45号圆钢精炼渣系优化研究

曹莹莹

（河钢集团宣钢公司二钢轧厂，河北 宣化075100）

河钢集团宣钢公司（以下简称宣钢）45号圆钢冶炼初期，采用三元渣系（CaO-SiO2-A12O3），精炼渣成分如下：碱度≥3，w（CaO）45%～55%，w（SiO2）≤17%，w（A12O3）=15%～25%，w（MgO）=6%～9%，w（FeO+MnO）≤1%。该精炼渣系在冶炼过程中成渣速度慢，渣况不理想；渣中二氧化硅含量高，炉渣碱度低，还原性差，吸附钢水夹杂物能力弱。本文通过对精炼渣系进行优化，缩短造渣时间，改善埋弧效果，保证了钢水的可浇性，提高了产品的成材率。

1 精炼渣系优化

1.1 造渣工艺优化

在45号圆钢生产初期，精炼渣料全部在精炼工序加入，由于加入的物料多，精炼化渣时间长，成渣速度慢[1]。因此，在生产中对精炼造渣工艺进行优化。

第一次优化：在转炉出钢的过程中，将500 kg精炼白灰和100 kg萤石球提前加入到钢包中，利用转炉出钢钢流的冲击、钢水显热和吹氩搅拌作用，促进渣料熔化。

第二次优化：渣料加入时机保持不变，对渣料成分进行微调，增加500 kg精炼渣，将精炼白灰的使用量从每炉500 kg降低到每炉300 kg。

现各以10炉45号圆钢的生产为例，统计其优化前后各炉次精炼化渣时间如图1所示。

由图1可以看出，优化前，精炼化渣时间平均在12 min左右，第一次优化后，通过向钢包内提前加入精炼白灰和萤石球，减少了LF炉加入的灰量，其化渣时间平均在10 min左右，较优化前缩短了2 min。第二次优化后，通过向钢包内提前加入精炼渣，充分发挥其助熔的作用，加快了钢包渣的熔化速度，化渣时间平均在8 min左右，较之前又缩短了2 min。

图1 工艺优化前后精炼化渣时间

1.2 精炼脱氧剂的优化

45号圆钢精炼脱氧剂优化前，转炉出钢w（C）保持在0.15%～0.30%之间，转炉工序[2，3]使用铝锰钛脱氧配铝，在转炉出钢后期加入500 kg精炼渣、300 kg精炼白灰、100 kg萤石球，精炼到站温度比液相线温度高40℃左右。精炼供电前向钢包炉加入1 300 kg精炼白灰和300 kg铝矾土，通电化渣。

通电4～5 min，根据渣厚及定氧值投入70%的脱氧剂（全部铝粒和碳化硅），并根据埋弧情况加入电石，保证埋弧效果。通电10 min左右取样，用渣杆粘取少量渣样，冷却后观察渣样呈黑色，渣样外观薄，带有玻璃光泽，炉渣黏度偏低。连续抽取10炉渣样送化验室检验，渣样中w（FeO+MnO）平均值为2.05%，炉渣氧化性强。渣中w（SiO2）的平均值为11.35，碱度平均在4.37左右。

二次供电后，为了继续保持白渣的还原性，向钢包炉内加入电石、碳化硅等脱氧剂，保持白渣。在二次供电结束后，对应抽取以上分析的10炉渣样送化验室检验，用渣杆粘取少量渣样，冷却后观察渣样呈灰白色或灰色，渣样外观薄，带有玻璃光泽，炉渣碱度偏低。渣样中w（FeO+MnO）平均值为0.73%，渣中w（SiO2）的平均值为13.75，碱度平均在4左右。

优化后，在其他条件不变的前提下，根据成渣、埋弧、脱氧情况使用强缓释脱氧剂配合铝渣、碳化硅、铝粒进行脱氧。强缓释脱氧剂的理化指标如表1所示。

表1 强缓释脱氧剂的理化指标 %

精炼供电4～5 min，利用铝粒和强缓释脱氧剂对炉渣进行脱氧，精炼一次供电10 min（加完强释缓脱氧剂2～4 min）后，抬电极炉渣全熔；发泡埋弧效果良好，黏渣厚度1～2 mm。用渣杆粘取少量渣样，冷却后观察渣样为白渣，成渣时间提前5 min以上；炉渣还原性在程度和频率上均高于未实验炉次。炉渣发泡埋弧效果良好，精炼过程炉渣持续发泡，在不补加脱氧剂条件下炉渣发泡保持时间在15 min以上。优化后渣样中w（MnO）的平均值为0.20%，渣中w（SiO2）平均值为8.71%，碱度平均在6.38左右，较优化前45圆钢精炼渣相比，渣样中w（MnO）降低了0.07%，炉渣还原性变好，渣中w（SiO2）降低了6.7%，碱度均值提高了2.84，优化后大大降低了渣中氧化铁含量，这说明优化后精炼渣系的精炼效果较好。优化后铝元素整体控制稳定，剔除第一炉，方坯全铝平均值为109×10-6，较单加精炼渣方案铝控平均提高4×10-6。

2 实施效果

宣钢45号圆钢冶炼过程中，初步确定终渣中w(A12O3)在15%～30%之间，现各以8炉45号圆钢为例，渣系优化前后精炼终渣中w（A12O3）如图2所示。

图2 渣系优化前后渣中w(A12O3)

由图2可知，原有渣系中，精炼终渣w（A12O3）在14.4%～18.62%间波动，平均为17.60%，渣系调整后，精炼终渣w（A12O3）在23.41%～28.28%之间波动，平均值在25.43%左右，精炼炉渣的流动性较之前明显改善，精炼效果良好。在渣系优化后，精炼过程平均吸氮量较渣系优化前降低了0.004 8%，埋弧效果明显改善。

3 结论

1）精炼造渣工艺优化后较优化前造渣时间缩短了5 min。

2）利用铝粒和强缓释脱氧剂对炉渣进行脱氧，炉渣全熔且埋弧效果良好，黏渣厚度1～2 mm，精炼过程炉渣持续发泡，在不补加脱氧剂条件下炉渣发泡保持时间在15 min以上，优化后铝元素整体控制稳定，方坯全铝平均值为109×10-6，铝控平均提高4×10-6。