pm10馬口鐵工藝研究

27十二月2023pm10馬口鐵工藝研究國豐公司馬口鐵自2009年試生產(chǎn)大部分產(chǎn)品采用雙聯(lián)工藝，隨著鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，成本壓力逐漸加大，因此第一煉鋼廠于2010年7月進(jìn)行馬口鐵單、雙聯(lián)工藝對(duì)比試驗(yàn)，本文對(duì)本次試驗(yàn)階段成果進(jìn)行對(duì)比分析。前言pm10馬口鐵工藝研究目錄一、裝備條件和工藝路線二、馬口鐵化學(xué)成分控制標(biāo)準(zhǔn)三、冶煉工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比五、總結(jié)pm10馬口鐵工藝研究一、裝備條件和工藝路線1、裝備條件第一煉鋼廠120噸系統(tǒng)擁有雙工位單噴鈍化鎂脫硫站1座，單包處理能力125噸；120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座；130噸雙工位LF爐兩座；130噸雙工位RH-TOP真空精煉爐1座；2機(jī)2流R6.5m板坯連鑄機(jī)2臺(tái)，中間包容量55噸，澆注斷面180×700～1300mm2。pm10馬口鐵工藝研究

2、馬口鐵工藝簡介原馬口鐵雙聯(lián)工藝：脫硫扒渣—轉(zhuǎn)爐出鋼輕脫氧—LF精煉升溫—RH高氧位進(jìn)站處理—板坯澆注；雙聯(lián)調(diào)整工藝：脫硫扒渣—轉(zhuǎn)爐出鋼輕脫氧—LF精煉脫氧造渣、升溫—RH低氧位進(jìn)站處理—板坯澆注；經(jīng)LF單聯(lián)工藝：脫硫扒渣—轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧—LF精煉脫氧造渣、升溫、鈣處理—板坯澆注一、裝備條件和工藝路線pm10馬口鐵工藝研究二、馬口鐵化學(xué)成分控制標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)化學(xué)成分%CSiMnPSAlsMRT3-BA0.10±0.015≤0.020.45～0.55≤0.02≤0.0180.010～0.065MRT4-BA0.095±0.015≤0.020.45～0.55≤0.02≤0.0180.010～0.060pm10馬口鐵工藝研究三、冶煉工藝研究隨著采用雙聯(lián)工藝（轉(zhuǎn)爐→LF→RH）和全脫硫鐵水冶煉，溫度控制和P、S超標(biāo)等問題得到有效控制，但仍有部分問題有待解決。（一）雙聯(lián)冶煉工藝路線暴漏出的問題該產(chǎn)品研發(fā)初期，為保證鋼水潔凈度，采用了LF+RH精煉，但LF+RH雙聯(lián)精煉時(shí)，頂渣氧化性強(qiáng)，鋼水二次氧化嚴(yán)重?zé)o法進(jìn)行鈣處理對(duì)夾雜物變性，鋼水可澆性差。pm10馬口鐵工藝研究三、冶煉工藝研究1、RH鋼水凈循環(huán)時(shí)間對(duì)夾雜物控制的影響

簇狀A(yù)l2O3是在鋼中溶解氧含量很高時(shí)向鋼液加入足夠量的鋁脫氧生成的，簇狀A(yù)l2O3與鋼液間濕潤性很差由鋼液中上浮去除的很快。鋼中存在簇狀A(yù)l2O3夾雜物，說明RH終脫氧后鋼水循環(huán)時(shí)間不足。pm10馬口鐵工藝研究三、冶煉工藝研究2、改渣工藝對(duì)水口絮流的影響RH精煉改渣后鋼包渣（FeO+MnO）在3.56～14.45%，氧化性波動(dòng)較大。精煉結(jié)束改渣，由于沒有促進(jìn)夾雜物上浮的驅(qū)動(dòng)力，產(chǎn)生的Al2O3夾雜部分不能被鋼包渣吸附，存在于鋼渣界面，澆注后期絮流幾率大于澆注前起和中期。采用雙聯(lián)澆次澆鑄過程每澆次至少更換三根浸入式水口連澆爐數(shù)平均8爐，水口絮流現(xiàn)象嚴(yán)重，結(jié)晶器液面波動(dòng)相對(duì)較大，中包澆鑄異常降級(jí)率接近6%

。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制指標(biāo)

雙聯(lián)工藝調(diào)整前后對(duì)轉(zhuǎn)爐操作的影響不大，各項(xiàng)指標(biāo)控制也均比較穩(wěn)定；LF單聯(lián)工藝要求轉(zhuǎn)爐鋼水出站氧含量控制在50-100ppm，前幾爐鋼到LF精煉氧含量偏高約200ppm左右，致使LF精煉脫氧調(diào)整時(shí)間長，不利于生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定控制和鋼水質(zhì)量改善，此澆次后續(xù)鋼水降低了轉(zhuǎn)爐出站氧含量，精煉生產(chǎn)較為穩(wěn)定。工藝終點(diǎn)控制轉(zhuǎn)爐出站LF進(jìn)站C%T℃[O]ppmC%Mn%T℃[O]ppm雙聯(lián)調(diào)整工藝0.0716454370.0630.3441570162LF單聯(lián)工藝0.06816524740.070.4131560122pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—單聯(lián)LF造渣工藝處理

馬口鐵在精煉造渣中，首先采用在轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)向鋼包配加頂渣,利用鋼水動(dòng)能及鋼水顯熱將頂渣部分熔化,并進(jìn)行終渣預(yù)脫氧。通過一定強(qiáng)度的吹氬攪拌,確保鋼包渣熔化,減少了在LF加入的渣量,縮短了化渣時(shí)間。鋼包到達(dá)工位后,加入剩余的石灰、精煉劑、螢石等造渣料,并適當(dāng)增大氬氣流量。在進(jìn)行供電前精煉渣已基本形成,加熱造渣期間加入鋁粉、鋁渣球復(fù)合脫氧劑，進(jìn)行渣的脫氧，同時(shí)用石灰和螢石來調(diào)整渣的堿度、流動(dòng)性,確保在前期盡快形成白泡沫渣。在鋼水加熱到一定溫度后，加入精煉調(diào)渣劑，在溫度高的情況下，調(diào)渣劑迅速熔化，發(fā)泡，渣層厚度迅速上升，保證了埋弧效果，同時(shí)有利于綜合脫氧劑的脫氧效果。單聯(lián)工藝加入的頂渣對(duì)鋼包內(nèi)原始渣起到改質(zhì)及預(yù)脫氧的作用，從整體造渣效果來看，單聯(lián)渣子氧化性和堿度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于雙聯(lián)工藝對(duì)鋼水的可澆注性也有了相應(yīng)的保證。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—單聯(lián)LF造渣工藝處理

此表主要反應(yīng)得是單聯(lián)、雙聯(lián)精煉造渣工藝的差別，從整體造渣效果來看，單聯(lián)渣子氧化性和堿度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于雙聯(lián)工藝。實(shí)踐證明,單聯(lián)工藝加入的頂渣對(duì)鋼包內(nèi)原始渣起到改質(zhì)及預(yù)脫氧的作用，使LF堿度提高,氧化性降低。調(diào)渣劑的加入保證了精煉渣層的厚度，充分促進(jìn)了鋁粉、鋁渣球綜合脫氧劑的脫氧效果，是鋼水出站的氧化性降低，堿度的提高加大了夾雜物上浮和吸收的幾率，對(duì)鋼水的可澆注性也有了相應(yīng)的保證。工藝工位SiO2CaORMgOFeOAl2O3MnOMnO+FeO單聯(lián)LF進(jìn)站5.7444.687.788.173.7917.651.024.81LF出站5.1659.4711.767.821.0619.280.051.1雙聯(lián)LF進(jìn)站6.9440.785.886.5112.3215.648.8921.21LF出站5.0249.119.7811.763.7221.513.537.25單聯(lián)、雙聯(lián)工藝進(jìn)站、出站渣樣的平均值對(duì)比pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—鋼水成分的控制

通過單聯(lián)和雙聯(lián)工藝成分控制的比較，可見單聯(lián)工藝成份制相對(duì)不定，尤其是C含量偏差較大，主要是用碳粉調(diào)C精度較小。今后在調(diào)碳時(shí)需重點(diǎn)控制，在碳含量微調(diào)時(shí)可以采取打入碳線的方式來完成，其成分可以控制的更加準(zhǔn)確工藝路線C%Si%Mn%P%S%Als%雙聯(lián)0.1030.0120.470.0160.0060.033單聯(lián)0.0880.0160.4840.0140.0050.033標(biāo)準(zhǔn)（T4）0.08-0.11≤0.020.45-0.55≤0.02≤0.0180.010-0.060單聯(lián)、雙聯(lián)工藝相比過程成分的控制對(duì)比pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—鋼水成分的控制

1、碳元素在LF控制要想使碳含量符合內(nèi)控成分，在精煉冶煉上就要微調(diào)鋼水碳含量，其主要控制措施如下：①降低轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的碳含量，保證精煉到站碳含量0.08%左右；

②加強(qiáng)鋼包的管理，鋼包內(nèi)襯使用超低碳透氣磚，降低鋼水侵蝕透氣磚碳含量的上升；

③接滑電極時(shí)要做好安全檢查確認(rèn)，檢查電極接頭處是否存在裂紋，避免因電極的斷裂造成接頭墜入鋼水影響鋼水碳含量；

④做好使用物料成分的檢驗(yàn)，在加中碳錳鐵時(shí)嚴(yán)禁因錳含量的調(diào)整而影響碳含量。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—鋼水成分的控制

2、硅元素控制對(duì)于Si元素，在單聯(lián)工藝主要是在精煉完成造渣工作，造渣過程中會(huì)有相應(yīng)的鋁將渣中二氧化硅中的硅置換出來，溶解到鋼水中，便形成硅元素。①鋼水到LF爐進(jìn)站溫度。鋼水進(jìn)站溫度過低加熱時(shí)間長，長時(shí)間置換硅嚴(yán)重；②不良包況。非周轉(zhuǎn)的包的使用，會(huì)加大精煉上造渣難度，鋁粉加入量過多時(shí)會(huì)置換硅嚴(yán)重；

③Ca處理方法不當(dāng)引起回硅。打線時(shí)做好線的確認(rèn)，避免出現(xiàn)線的錯(cuò)誤而增硅；④爐渣堿度過低引起回硅，堿度過低時(shí)渣中SiO2含量偏高，加入鋁粉后會(huì)置換硅嚴(yán)重；⑤LF爐反復(fù)通電引起回硅，電極反復(fù)加熱，電極與渣充分接觸，碳硅反應(yīng)劇烈；⑥鋼包透氣不良。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—精煉Ca處理控制水口絮流的現(xiàn)狀分析

在澆注過程中如果發(fā)生鋼水吸氧現(xiàn)象，則鋼中的殘鋁會(huì)發(fā)生脫氧反應(yīng)，造成鋼液表面的[Al]濃度下降；并可能會(huì)生成少量[FeO]，這些FeO與Al2O3結(jié)合為一種鐵鋁尖晶石成分(FeAl2O4熔點(diǎn)1780℃)，粘附到水口內(nèi)壁上。由于鋁鎮(zhèn)靜鋼有較強(qiáng)的還原性，極易吸收空氣中的氧，發(fā)生二次氧化，生成Al2O3夾雜物和FeO，共同造成了水口堵塞。為了防止中間包第一爐發(fā)生水口結(jié)瘤，采取在大包開澆前向中包內(nèi)投加鈣鐵粉的處理措施，效果有時(shí)并不理想。因?yàn)镃a在鋼液中的溶解度很小，1550℃時(shí)僅為0.028%，溶解過程受邊界層擴(kuò)散的限制，在局部達(dá)到飽和后，其余的鈣會(huì)變?yōu)檎魵庹舭l(fā)(沸點(diǎn)1460℃)，所以鈣的回收率很難保證。在連澆爐次發(fā)生結(jié)瘤時(shí)，加鈣鐵粉處理更不理想。除上述原因外，中間包內(nèi)的液態(tài)渣還容易將鈣鐵合金包裹，使其難以熔化，所以應(yīng)該提高精煉過程的鈣處理效果來保證鋼水的可澆注性。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—精煉Ca處理控制確定合理的鈣含量對(duì)鋼水成分做統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)影響塞棒行程的因素只有鈣和鋁兩種成份比較顯著，其它合金元素的影響并不明顯。鋁的含量與塞棒行程呈現(xiàn)弱的正相關(guān)性，即鋁含量越高的爐次，越易發(fā)生塞棒行程上漲。而鈣呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，鈣越低行程越易上漲，鈣高則行程下降。對(duì)鈣和鋁的相對(duì)含量即[Ca]/[Al]比分析，則效應(yīng)更加明顯，鈣鋁比控制在一定范圍內(nèi)可避免結(jié)瘤現(xiàn)象。若保持塞棒開度穩(wěn)定，既不發(fā)生結(jié)瘤也不侵蝕塞棒和水口，鈣鋁比最好控制在0.05～0.08的范圍內(nèi)?？刂坪线m的鈣鋁比，可以在鋼水發(fā)生輕微的二次氧化時(shí)，鈣先于鋁發(fā)生脫氧反應(yīng)，對(duì)鋼水中的殘鋁有保護(hù)作用，減少了Al2O3的生成和鋁的燒損；并且，鈣的脫氧產(chǎn)物能進(jìn)一步與Al2O3結(jié)合為低熔點(diǎn)鋁酸鈣從而保證鋼水的可澆注性。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—連鑄工藝操作過程對(duì)比1、澆注溫度控制項(xiàng)目鋼包到平臺(tái)出站待澆時(shí)間澆注周期中包溫度℃中包溫要溫度溫度溫度度合格

5分10分20分30分率%雙聯(lián)最大值1600159416131539156715671574157466.67%MRT3最小值1595159415951321550155015551555

平均值1599159416047371560156115631563雙聯(lián)最大值1600159315971943156815681568156757.14%MRT4最小值1585158815681321543154115391535

平均值1591159115839381554155415541547單聯(lián)MRT4最大值160016001610164015721571157115650雙聯(lián)工藝中包溫度合格率比單聯(lián)工藝高，但是工藝改進(jìn)前期溫度控制不穩(wěn)定屬于正?，F(xiàn)象。中包澆注溫度高主要原因?yàn)長F給溫高，從全工序溫度控制角度看較容易改進(jìn)。

pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—連鑄工藝操作過程對(duì)比2、澆注狀態(tài)對(duì)比pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—連鑄工藝操作過程對(duì)比

2、澆注狀態(tài)對(duì)比分析1）雙聯(lián)工藝從中包開澆，水口就有絮流現(xiàn)象并且呈逐漸上升趨勢(shì)；從第三爐以后結(jié)晶器液位波動(dòng)異常概率上升，開口度開始異常上升，被迫采取換水口措施繼續(xù)澆注；澆次第四包塞棒開口度開始絮流程度越嚴(yán)重，澆注狀態(tài)越不穩(wěn)定。2）單聯(lián)澆次結(jié)晶器液位波動(dòng)基本可以控制在正常范圍，并且塞棒開口度呈逐漸下降趨勢(shì)，說明水口沒有絮流現(xiàn)象，而是由于鈣處理鋼水侵蝕塞棒與水口導(dǎo)致開口度下降。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—連鑄工藝操作過程對(duì)比

本次試生產(chǎn)工藝執(zhí)行情況及連澆爐數(shù)

鋼種采取工藝連澆爐數(shù)MRT3-BA雙聯(lián)調(diào)整工藝9MRT4-BA雙聯(lián)調(diào)整工藝7MRT4-BA經(jīng)LF單聯(lián)工藝12雙聯(lián)工藝澆注狀態(tài)差主要原因：連鑄水口絮流造成絮流的根源因素是Al2O3夾雜不斷在水口和塞棒處絮集，澆次前期因絮集物量較少且有一定存儲(chǔ)空間，不會(huì)使夾雜物沖下，影響結(jié)晶器液位波動(dòng)，當(dāng)澆次后期隨著絮集物大量增加，流通量空間不斷減小，此時(shí)鋼水靜壓力加大，流速變快，所以會(huì)有絮集物沖下從而造成結(jié)晶器液位波動(dòng)異常。單聯(lián)工藝澆注狀態(tài)好主要原因?yàn)椋壕珶掆}處理pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—產(chǎn)品質(zhì)量控制對(duì)比1、連鑄氧氮控制工藝鋼種中包，ppm鑄坯，ppmONON雙聯(lián)工藝MRT3-BA17922.7436.6921.8MRT4-BA15525.5934.723.7綜合167.224.0735.822.68單聯(lián)工藝MRT4-BA170.331.835.829.1從中包及鑄坯氧氮情況對(duì)比，全氧含量差別不大；氮含量由于單聯(lián)工藝不經(jīng)RH真空脫氣處理，氮含量比雙聯(lián)平均升高6.4ppm，屬于指標(biāo)的正常變化，且均控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—產(chǎn)品質(zhì)量控制對(duì)比2、單、雙聯(lián)工藝生產(chǎn)熱卷進(jìn)行金相分析

工藝極值與均值抗拉強(qiáng)度（MPa）屈服點(diǎn)（MPa）伸長率（%）球狀氧化物夾雜級(jí)別試樣表面掛渣比例%單聯(lián)最大值455390400.516.67最小值41534035平均值43236437.4雙聯(lián)最大值440370450.542.86

單雙聯(lián)金相檢驗(yàn)氧化物級(jí)別沒有差異，但是雙聯(lián)工藝對(duì)卷板取樣發(fā)現(xiàn)帶有表面掛渣的試樣比例明顯高于單聯(lián)。

pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—產(chǎn)品質(zhì)量控制對(duì)比3、成品降級(jí)改判原因分析雙聯(lián)工藝成品降級(jí)改判原因分析單聯(lián)工藝成品降級(jí)改判原因分析雙聯(lián)工藝造成板坯降級(jí)的主要因素：結(jié)晶器液位波動(dòng)異常和非正常更換水口，占降級(jí)比例的81.82%，此類降級(jí)全部是因?yàn)樗谛趿髟斐煞欠€(wěn)態(tài)澆注，為減少下游用戶使用過程產(chǎn)生缺陷概率，所以必須采取降級(jí)措施。單聯(lián)工藝造成板坯降級(jí)的主要因素：成品C低改判1爐占61.54%；燒氧裸澆、頭尾坯、混澆坯占30.76%，成品軋爛降級(jí)1根占7.69%（因二級(jí)數(shù)據(jù)傳輸不及時(shí)造成），可見單聯(lián)降級(jí)因素全部為偶然性因素，可以進(jìn)一步加強(qiáng)控制。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯(lián)與單聯(lián)工藝操作過程對(duì)比—成本控制對(duì)比

通過不同工藝成本對(duì)比，本次馬口鐵MRT4-BA雙聯(lián)工藝調(diào)整后成本原工藝（5月份生產(chǎn)MRT4）下降約22元/噸鋼；綜合成本由于單聯(lián)工藝去除了鐵水脫S及RH兩道工序，同時(shí)單聯(lián)連澆爐數(shù)提高到12爐中包成本降低明顯比雙聯(lián)工藝降低約100元/噸。pm10馬口鐵工藝研究五、總結(jié)1、通過這次單聯(lián)工藝鈣處理，可以明顯看出中間包水口結(jié)瘤是由鋼液中的Al2O3夾雜過高或澆注過程中Al2O3的進(jìn)一步生成引起。通過穩(wěn)定精煉過程操作，減少鋼水夾雜物總量是保證鋼水可澆注性的根本