含铝钢精炼造渣成分的优化实践

陈 涛

（攀枝花钢城集团有限公司，四川 攀枝花617000）

1 前 言

某钢厂现用钢包精炼调渣剂采用铝酸钙+Al为主要组分进行钢包调渣，使用过程存在的问题是由于化渣效果不理想，需要补加一定量的萤石，造成冶炼成本增加，同时加剧钢包侵蚀。对现有精炼渣组分进行调整以优化含铝钢精炼造渣工艺，达到降低精炼成本的目的；同时考察造渣工艺优化后钢水质量的控制，以及优化前后的成本对比情况［1］。

2 试 验

2.1 试验原料

根据厂家提供材料，高铝调渣剂和原调渣剂指标见表1，改进型调渣剂作用主要是调整产品中的Al2O3含量，同时降低CaO要求指标。

表1 调渣剂指标对比 %

2.2 试验过程

试验采用改进型调渣剂替代原调渣剂，试验全程不添加萤石，其余渣料不变。所有渣料加入方式和加入量与原工艺一致。在炼钢工序中，试验和对比炉次调渣剂加入量相同，均为200 kg/炉；试验炉次不加萤石，而对比工艺萤石加入量平均为120 kg/炉。在精炼工序中，试验和对比炉次均按要求加入了200 kg调渣剂；试验炉次不加萤石，而对比炉次萤石加入量平均为142 kg/炉。

3 结果及讨论

3.1 精炼渣系控制

精炼工序钢包渣组成控制情况见表2。

表2 钢包渣组成控制 %

由表2可见，与原工艺相比，试验的炉次渣中Al2O3平均含量提高到了29.3%，提高了4.2个百分点；CaO/Al2O3比值平均为1.9（推荐值1.7～2.0），曼内斯曼指数MI（MI=CaO/（Al2O3·SiO2））平均为0.22（推荐值0.2～0.4），渣系组成控制理想，有利于提高钢水的洁净度。

因试验炉次未加萤石，对钢包渣的熔点进行了检测，钢包渣的软化温度、半球温度和流动温度均在1 370℃以下，而精炼过程钢水温度都在1 500℃以上。

3.2 钢中［S］控制

试验炉次钢水过程硫含量见表3。

表3 钢水过程硫控制情况 %

由表3可见，从小平台到成品，试验渣料在LF精炼过程具有显著的脱硫效果，且与对比炉次相比，精炼脱硫率更高，在28.0%～84.0%，平均为59.1%，对比炉次平均脱硫率为51.5%，满足钢种要求。由此可见，该渣系具有较强的脱硫能力，其原因是渣中Al2O3可与2CaO·SiO2反应生成低熔点的钙铝酸盐［1］，从而减少CaO表面2CaO·SiO2的生成，增加S直接与CaO接触的机会，促进脱硫反应的进行。

3.3 钢中T［O］控制

对于铝脱氧钢而言，钢中T［O］含量代表了以Al2O3为主的小型夹杂物的含量，为了实现对Al2O3夹杂物的吸附去除，需要先形成铝酸钙渣系［1-2］，因为铝酸钙渣系与Al2O3的界面张力更小，更容易吸附钢水中上浮的Al2O3夹杂进入渣中。而本次试验中提高钢包渣Al2O3的含量，就是为了在精炼前期形成铝酸钙渣系，以改善钢水脱硫、脱氧、去夹杂的精炼效果。

根据数据统计，试验炉次中包T［O］平均为0.001 1%；N含量平均为0.005 6%；对比炉次T［O］控制在平均为0.001 2%，N含量平均为0.008 2%。精炼渣系优化后，显著提高了钢水的洁净度。

3.4 夹杂物控制

典型炉次夹杂物照片见图1、图2。夹杂物能谱成分检测结果见表4。

图1 电镜扫描图像704023（20CrMnTiH）

图2 电镜扫描图像704115（34CrMo4）

铸坯经过轧制后，轧材T［O］在0.000 7%～0.001 3%，平均为0.001 0%，而原工艺下轧材T［O］控制在0.001 0%～0.001 5%，平均为0.001 2%，高于试验炉次。

表4 704115铸坯夹杂物能谱成分 %

3.5 效益分析

精炼渣系优化后不再加入萤石，因此，经济效益主要由2部分组成：1）取消萤石产生的直接效益，测算效益为2.4元/t钢；2）取消萤石后可明显减轻或避免萤石对钢包的浸蚀，从而提高其使用寿命，降低耐材成本，测算效益为4.01元/t钢。

精炼渣系优化后，可提高钢水洁净度，提高产品质量，从而提高攀钢产品的市场竞争力；另一方面，取消萤石后，可避免对人体的危害，减少对环境的污染，社会效益显著。

4 结论

4.1 精炼渣系优化后，CaO/Al2O3比值平均为1.9，曼内斯曼指数MI平均为0.21～0.22；钢包渣熔点控制在1 370℃以下，熔化效果良好，渣系组成及性能控制理想。

4.2 通过精炼渣系优化，试验炉次精炼脱硫率在28.0%～84.0%，平均为59.1%，脱硫效果比原工艺更为显著。

4.3 试验结果表明，试验炉次中包T［O］均＜对比炉次；钢水洁净度显著提高。