连铸铝镇静钢的钢水准备

・２２・　鞍钢技术　

ＡＮＧＡＮＧ　ｒｒ　ＨＮ（Ｈ』Ｘ　Ｙ　２００２年第１期　

连铸铝镇静钢的钢水准备　

田维东徐光　

（鞍钢新轧钢股份有限公司第一炼钢厂）　

摘要在连铸生产铝镇静钢时．水口絮流一直是困扰工程技术人员的一个难题。从絮流的　

原因人手．分析了　ｚｑ生成的控制。并介绍了几种钢水钙化的方法，从中比较出用复舍造渣　

材料来解决浇铸铝镇静钢的优点＝　

关键词　铝镇静钢　絮流　ｑ夹杂　钢水钙化处理　

Ｈｏｔ　Ｍｅｔａｌ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　０ｆ　０Ｃ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｋｉｌｌｅｄ　Ｓｔｅｅｌ　

Ｔｊ．皿Ｗｅｉｄｏｎｇ　Ｘｕ　Ｇｕａｎｇ　

（Ｔｈｅ　Ｎｏ．１　Ｓｔｅｅｌｒｎａｋｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　Ａｎｇａｎｇ　Ｎｅｗ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｉ．ｔｄ．）　

Ａｌ：￣ｒ＇ａｅｔ　ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｎｏｚｚｌｅ　ｉｓ　ａｌｌ　ａｌｏｎｇ　ａ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｐｕｚｚｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｏ￣ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏ－　

ｄｕｃｄｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ］ｄｌｌａｄ．ｓｔｅｅｌ　ｉｎ　．Ｈｏｗ　ｔＯ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｃｒｅａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａ１２ｑ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｆｔ　ｔｈｅ　ＯＣ－　

ｃｕｒｒｅｎｃｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｌｏｗ．Ｓｅｖｅｒａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｏｔ　ｍｅｔａｌ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，　ＣＯＩＴＩ－　ｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ａｄｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｄａ　ｎｇ　ｍａｔｅｒｉａ［ｔｏ，ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　

ａｂ０ｖｅ　ａｄｖａｎｃｅｄ．　

Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｋｉｌｌｅｄ　ｍ　ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ　ｆｌｏｗ　Ａ１２　ｉｎｃｌｕＮｏｎ　ｈｏｔ　ｍｅｔａｌ　ｃａｌｃｉｆｙｉｎｇ　

ｔｒｅ￣ｉｔｒｎｅｎｔ　

１现状　

随着钢铁工业的发展．越来越多的企业的连　

铸比得到提高，许多钢铁企业实现了垒连铸生产。　

在对模注钢的产品转化过程中，原有的沸腾钢则　

由铝镇静钢来代替。正如我们所知道的，由于用了　

大量的铝来脱除钢中的氧，钢中生成了大量的　

ＡＩ　夹杂，浇铸过程中浸入式水口絮流严重，个　

别炉次大罐水口也发生絮流，严重影响了连铸机　

的生产。　

２生产过程中出现的问题　

２．１典型的铝镇静钢　

典型的铝镇静钢化学成分见表１。　

表ｌ铝镇静钢成分　由于转炉需将碳吹得很低才出钢，出钢前钢　

中的氧含量很高，特别在没有底吹手段的转炉生　

产中显得更为突出，鞍钢第一炼钢厂的９０ｔ氧气　

顶吹转炉为取得合适的钢水，一般加铝量为２．５　

～５ｋｇ／ｔ钢。　

２．２浇铸过程中出现的问题　

生产设备有：９０ｔ氧气顶吹转炉、Ｉ　钢包精炼　

炉、喂线机、２８０ｒｎｍＸ　２８０ｒａｍ大方坯铸机。在生产　

中出现了下面三种絮流情况：　

（１）大包开浇自流，开浇仅３ｎｆｉｎ后大包水口　

便絮死。　

出现这种情况令人非常不理解。如果是钢液　

中的ＡＩ　（）＾夹杂造成絮流应该是一个渐进的过　

程，否则为什／厶还顺利地浇铸了近３ｎｆｉｎ呢？我们　

对冶炼的每个环节进行了分析，注意到在转炉出　

钢的操作中，由于需要加入大量的纯铝（我厂采用　

的是铝环），有的操作者为了方便，事先将一部分　维普资讯 http://www.cqvip.com 田维东徐光　连铸铝镇静钢的钢水准备　

铝加＾大罐底部。如果铝恰好落在大包水口附近，　

出钢过程中就有可能存在生成的Ａｌ！【　聚集在一　

起附着在罐底，在ＩＦ炉处理过程中底吹氩时，罐　

底恰好是一个死角，附着于罐底的，、１ｚ【）＾没有机　

会上浮。我们知道，大罐内的钢液通过水口流出时　

在罐底形成漩窝，它的吸力将罐底水口眼附近形　

成的ＡＩ：ｑ聚集物带＾水口，最终造成絮流。找到　

这个原因后，规范了炉后加铝的操作，从而杜绝了　

此类絮流的发生　

（２）浇铸过程中大包水口絮流　

在生产铝镇静钢时，通过喂线来对钢水进行　

钙化处理。丝线为钙铁包芯线，其指标见表２　

表２钙铁包芯线的指标　

纯金属钙极易气化，在喂＾过程中喷溅严重，　

喂线速度只能维持在８Ｏ～１２０ｍ／ｒａｉｎ，钙收得率　

低　

在１００ｔ钢包中喂人４００ｍ线，钢液中的钙含　

量可　达到０．００２０　左右。在这种情况下，太包　

水口出现絮流，说明钢液的钙化不够。我们加大喂　

线量到６００ｍ后，钢中钙含量达到０　００３０　左右。　

在这种情况下。再没发生过大包水口絮流情况。　

（３）中包水口絮流。　

我厂为四流大方坯，中包水口￣＇，１０ｍｍ，在浇　

铸过程中全程保护。在浇铸铝镇静钢时，基本上浇　

到第三罐时中包水口均出现絮流，每个浇次只能　

安排三罐连浇，严重影响连铸的生产率　

３　：　生成的控制　

３．１　的来源　

（１）出钢时用铝脱氧，生成的脱氧产物Ａ【　（）３　

未完全排除而留在钢中。　

【２）钢水中的溶解：Ａ１］与水口内表面的ｓｉ（　

发生还原反应而生成的Ａｌ：ｑ附着于水口壁上，　

【３）水口内吸＾空气中的氧与钢水中的［ＡＩ］　

发生氧化反应生成ＡＩｚ（　。　

（４）钢水流经水口时，温度降低，使Ａｌ　０平　

衡遭到破坏，柝出的Ｅｏ３与钢水中的［Ａｌ　继续反　－２３・　

应生成ＡＩｚ（　

３．２　Ａｔ　（　生成的控制　

（１）二步法脱氧，就是将所需加＾钢水中的　

铝量分为两部分，一部分随钢流加　凡钢包，加入量　

应满足脱除钢水中过剩氧量所需，起预脱氧的作　

用。其余部分的铝在精炼过程中加人到锕包，脱去　

与［ｃ］相平衡的氧，并溶解于钢中保证达到规定　

的铝含量。　

（２）喂线法，在二步脱氧法的基础上，在精炼　

过程中采用喂铝线的方法来调整铝含量，正常加　

铝粒，铝的收得率为４０　左右，通过喂铝线，愎得　

率可以提高２Ｏ　。　

（３）保护浇铸．避免了在浇铸过程中的铝烧　

损，在精炼过程中就可以把铝调整到规格的中限　

或更低，从而减少了夹杂物的生成　

（４）改变ＴＦ炉的渣系，使之对Ａ１　（　夹杂物　

有更强的吸附性　在这一方面国内外一些技术人　

员做了大量的工作，主要是将ＣａＣｕＳｉＯ：　渣系改变　

为ｃａ（　ＡＩ。（　渣系。　

４钢水的钙化处理　

图１、２是我们比较熟悉的喷粉法和喂线法工　

艺示意图。　

雷　

喂线法　维普资讯 http://www.cqvip.com ・２１・　《鞍钢技术￣２００２年第１期　

由于喷粉法的钙收得率低．现在一般很少使　

用　喂线法在生产一般的含铝钢时得到了普遍的　

应用，通过喂人硅钙包芯线可　很好地解决絮流　

问题。在生产铝镇静钢时，则必须喂人钙铁包芯　

发　但由于钙在ｌ　６００Ｃ左右迅速气化，在喂入钙　

铁包芯线时喷溅严重，喂线速度只能维持在８０～　

１　２０ｒ．／ｎ￣ｎ，钙的收得率很低　由于采用的是纯金　

属钙粉和铁粉作芯粉，不利于贮存。我们曾做过这　

样的试验，把钙铁芯粉倒出完全暴露于空气中，只　

需几小时钙粉基本上就全部氧化掉了。在生产过　

程中我们发现．通过喂线法来解决铝镇静钢教果　

不理想，在我厂的方坯上每浇次只能生产三罐。　

图３所示的方法是包底喂纯钙线法，国内还　

没有使用。　

囤３包底喂纯钙线法　

这种方法是用一个类似于喷枪的耐火材料管　

插人到钢包的底部，再喂人表面钝化过的纯金属　

钙线　这种方法由于减少了钙与空气的接触机会．　

且延长ｒ与钢液的接触时间，钙的收得率要比普　

通喂线法高２０　～３０　，钙化效果好。存在的缺　

点是设备占用面积大，操作繁琐，维护困难，不利　

于推广　炉后用复台造渣材料来解决絮流问题。所谓的复　

合造渣材料，就是将活性石灰粉与一定粒度的铝　

粉按比例混台后造球。它的原理就是在铝脱掉钢　

中氧的同时有充分的与渣子接触的机会，并形成　

（￣ＣＬＡＩ　（　渣系，使＾１：　在未进入钢液前就被渣　

子吸附并形成低熔点的化台物　这种方法操作简　

单，在出锕过程中向大罐内加人５１％／ｔ钢的复合　

造渣材料（成分见袭３），来脱掉钢中大部分的氧，　

在精炼过程中进…步调整铝含量　由于这时的渣　

系已经是　【　／＇ｄ：（　渣系，精炼凋铝产生的　。【　

也能迅速被吸附，不必再钙化处理　

表３复台造渣材料成分　

实践证明，这种方法可以很好地解决铝镇静　

钢的絮流。我厂连续几个浇次顺利浇铸三罐，未发　

生絮流，每次增加连浇罐数已成为可能。　

ｊ结论　

连铸铝镇静钢的关键在于将铝脱氧产物　

ｚｃ）　排出或钙化。首先是排出，钙化只是在不能　

很好排出的情况下的一种手段。僵由于现有的手　

段钙收得率低，起不到很好的钙化效果．影响了生　

产，通过使用含铝的复台造渣材料，从根本上解决　

了　：（）。夹杂物的排出问题，使得铝镇静钢的连　

铸生产变得顺行，每浇次可达到６罐以ｈ　

在多次浇铸失败的情况下，我们厂试用了在　（１　（编辑许营　

收稿日期：２００１年８月ｔ日　

联系＾：田维东，工程师　鞍钢第一炼钢ｒ　拄术室　

４Ｏ２１）

　维普资讯 http://www.cqvip.com