侯福慶，韓 亮，楊 陽，周仕升

（日照鋼鐵有限公司長(zhǎng)型材制造部，山東 日照 276800）

冷鐓鋼作為生產(chǎn)螺栓、螺母、鉚釘?shù)脑?，利用其金屬的塑形進(jìn)行冷鐓加工，加工過程變形量大，對(duì)鋼水的純凈度要求較高。SWRCH22A作為鋁鎮(zhèn)靜鋼，在脫氧過程難免產(chǎn)生氧化鋁夾雜物，在精煉過程通過鈣處理和軟吹的方式對(duì)夾雜物進(jìn)行變形和去除，鋼中非金屬夾雜物一方面影響鋼水的可澆性，另一方面會(huì)引起冷鐓開裂。本文針對(duì)日照鋼鐵長(zhǎng)型材制造部在開發(fā)初期經(jīng)常出現(xiàn)絮流問題從轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄全流程進(jìn)行工藝優(yōu)化、調(diào)整，改善了鋼水質(zhì)量，有效解決了鋼水絮流問題。

1 工藝流程

日照鋼鐵有限公司（全文簡(jiǎn)稱日鋼）長(zhǎng)型材制造部小方坯冷鐓鋼SWRCH22A的生產(chǎn)工藝流程：60 t轉(zhuǎn)爐→LF爐精煉→165 mm×165 mm小方坯連鑄。其中轉(zhuǎn)爐采取出鋼先加鋁錠脫氧再進(jìn)行合金化，LF精煉爐采取“白渣+鈣處理+軟吹”的處理方式，連鑄采取保護(hù)澆注，中包過熱度25～35℃，拉速控制在2.4 m/min。

2 結(jié)瘤物檢驗(yàn)

對(duì)中間包上水口結(jié)瘤物檢驗(yàn)分析CaO-MgO-Al2O3及CaO-CaS-Al2O3復(fù)合夾雜，產(chǎn)生的此類夾雜物熔點(diǎn)高，留在鋼液中很難上浮去除，在澆注過程附著在上水口內(nèi)壁，形成結(jié)瘤，影響鋼水的可澆性。結(jié)瘤如圖1，結(jié)瘤物如表1。

表1 結(jié)瘤物成分 %

圖1 結(jié)瘤物現(xiàn)場(chǎng)圖

3 結(jié)瘤原因分析

3.1 精煉過程

冷鐓鋼為含鋁鋼對(duì)Al含量有一定要求，轉(zhuǎn)爐、精煉都采取鋁脫氧會(huì)形成高熔點(diǎn)Al2O3，另當(dāng)轉(zhuǎn)爐供精煉Al含量偏低時(shí)，精煉到位后第一時(shí)間對(duì)準(zhǔn)氬氣口進(jìn)行補(bǔ)鋁操作，精煉后期采取鈣處理后逐步往低熔點(diǎn)區(qū)域靠近，經(jīng)軟吹處理后部分夾雜物得以上浮去除，鈣處理效果受工藝參數(shù)穩(wěn)定性、爐渣等因素影響，處理過程可能出現(xiàn)Al2O3夾雜物改性不充分，或生成CaS等高熔點(diǎn)夾雜，或者在精煉過程發(fā)生鋼水的二次氧化形成新的夾雜物，在澆注過程中附著在水口內(nèi)壁造成水口結(jié)瘤。

3.2 澆注過程

盛有鋼水的鋼包開澆后通過套管流入中間包，中間包內(nèi)的鋼水再通過浸入式水口流入結(jié)晶器，在此過程中易與空氣接觸發(fā)生二次氧化，形成高熔點(diǎn)Al2O3、MgO-Al2O3，也會(huì)在水口形成結(jié)瘤。通過對(duì)比冷鐓鋼SWRCH22A開發(fā)初期精煉、連鑄鋼水中Als和N含量的變化，發(fā)現(xiàn)w（Als）損平均0.015%，鋼水增w（N）平均0.005%，說明鋼液在澆注過程吸入空氣發(fā)生了二次氧化。

4 水口結(jié)瘤改進(jìn)措施

4.1 轉(zhuǎn)爐

4.1.1 提高一倒率

轉(zhuǎn)爐提高終點(diǎn)溫度、成分命中率，減少點(diǎn)吹、鋼水氧化性，通過調(diào)整一倒率由63%提至80%，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w[O]由423×10-6降至375×10-6，減少了脫氧劑鋁錠加入量，從而減少了Al2O3夾雜物的形成并穩(wěn)定了供精煉Al含量。

4.1.2 頂渣改質(zhì)

轉(zhuǎn)爐在出鋼過程加入1.6 kg/t頂倉灰、高鋁鋼包渣改質(zhì)劑由2.2 kg/t提高至2.7 kg/t，鋼包底吹由單氬氣增加為雙氬氣，提高渣洗效果，生成熔點(diǎn)不高，流動(dòng)性適中又容易形成泡沫的以鋁酸鈣為主的渣系，有利于縮短精煉時(shí)間、降低爐渣氧化性提高鋼水脫硫效果。

4.2 精煉

4.2.1 增加渣層厚度

除轉(zhuǎn)爐改質(zhì)劑增加外，將精煉渣料石灰由3.8 kg/t提高至5 kg/t，通過增加精煉渣層厚度，在精煉期間減少鋼水吸氧、吸氮及與外界接觸發(fā)生二次氧化形成夾雜物，同時(shí)提高精煉脫硫能力。

4.2.2 優(yōu)化脫氧工藝

首先使用電石脫氧，待精煉渣起泡、化渣后加入鋁粒脫氧，前期變?cè)凿X粒為主，電石為輔盡快變?cè)?，后期以電石為主、鋁粒為輔保證白渣和良好的發(fā)泡性能，脫氧劑加入執(zhí)行少加、勻加、勤加的原則，使脫氧劑均勻鋪展到渣面，確認(rèn)白渣后采用電石脫氧為主保持白渣和精煉渣發(fā)泡性能直到出鋼，過程注意粘渣觀察脫氧情況。

4.2.3 鈣處理工藝優(yōu)化

鈣鋁比是衡量Al2O3夾雜物變性的標(biāo)志，合理的鈣處理可將鋼水中固態(tài)的高熔點(diǎn)Al2O3夾雜轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c(diǎn)的鋁酸鈣（12CaO·7Al2O3，熔點(diǎn)1 455℃，澆注溫度下為液態(tài)）。使用鈣含量高的無縫金屬鈣線替代鈣鐵線、增加喂絲機(jī)導(dǎo)管的長(zhǎng)度、將喂線速度設(shè)定為2～3 m/s、一次性喂入220 m等措施有助于增加鈣線的插入深度和減少彎曲，提高鈣回收率。鈣鋁質(zhì)量比由起初開發(fā)階段的0.05%提升至0.09%，改善了鋼水的可澆性。

關(guān)注過程氬氣控制：生產(chǎn)冷鐓鋼前對(duì)氬氣總壓力進(jìn)行確認(rèn)，保證精煉爐氬氣總壓力＞1.2 MPa，并對(duì)上線的鋼包透氣性進(jìn)行檢查，從轉(zhuǎn)爐吊來的鋼水在精煉座包后第一時(shí)間打開氬氣，保證鋼水及液面的流動(dòng)性，在進(jìn)行鈣處理前進(jìn)行第一次軟吹，軟吹時(shí)間7 min，喂線期間鋼包吹氬流量采取強(qiáng)攪拌，鈣處理后進(jìn)行第二次軟吹，軟吹時(shí)間5 min，線結(jié)束后采用相對(duì)較弱的吹氬流量。通過兩次軟吹使精煉過程的生成夾雜物充分上浮。

4.3 連鑄

4.3.1 保護(hù)澆注

中包開澆前吹氬3 min以上，排除空包內(nèi)多余的空氣，澆注期間中包、大包長(zhǎng)水口、浸入式水口全程氬封，隔絕空氣。使用鋼包升降回轉(zhuǎn)臺(tái)，鋼包開澆時(shí)采取先上大包長(zhǎng)水口再開澆的方式，Als損由開發(fā)初期的平均0.015%降低至0.008%，增w（N）由開發(fā)初期的平均0.005%降至至0.003%，同時(shí)將中包上水口與浸入式水口碗口接觸方式由原來的“線”接觸改為“面”接觸，增大二者之間的接觸面積，進(jìn)一步減少與空氣接觸造成鋼水的二次氧化。

4.3.2 高拉速生產(chǎn)

將中包上水口的直徑尺寸由Φ23 mm調(diào)整至Φ28 mm，浸入式水口碗口直徑尺寸由Φ25 mm調(diào)整至Φ28 mm，減少結(jié)瘤對(duì)鋼水可澆性的影響。開澆按6個(gè)流組織生產(chǎn)，一次性先開4個(gè)流，再開2個(gè)流（節(jié)奏緊張堵流按5個(gè)流生產(chǎn)），開澆順利后將拉速控制在1.8 m/min，脫錠正常后，過熱度＜45℃時(shí)調(diào)整至目標(biāo)拉速2.1 m/min，過熱度≤38℃調(diào)整至2.4 m/min。在溫度條件合適情況盡快將拉速提起來，減少因開澆拉速慢，中包上水口附著夾雜物導(dǎo)致結(jié)瘤。

5 實(shí)施效果

日鋼長(zhǎng)型材制造部通過對(duì)冷鐓鋼水口結(jié)瘤原因分析，采取了優(yōu)化脫氧、鈣處理工藝、全程保護(hù)澆注等一系列措施，改善了高熔點(diǎn)鋁酸鈣、硫化鈣夾雜引起的水口結(jié)瘤問題，有效解決了冷鍛鋼開發(fā)階段絮流問題。

6 結(jié)論

1）水口結(jié)瘤物主要為高熔點(diǎn)CaO-MgO-Al2O3及CaO-CaS-Al2O3復(fù)合夾雜，附著在水口內(nèi)壁，是引起絮流的主要原因。

2）優(yōu)化轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)及精煉脫氧、鈣處理、軟吹工藝，做好連鑄保護(hù)澆注可有效使鋼水中夾雜物變性去除并減少鋼水的二次氧化，改善水口結(jié)瘤引起的絮流問題。