含量）转炉终点硫含量 100% 由于部分炉次小平台因吹氩系统已坏，未能吹氩，因此，将小平台吹氩和未吹氩炉次区分统计计算脱硫率。图 1 为小平台未吹氩和正常吹氩炉次的平均脱硫率，图 2、 3 分别为小平台正常吹氩炉次和未吹氩炉次脱硫率的频率分布。 图 1 试验炉次的脱硫率 2 正常吹氩炉次脱硫率的分布 图 3 未吹氩炉次脱硫率的分布 由图 1 可见，小平台正常吹氩炉次的平均脱硫率达到 而未吹氩炉次仅为 两者相差 图 2 和图 3 进一步说明，在小平台正常吹氩时有 60以上的炉次的脱硫率高于 70，且最低也高于 50，最高达到 91；而小平台未吹氩时，最高脱硫率仅 70，最低为 33，多数炉次在 50% 60。现场观察发现，加入高碱度精炼渣在小平台吹氩后有较好的化渣效果，而未吹氩时，加入的精炼渣化渣效果差。由此表明，小平台的吹氩对高碱度精炼渣的熔化、脱硫具有较大影响，在保证小平台良好吹氩条件下，采用高碱度精炼渣可以获得 50% 90的脱硫率。此外，钢水脱硫率的提高与钢包渣成分的变化密切相关。表 2 为正常出钢后小平台钢渣成分。表 3 为加入高碱度精炼渣和对钢包渣改质后精炼结束时的钢包渣成分。 表 2 小平台钢渣成分 % 钢号 45# 0# 65 1 7901020304050607080平均脱硫率 / %未吹氩 吹氩 n 13 n 79 38 2009 年第 32 卷第 2 期 表 3 各种钢 典型钢包渣主要成分 % 钢号 45# 0# 65 1 表 2， 3 可见，加入高碱度精炼渣后钢包渣中（ 量大幅度提高，（ 显降低，同时渣中（ 量经还原处理后基本控制在 内，使钢包渣具有较高的硫容量，如表 4所示，与脱硫相关的钢包渣碱度、 硫指数和硫分配比 指标均处于较佳范围内。 钢水洁净度 在 处理过程中再次根据钢水硫的含量加入高碱度顶渣和铝丸，使其 理结束后钢包渣的碱度控制在 上，（ 量控制在 下，有利于钢水脱硫和夹杂物的去除。 钢水中 非 金属夹杂物以及铸坯总氧含量 检验结果见表 5。 从表 5 可以看出， 非金属夹杂物控制非常好，评级均在 以下，铸坯总氧含量也较好，10 表 4 加入高碱度精炼渣后钢包渣脱硫技术指标 数 491 :分子为波动范围 ,分母为平均值。 表 5 钢水纯净度检验结果 炉号 非金属夹杂物 /级 铸坯 TO 106 A 类 B 类 C 类 D 类 06604189 06604190 求 表 6为采用高碱度精炼渣精炼工艺对铸坯夹杂总量的影响。由表 6 可见，加入高碱度精炼渣精炼后，铸坯夹杂总量平均值由 %降为 %，钢水质量得到较大提高。 表 6 铸坯夹杂总量 项目 钢种 炉号 夹杂总量 /% 未加高碱度精炼渣 04577 304572 304574 304568 加高碱度精炼渣 06115 106235 206145 206143 106268 试验及生产应用结果表明，采用新精炼工艺，经过高碱度精炼渣精炼后，钢水质量得到较大提高，钢中 S、 TO以及铸坯夹杂总量显著下降，钢水纯净度得到 提高。分析认为主要原因有以下三点： （ 1）高碱度精炼渣的加入方式采用出钢过程混冲，高碱度精炼渣在钢流的冲击下，被分裂成细小的渣粒，并弥散分布在钢液中，增加了与钢中夹杂（主要为氧化物夹杂）接触的机会，为夹杂长大上浮创造了条件。同时增大了渣金接触面积，有利于脱硫 1。 （ 2）由于高碱度精炼渣的碱度高，避免脱氧合金化后钢包渣碱度降低，这不仅有利于吸收 低钢水的 TO含量，还有利于脱硫。 （ 3）由于对钢包渣的还原处理，钢包渣的氧化性降低，根据氧在钢液与钢包渣间的质量平衡关系，当钢包渣氧化性 降低后，钢液中的 O经过钢 而不断降低，随钢液 O的降低，脱硫反应加速进行。 攀 钢 技 术 39 3 结论 （ 1）根据钢水脱硫对钢包渣性能和组成的要求，并结合攀钢实际，研究开发了高碱度精炼渣，建立了出钢大渣量渣洗、钢包渣改质和 进一步调整钢包渣成分的钢水精炼工艺。 （ 2）工业试验表明，采用该工艺后，方坯和 板坯生产流程中转炉至 精炼结束钢水脱硫率均得到了大幅度的提高，高至 （ 3）该工艺的应用显著提高了钢水纯净度，铸坯夹杂总量由 %降为 %，铸坯 TO均小于 10金属夹杂评级均小于 。 参考文献 1 高泽平 北京：冶金工业出版社， 2005. 编辑 杨冬梅 收稿日期 ： 2008 华菱涟钢成功开发抗震钢筋 2007钢筋混凝土用钢 第 2 部分 热轧带肋钢筋新的国家标准也已于 2008 年 3 月开始实施，新标准增设了有较高性能要求的 抗震钢筋牌号。汶川大地震后国内 市场对抗震钢筋的需求迅速增加。涟钢 于2008 年 10 组织开发 了 震钢筋 ,生产 5 种规格，共 10 个批次。 经 国家螺纹钢筋生产许可证办公室组织专家 对 产品进行试验 和 现场抽检，抗震钢筋一次性通过了国家生产许可证的审核检验，获得国家抗震钢筋生产许可证。 1 抗震钢筋技术标准 地震断裂过程与高应变低周疲劳行为非常相似 ,因而，抗震建筑用钢材的基本技术条件主要包括以下几个方面： 较高的高应变低周疲劳抗力； 无应变时效脆化； 无低温脆性； 良好的可焊性； 适当强度塑性配比。 与一般热轧带肋钢筋相比 ，抗震钢筋能够满足较高的抗震结构要求。新的国家标准规定，抗震钢筋除满足一般热轧带肋钢筋的各项要求外，同时还应满足以下 三 个方面要求： 钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比 0 钢筋实测屈服强度与屈服强度特征值之比 0 钢筋在最大力下的总伸长率 % 。 2 涟钢抗震钢筋检验结果 涟钢 抗震钢筋的化学成分全部控制在内控标准范围内 ，见表 1。 部分抗震钢筋的力学性 见 表 2。 表 1 抗震钢筋产品质量抽检结果 牌号 炉号 规格 /分与性能 尺寸外形 表面 质量