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LF炉冶炼SPHD控制硅含量生产实践

文档作者：李立民张建新文档来源： 1．新疆八一钢铁股份有限公司；2．宝钢集团八钢公司翻造管理部		点击数：	更新时间： 2020年12月24日
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2012年第4期 新疆钢铁 总124期
LF炉冶炼SPHD控制硅含量生产实践
李立民 ，张建新
(1．新疆八一钢铁股份有限公司；2．宝钢集团八钢公司翻造管理部)
摘要： 为有效控制低碳低硅钢冶炼过程增硅，对低碳低硅铝镇静钢SPHD各工序生产实践增硅因素进行了
分析。结果表明：转炉过吹及出钢过程下渣是钢水增硅的重要原因；LF精炼过程钢水增硅主要发生在较强的还
原气氛下，钢中的铝与精炼渣中的SiO 反应 以及钙处理工艺也是钢水增硅的重要因素。
●
关键词： LF炉；增硅；精炼顶渣；钙处理 ’ 。
中图分类号：TF703．5 文献标识码：B 文章编号：1672-4224(2011)04—伽35—03
Production Practice about Controlling Silicon Content of SPHD
in LF Smelting Process
‘
’
LI Li—min 。ZHANG Jian—xjn
(1．Xinjiang Bayi Iron&amp;amp;Steel Stock Co．，Ltd．；2 Manufacturing Management Department，Bayi Iron&amp;amp;Steel Co．，Baosteel Group)
Abstract：In order to efectively control山e process of low—carbon low silicon smelting growth the silicon．analyse the
increasing silicon factors of low—carbon low silicon Al-kiHed steel SPHD practice process．The results show that：the
conve~er over-blowing and slag Increase in molten silicon steel process；LF refining process．molten steel increased sili—
con occurs mainly in the strong reducing atmosphere，the the SiO2 reaction in the steel，aluminum refining slag，calcium
treatment iS alSO an important factor in increasing silicon molten stee1．
Key words： LF fumace：increased silicon：refined top slag；calcium treatment
1 前言
LF炉冶炼低碳低、硅铝镇静钢增硅的问题是整
个工艺控制的难点，原因是LF精炼炉在冶炼过程
对钢水进行脱氧、脱硫及钙处理，而精炼过程还原氛
围下及精炼后期钙处理，均会造成钢水增硅，导致硅
含量超标；另外，转炉终点钢水过氧化、下渣量以及
LF精炼渣成分和钢中酸溶铝含量等因素也影响着
硅含量的控制。八钢在生产低碳、低硅铝镇静SPHD
时，通过生产实践，摸索出一套控硅操作方法。
2 SPHD成分和工艺流程
SPHD钢的化学成分见表1。
表1 SPHD钢的化学成分 ％
八钢生产SPHD工艺流程：铁水脱硫处理——
20t转炉——LF炉精炼——板坯连铸——1750mm
轧制——冷轧
3 低碳低硅铝镇静钢增硅原因分析
3．1转炉终点钢水过氧化对增硅的影响
转炉终点钢水过氧化会导致转炉出钢脱氧过
联系人：李立民，男，本科，39岁，工程师，乌鲁木齐(830022)新疆八一钢铁股份有限公司炼钢厂
E-mail：lilm@bygt．corn．cn
35
2012年第4期 新疆钢铁 总124期
程大量的铝被氧化，造成钢包顶渣中Si02、A1zO 及
TFe含量升高。通过渣样分析，钢包顶渣中SiO 含量
在8％一12％、At203含量在35％～45％、TFe含量在
25％～30％，造成精炼时间延长，增硅明显。
3．2转炉下渣对增硅的影响
冶炼低碳低硅铝镇静钢时，增硅主要是渣中
SiO：被还原，因此要尽量减少精炼钢包顶渣中SiO
的含量。精炼钢包顶渣中SiO 主要来自三个方面：
· 是加入的造渣材料(如活性石灰、萤石等)；二是扩
散脱氧剂(如电石)；三是转炉下渣。实际生产中，精
炼钢包顶渣中Si0 主要由转炉下渣所带来，下渣量
的多少直接影响渣中Si0：含量。判定转炉是否下渣
及下渣量的多少，可依据钢水回磷的多少进行判断。
图J给出了5O炉钢水回磷量与增硅量之间关系。
可以看出．钢水回磷量≤0．002％时，可视为转炉下
渣控制良好，钢水增硅量可控制在0．O15％以内，随
着钢水回磷量的增加，钢水增硅量也在增加．且增硅
量超过0．04％
0．0000 0．0020 0．0040 0．B 鱼0080 0．01O0 茸 0．0120 0．0140
图1 回磷量与增硅的关系
3。3精炼还原气氛下对增硅的影响
钢水增硅主要是因为精炼过程，钢、渣中的氧被
钒、电石等脱氧剂将氧去除到一定程度后，渣中SiO2
被钢中铝还原。通过精炼顶渣数据分析，不同程度
的还原气氛下，钢水增硅量也不同，随着还原气氛逐
步增强，钢水增硅量增加，见图2。
36
0 2 3 4
TFe／％
图2顶渣中TFe值与增硅的关系
铝与渣中FeO、SiO2的反应表示为【 1：
2【A1]+3(FeO)=(Al203)+3Fe (1)
4[A1]*3(SiO2)苎2(A1203)+3【Si】 (2)
由式(1)、(2)可知，铝首先与渣中不稳定的FeO
反应，当Si—Al未达到平衡时，钢中的铝与渣中SiO
反应，因此降低钢中Als含量和渣中∞(Si02)值，可
减少钢水增硅。
3．4精炼顶渣成分对增硅的影响
由于对钢水中硫含量要求较高((E， ≤0．015％)，
钢水初始硫含量一般在0．012％～0．035％，65％的炉
次要求LF炉脱硫处理，同时LF要保证快速向连铸
工序提供合格的钢水。因此，为实现LF快速脱氧、
脱硫，在精炼前期通过吹氩搅拌方式，快速脱氧，尽
早形成“白渣”，快速脱硫。钢水增硅主要通过渣一钢
反应来实现，为抑制增硅，应通过调整精炼顶渣的成
分，适当减弱顶渣的流动性，以此减少渣一钢反应
界面积。
根据CaO—A12O3一SiO j元渣系：(I)对于冶炼
低碳低硅铝镇静钢渣系中随着CaO含量的升高，
SiO 含量的降低，即提高碱度，精炼渣的粘度在增
加；(2)渣系中随着A1：0 含量的增加(顶渣组分接
近CaO、A1：0 、7A1 0，、12CaO1，精炼渣的粘度在降
低，因此要充分考虑精炼顶渣成分中A1 O，含量对
增硅的影响，图3反映出(CaO)／(A120 )的值对增硅
的影响，、
圈3 (CaO)／(AI2o。)的比值与增硅的关系
3．5钙处理对增谴的影响
为保证钢水连浇炉次，防止断流，钢水需进行
钙处理。在实际生产中发现，钢水经钙处理后，增硅
也比较明显，这主要是因为钙是强还原性元素，喂钙
线过程中，钙与渣中Si0 发生下列还原反应l】1：
2[Ca]+(Si02)=2(CaO)*[Si】 (3)
从相关文献可知，钙的还原能力大于铝的还原
能力，因此钙还原Si0 的能力大于铝还原Si0 的能
力。因此为减少钙处理过程钢水增硅，要控制喂线速
度，避免钢液“沸腾”。
札O 0 玑0 札0 玑
孽lI司
2Ol2年第4期 新疆钢铁 总124期
4 控制增硅措施和效果
(1)提高转炉终点命中率，减少过吹次数，降低
转炉终渣TFe含量；做好出钢挡渣工艺(使用下渣
检测)，减少下渣量，控制顶渣Si0 源，渣厚控制在
80 mm以内。
(2)在温度合适的情况下，停电2~5min，精炼前
期通过吹氩搅拌的方式快速脱氧、脱硫， 控制顶渣中
TFe含量在O．8％～1．5％，抑制增硅。
(3)精炼中、后期，在较强的还原气氛下，提高活
性石灰的加入量，精炼顶渣组分控制指标为：CaO
55％～65％ ，SiO2≤6％ ，A1203 10％~15％ 。
(4)减少精炼加热次数及时间，造渣、成分调整、
升温等尽量在精炼处理前期15rain完成，做到快速
提温、造渣，增加钢水镇静时间，缩短精炼时间，将
LF精炼时间控制在30～45 min以内，减少钢水回硅
量。
(5)钙处理工艺时，控制喂线速度在1．5～2．0m／s，
防止钢液面“沸腾”，弱化增硅动力学条件。
(6)适当降低精炼过程钢中铝含量，∞(Als)控
制在0．03％一0．04％。
通过改进和操作水平的提高，SPHD成分命中
率得到提高。表2是工艺改进措施实施前后硅成分
控制效果。
表2 工艺改进前后硅成分命中率
5 结论
(1)低碳、低硅钢冶炼过程增硅主要发生在LF
精炼升温，顶渣中TFe含量小于1．5％时，在较强还
原气氛下，钢中的铝将渣中二氧化硅还原，进入钢
水。
(2)为减少钢水增硅，适当控制精炼前期顶渣的
流动性，(ca0)／(AI203)I>4，降低SiO：活度，精炼顶渣
组分CaO 55％～65％，SiO2~6％，A12O3 10％～15％。
(3)降低转炉过吹炉次及减少下渣量，缩短LF
加热时间，增加钢水镇静时间。
(4)钙处理过程，控制喂线速度在1．5～2．Om／s，
防止钢液面“沸腾”，弱化增硅动力学条件。
参 考 文 献
[1】黄希钻．钢铁冶金原理[Ml北京：冶金工业出版社，2007．
· 专利信息·
2012年八钢公司实用新型专利(十二)
30、实用者}型专利名称：预埋式定位销起拔器
发明人：陈夏鼎、宋冰、于红军、薛林涛、张宇
专利号：ZL201 120441 123．O
专利权人：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司
实用新型专科名称：铸铁机除尘吸尘装置
发瞬人：田宝山、向旭东
专利号：ZL2OI 120402730．6
专晕B权人：宝锕集团新疆八一钢铁有限公司
32、实甩新型专剃名称：放散闽、均压阕自动研磨机
发明人：栾松强、刘新江、祝新源、刘伟、阿扎提·吐尔逊
专利号：ZL201 120328084．3
专利权人：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司
33、实用新型专和j名称：测量炉膛的专用工具
发明人：姜国才、吴吉桃、辛建江、杨怀春、高成龙、沈文河
专利号：ZL201 120362755．8
专利权人：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司
34、实用新型专利名称：立式轧机万向轴专用吊具
发明人：陈元福、赵辉、王松
专章唾号：ZL2Ot 12f386719．5
专和J权人：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司
35、实用新型专科名称：一种在钢板上切割圆的工具
发明人：姜国才
专利号：ZL201 120386826．8 ’
专利权人：新疆八一钢铁股份有限公司
36、实用新型专种名称：一种切割枪横移装置的斜板斜度调节装置
发明人：王建新、张海涛、库尔班．霍加木、黄正华、汪祝红
专利号：zL20t120386862-4
专利权人：新疆八一钢铁股份有限公司
37、实用新型专利名称：一种改进的转炉下料溜管
发明人：龚加喜、王亚军、曲利声、王孝华、滕永杰
专和J号：zL20l 12031429l_3
专利权人：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司
38、实用新型专利名称：改进的高速线材精轧机导卫导轮的冷却结构
发明人：李强、姜振峰、柴鸿魁、姚勇
专利号：ZL201120408025．7
专剥权人：新疆八一钢铁股份有限公司
(张秀芝供稿)
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