李勇强;徐立山;高建国
【摘 要】钢中的铝不仅可以有效降低钢中的氧还能细化晶粒,改善钢的韧性,使钢具有较好的延展性能,同时还有防止时效性的作用,有相关资料指出,钢中氮化铝含量增加,钢的晶粒度变细,当钢中酸溶铝含量超过0.065％时,晶粒度反而重新粗大化,因此,准确控制钢中的酸溶铝含量在合适的范围内,才能保证钢材的性能.本文主要对钢中酸溶铝烧损的原因进行了分析,并提出了解决的具体措施. 【期刊名称】《河南冶金》
【年(卷),期】2013(021)002
【总页数】4页(P39-41,53)
【关键词】酸溶铝;控制;烧损;研究;精炼
【作 者】李勇强;徐立山;高建国
光盘封套
【作者单位】承德钢铁集团有限公司;承德钢铁集团有限公司;承德钢铁集团有限公司开放式基金预测
【正文语种】中 文
0 前言
承钢因钒钛磁铁矿冶炼的特点，高炉炉温控制较难，高炉铁水硫含量较高，因资源特点炼钢采用提钒-炼钢双联工艺，特殊的炼钢工艺受到半钢热量不足、渣系单一、化渣困难、转炉脱硫效率低的影响，会造成钢水氧化性强、硫含量高，下渣量大。所以承钢炼钢工序控制钢中酸溶铝烧损的研究尤为重要。另外，从市场行情看，随着近几年市场经济及热轧卷板市场的发展，含铝的卷板市场需求越来越大，所以研究控制钢中酸溶铝烧损是提高产品质量，降低生产成本，提高产品竞争力的一项重要手段。
衣架制作承钢提钒钢轧二厂自2009年投产以来，生产的钢种多为含铝钢，初期生产含铝钢时，钢中酸溶铝内控成分合格率仅为86.3%，严重影响了钢材质量和生产的稳定。为此，针对控制钢中的酸溶铝技术进行分析研究，通过采取措施，经过精炼处理的含铝钢中酸溶铝含量可稳定控制在目标值±0.004%以内，为提高产品质量、品种钢开发及降低生产成本奠定了基础。
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1 主要装备及生产工艺流程
承钢提钒钢轧二厂150 t炼钢系统现有3座吨顶底复吹转炉(其中1座用于提钒)，2座LF炉、2座RH炉和2台二机二流直弧形板坯连铸机，具有稳定控制钢中酸溶铝能力的工艺设备基础。
倒悬牵引床根据所生产含铝钢种的性能要求，采用的工艺路线为：铁水预处理→(提钒转炉)→炼钢转炉→LF炉→(RH炉)→板坯连铸机。
2 影响钢中酸溶铝烧损的主要因素
在炼钢生产中，铝是强脱氧元素，大部分钢种均采用铝或含铝的复合脱氧剂进行脱氧，加入钢中的铝部分形成Al2O3或铝的各种夹杂物，部分溶解到钢中，之后随加热和冷却条件的不同，或者在固态下形成弥散的AlN，或者继续保留在固溶体(奥氏体、铁素体)中，通常将固溶体中的铝(包括随后析出的AlN)称作酸溶铝，而氧化铝则以大小不等的颗粒状夹杂形态存在于钢中，称作酸不溶铝。 由于铝是强脱氧元素，铝的收得率相比并不稳定，所以钢中的酸溶铝量也不稳定。影响钢
中酸溶铝烧损的因素是复杂多样的，对于生产中钢中酸溶铝烧损，主要与转炉下渣量、LF炉渣脱氧效果、LF炉底吹氩流量、钢包自动开浇情况、连铸全程保护等因素有关。根据实际生产情况，对影响钢中酸溶铝烧损的因素进行分析，并采取相应的控制措施。 3 减少钢中酸溶铝烧损的措施及效果
3.1 根据转炉下渣量情况调整LF炉渣料的加入配比
2010年1～5月转炉挡渣成功率平均为87.3%，有12.7%的炉次挡渣失败(下渣量＞100 mm)，这些炉次钢中酸溶铝最低只有1.0×10-6，转炉下渣均为高氧化铁的氧化渣，在炉渣和钢液接触的条件下，钢中的酸溶铝主要被渣中SiO2、MnO、FeO、Cr2O3以及大气氧化，造成在吹氩站喂入的铝损耗严重、收得率低。因此提高转炉的挡渣成功率，可有效提高铝的收得率。
由于转炉出钢过程中下渣不可避免，但转炉下渣量的多少决定着该炉钢精炼渣料的加入方式。生产实践发现，对于下渣量大的炉次研究，通过延长精炼的处理周期8 min～20 min，适量增加萤石、精炼渣的用量，同时适度增加铝粉加入量，可降低炉渣的氧化性，稳定合金的收得率，稳定炉渣的碱度，可达到降低钢中酸溶铝烧损的效果。
3.2 调整LF炉的增铝时机
白渣是LF炉精炼中常造的一种高碱性渣，具有良好的脱氧和脱硫的能力，白渣的碱度在4.5～5.5左右，氧化钙在50%左右，渣中W(FeO+MnO)＜1.0%，白渣极易与钢水分离而上浮，较少玷污钢水。在精炼白渣下向钢水中喂入铝线可有效的降低铝的烧损，提高铝的收得率。LF炉根据对转炉下渣量的测量来确定LF炉渣料的加入量，在处理过程中通过调整底吹氩气流量，同时配合加入脱氧剂脱除钢水、炉渣中的氧，可进行快速造白渣。加料顺序调整后，LF炉增铝前炉渣成分情况见表1。 表1 LF炉增铝前炉渣成分情况 %序号 CaO SiO2 MnO Al2O3 Fe2O3MgO 1 48.7 5.3 0.24 21.6 0.73 6.31 2 46.3 5.9 0.28 21.4 0.65 6.65 3 45.5 6.3 0.17 25.4 0.35 7.53 4 51.4 5.1 0.16 21.2 0.60 4.57 5 52.9 5.9 0.15 19.5 0.98 5.29
在LF炉白渣的基础上，向钢包内喂入铝线，部分铝进一步脱除钢中的氧，脱氧后剩余的铝即为酸溶铝。实际生产中增铝操作有两种操作方法：一是在LF炉造渣时一次性加入铝，部分铝不完全脱氧即为酸溶铝;二是在LF炉造渣时加入适量的铝，仅供脱氧造白渣需要，等到炉内白渣已形成，炉渣已发泡，这说明此时渣中的氧已基本被去除，增铝剂加入后不易被
二次氧化，此时再根据钢种酸溶铝成分加入适量的铝，可降低酸溶铝的烧损，提高铝的收得率。根据实际取样分析发现，第二种方式增铝，酸溶铝的烧损约可降低27.5%。
3.3 量化控制LF炉各环节底吹氩气流量
在白渣形成后要保持白渣效果，需保证LF炉内的还原性气氛，在LF处理过程中间歇性加入铝质脱氧剂到顶渣上，避免炉渣被大气中的氧氧化，同时需保证LF炉内的微正压环境，以减少大气中的氧进入LF炉内。根据生产实践数据，承钢提钒钢轧二厂对LF炉各阶段底吹氩供气流量进行了量化控制。LF底吹氩供气流量见表2。
表2 LF底吹氩供气流量600～1200测温、取样 50～100加热 100～300合金化 500～1000钙处理/弱吹氩/NL/min预吹氩搅拌项目 单管氩气流量50～100
通过对LF炉内还原性气氛的控制，稳定了还原性炉渣的保持时间，降低了精炼处理过程中钢中酸溶铝的烧损。电子煎药壶
3.4 LF炉进行钙处理和弱吹氩控制
用铝脱氧后产物为Al2O3，在液态钢中呈固态，在浇注过程中很容易在中间包水口处聚集，影响钢水的浇注质量，且钢中的Al2O3在轧制过程中会被破碎，沿轧制方向连续分布，造成严重的缺陷。在保证钢水铝含量不降低的情况下如何减少铝的脱氧产物，使之在钢液中呈液态上浮，保证钢水在浇注时不产生絮流，保证连续生产顺利进行，是稳定控制钢中酸溶铝的关键问题。
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