提高低碳铝镇静钢成品Als合格率的实践.doc

提高低碳铝镇静钢成品Als合格率的实践第29卷第4期2007年8月四川冶金SichuanMetallurgyV01.29No.4August,2007提高低碳铝镇静钢成品Als合格率的实践张槐(攀钢提钒炼钢厂四川攀枝花617062)【摘要l介绍了攀钢提高低碳铝镇静钢成品Als合格率的生产实践.通过一系列工艺技术和设备保障措施的落实,低碳铝镇静钢成品AJs合格率逐年攀升,2006年达99.77%,创历史最高水平.【关键词l低碳铝镇静钢s:r-E术设备保障THEFACToRYPRACTICEABoUTADVANCGTHEPERCENToFPASSoFFINISHEDPRoDUCTAlsoNLoW.CARBoNALUMDUMKILLEDSTEELZhangHuai(VanadiumRecoveryandSteelPlantofPZHSteel,Panzhihua617062,Siehuan,China)AbstractThefactorypracticeaboutadvancingthepercentofpassoffinishedproductAlsonlowcarbonaluminiumkilledsteelinPZHSteelwasintroduced.ThepercentofpassoffinishedproductAlsonlowcarbonaluminiumkilledsteelascendedyearafteryearthoughputtingaseriesofprocessengineer-ingandequipmentsupportingmeasureintoeffect.reaching99.77%in2006createdalltimehighs.Keywordslowcarbonaluminiumkilledsteel,Als,processengineering,equipmentsupporting1引言低碳铝镇静钢用于生产冷轧钢板,在家电,汽车等行业有广泛的应用.由于冲压成形及其它特性要求,该钢种对成品酸溶铝Als有严格的规定.攀钢自1995年8月一1996年4月首先在08AI钢上进行了五轮工业性实验,随着1996年6月攀钢冷轧厂的正式投产,低碳铝镇静钢成为该厂的主要轧制品种.由于低碳铝镇静钢要求的碳含量极低,合金元素少,冶炼终点钢水氧活度高,约750160010/%,平均100010/%,Als回收率极不稳定,成品Als合格率较低,计划钢种改判频繁.19981999年,攀钢低碳铝镇静钢成品Als合格率仅为95.6o%.随着工艺控制技术和管理水平的不断进步,低碳铝镇静钢成品Als合格率逐年攀升,见图1.从图1看出,2006年成品Als合格率达到了99.77%,创历史最好控制水平.低碳铝镇静钢成品Als合格率逐年提高,为攀钢创造了巨大的经济效益和社会效益.100.o0避99.50装99.00耋s98.50鹾98.00镁97.502o022003200420052006年份图120022006年低碳铝镇静钢成品Als合格率情况2典型钢种牌号及化学成分攀钢低碳铝镇静钢典型钢种牌号及判钢化学成分见表1.表1典型钢种牌号及判钢化学成分第4期SichuanMetallurgy3工艺技术措施3.1预脱氧工艺改进低碳铝镇静钢的预脱氧工艺经历了三个发展阶段:第一阶段采用专用脱氧剂加铝块预脱氧;第二阶段只采用专用脱氧剂预脱氧;第三阶段采用铝锰铁预脱氧.3.1.1第一阶段预脱氧特点铝块密度为2.7g/cm.,小于钢渣密度3.4cm.,远小于钢水密度7.0g/cm.,加入钢水包中易上浮进入钢渣层而迅速被空气和炉渣氧化,铝块利用率低;再加之铝氧化产生致密的AI:O,膜附着于铝块表面,从而抑制了铝块溶解和脱氧的效果.因此,钢水罐内加铝块预脱氧造成了炉后补喂铝线前的Als含量难以估计,极容易造成钢种Als出格,也容易使钢渣中的SiO:还原成Si进入钢水造成Si含量超标.试验表明:该预脱氧方式下,成品Als合格率不足4O%.3.1.2第二阶段预脱氧特点专用脱氧剂的理化指标见表2.专用脱氧剂(电石为基)加入钢水罐内发生如下化学反应:CaC:+O=(CaO)+2CC+O=COCaC2+3(FeO)=(CaO)+3Fe+2CO在炼钢温度下,专用脱氧剂在钢水罐内发生分解,钢水中形成的钙蒸汽压力较高,再加之化学反应生成的CO不断从钢水中排出,专用脱氧剂预脱氧具有较好的热力学条件,也具备了较好的动力学条件,再通过炉后补喂铝线方式可较好到控制钢水Als含量.该预脱氧方式下,低碳铝镇静钢成品Als合格率提高到90%以上,但这种方式却有如下明显缺点:由于钢水中形成的钙蒸汽压力较高和强烈的碳氧反应,大量专用脱氧剂加入到钢水罐内易产生较多烟尘从而污染环境,且易发生放炮及钢水翻出钢水罐而烧坏钢包车电缆等事故;由于易受潮风化,运输及储存极不方便;用人工投入法加专用脱氧剂进钢水罐,其作业环境恶劣,劳动强度大,安全性差.表2专用脱氧剂理化指标3.1.3第三阶段预脱氧特点攀钢自1998年7月起开始采用铝锰铁试制低碳铝镇静钢,铝锰铁理化指标见表3.由于铝锰铁密度较铝块大且与钢水密度接近,容易加进钢水深处,减少了钢渣及空气对用铝锰铁的氧化烧损,提高了铝的利用率.采用铝锰铁预脱氧发生以下化学反应:Mn+2A1+4O=(MnO)+(A1:O3)按照复合脱氧的机理可知,复合脱氧比单一元素脱氧更彻底.由于铝锰铁中Mn元素的存在提高了铝的活度,即复合脱氧提高了铝的脱氧能力,减少了铝的消耗.同时,铝锰铁脱氧可以使Al单独脱氧产物FeO-AI20转变成FeO-MnO-A12O3,前者组成范围狭窄,而后者易形成低熔点产物并易于聚集长大上浮排出.生产实践证明:低碳铝镇静钢在采用铝锰铁预脱氧后,连铸水口结瘤现象锐减,钢水质量显着改观,Als回收率相对稳定,成品Als分布在0.030.06%较为集中,成品Als合格率得到进一步提高.比较低碳铝镇静钢预脱氧的三个发展阶段特点可以看出,铝锰铁预脱氧较好地克服了铝块及专用脱氧剂预脱氧存在的不足,也因此在生产实践中得到推广应用.表3铝锰铁理化指标3.2钢包渣改性出钢过程虽采用了铝锰铁对钢水进行预脱氧,但由于主原料条件差,冶炼后吹炉次较多,钢包渣氧化性较强,且钢水从转炉炉后运至精炼区域的路程远,耗时较长,钢包渣中的氧不断在运输过程中扩散到钢水,Als烧损较大.再加之高氧化性钢包渣中大量氧仍在精炼过程中继续向钢水扩散,成品Als目标控制难度仍然较大.为此,要求在出钢结束后根据钢包渣的氧化性向钢水罐投加4O100kg/炉专用脱氧剂以对钢包渣脱氧.通过专用脱氧四川冶金第29卷剂对钢包渣进行脱氧,显着降低了钢包渣的氧化性,渣中TFe降低10.5%,(MnO+TFe)总含量平均降低11.29%,大大减轻了钢包渣对钢水的污染,同时有利于稳定和提高钢水中Als的回收率.加专用脱氧剂对钢包渣进行脱氧的炉次与未加专用脱氧剂的炉次进行比较,Als回收率提高了4.4%.加专用脱氧剂与未加专用脱氧剂炉次的钢包渣成分对比见表4.表4加专用脱氧剂与未加专用脱氧剂钢包渣成分对比项目面加专用脱氧剂33.838.844.6_42.837.471O.023.76未加专用脱氧剂29.548.1515.143.6218.769.343.883.3过程操作优化针对低碳铝镇静钢在生产中暴露出的诸多问题,钢厂不断优化过程操作,提高了低碳铝镇静钢成品Als合格率.改善入炉铁水(半钢)条件,保障转炉炼钢热源;强化冶炼过程及终点控制,提高一次拉碳率,降低后吹率,消除因钢水脱氧不良引起浇注过程冒菜花头现象;严格落实技术操作规程,规范铁合金配比;严禁出钢夹渣,强化出钢口维护以减少出钢过程钢水二次氧化;规范炉后小平台吹氩,喂线工位钢水取样操作,提高取样合格率,钢样在取出来后若发现有肉眼可见的夹渣,砂眼,孔洞及重量偏轻状况,必须重新取样;充分保障钢水吹氩效果以确保过程钢样Als代表性强,为精炼工位二次喂铝线提供有效的操作依据;完善,规范精炼工位二次喂铝线工艺;连铸工位严格实施保护浇注,避免钢水Als烧损严重;浇注结束要及时翻净钢包罐残渣,以减少钢包罐带渣多现象等.通过以上对低碳铝镇静钢过程操作优化措施的落实,大幅度提高了成品Als合格率.3.4挡渣工艺改进钢厂在较长一段时间内在转炉出钢时采用挡渣塞,挡渣帽配合挡渣球,挡渣锥等挡渣工艺,其挡渣效果差,钢包渣层厚度波动范围较大.钢厂于1999年后推广应用了挡渣标挡渣技术取代传统的挡渣锥,挡渣球挡渣方式,再配合1998年下半年实施的整体出钢口更换技术取代传统的下眼式换出钢口方式,转炉出钢下渣量明显减少,钢包渣层平均厚度可控制在70mm左右,低碳铝镇静钢成品Als合格率得到提高.4设备保障措施4.1钢水定氧设施推广应用攀钢自1998年9月起引入定氧设施测量钢水氧活度.在定氧操作的过程中,定氧探头插入钢液面下300400mm,防止测量过程中发生定氧枪漂移,晃动以减少读数不准现象.根据定氧仪测定的钢水氧活度确定脱氧剂和铝线喂入量,对优化钢水脱氧操作,建立脱氧工艺模式及控制低碳铝镇静钢Als提供了可靠的依据.钢厂先后在炼钢转炉炉后吹氩喂线小平台,LF及RH处理工位设置了定氧设施.用定氧探头测定钢水的氧值还可以间接预报钢水Als含量,对进一步准确控制Als及最大限度地降低铝线消耗创造了条件.4.2快速化验分析室设置考虑到钢水从炉下运输至精炼工位的路线较长,钢水过程Als含量变化较大,再加之不时发生炉后小平台钢水取样不合格,钢样Als代表性差,转炉炼钢及精炼区域风动送样系统设备故障频繁等因素,钢厂在精炼区域设置了简易快速化验分析室快速分析过程钢水Als含量,为精炼工位二次喂铝线提供了切实的操作依据.4.3设备管理强化加强对定氧,喂线,吹氩及显示仪表等设备的定期与不定期标定,校验管理.钢厂制定并完善了相关设备的具体管理规定,并在生产中逐项检查,落实及考核,确保了定氧,喂线,吹氩及显示仪表等设备功能运行正常.5结论(1)通过采用铝锰铁对钢水预