運用副槍技術提高 H08A 到站氧命中率

曹震巍  于春強  陳東輝

（河鋼集團宣鋼公司二鋼軋廠，河北宣化，075100）

摘  要：介紹了宣鋼二鋼軋廠 150 噸頂底復吹轉爐運用副槍技術冶煉 H08A，提高到站氧命中率，總結了關鍵工藝環節，運用理論分析的方法制定具體的應對措施，以及在生產中總結、歸納實踐數據，在保證質量前提下，達到批量連續生產的目的。

關鍵詞：氧活度；副槍；皮下氣泡命中率

Using Sublance Technology Improve The H08A To Oxygen

Cao Zhenwei   Yu Chunqiang   Chen Donghui

( NO.2 Steel Rolling Mill,Company , Hesteel Group Xuansteel Company,   Xuanhua Hebei , 075100 )

Abstract: the paper introduces the xuanhua 150 tons of steel rolling factory avoidances the combined-blowing converter smelting H08A using sublance technology, improve the oxygen station, the key techniques are summarized, using the method of theoretical analysis, formulate specific measures as well as in the production practice a summary data, under the premise that ensure the quality, achieve the goal of continuous production batch.

Key words: oxygen activity; Sublance; The subcutaneous bubbles

1 前言

隨著社會的進步，現代工業對鋼材性能的要求越來越高，因此，鋼水質量技術研究也越來越成為煉鋼生產技術領域的重要研究課題。宣鋼 H08A 生產從 2003 年 5 月份開始，至今已經持續了多年的時間，期間由于原料、操作、工藝控制等種種原因，生產方案經過多次調整，現在基本上形成了一套穩定的生產工藝路線，實現了批量生產目標。但是 H08A 冶煉控氧操作一直是工作的重點也是難點，如果到氬站氧值過高，極易使鋼水硅含量低于0.015%而使鑄坯產生氣泡廢品，且二次脫氧有諸多弊病，嚴重惡化鋼水質量。二鋼軋廠在冶煉 H08A 時，充分利用副槍的優勢。對吹煉過程進行優化控制，精準控制終點。根據副槍終點溫度、碳含量、氧含量并結合實際生產摸索出很實用的經驗公式，可將鋼水氧含量控制在 60ppm 以下。最大限度的保護了鋼液中硅元素，避免了鋼水二次脫氧，提高了鋼水的潔凈度。

2 工藝設備介紹

宣鋼 150t 轉爐煉鋼工程是一項宣鋼淘汰落后產能、推進節能減排、實現裝備大型化和現代化的工程，主要生產設備包括： 8 套鐵水罐傾翻裝置，2 座 KR 鐵水脫硫站，2 座 150 噸頂底復吹轉爐，配套 2 座吹氬站，2 座 LF 鋼包精煉爐，1 座 RH 真空精煉裝置，兩臺 12 機12流小方坯連鑄機及配套水泵站、水處理、空壓機等公輔設施。

3 生產 H08A 的冶煉工藝控制

3.1 工藝路線

宣鋼二鋼軋廠生產 H08A 的工藝路線為：鐵水預脫硫扒渣→150 噸轉爐吹煉→Ar 站定氧→喂絲吹 Ar→定氧出站→方坯連鑄。

3.2 脫氧合金化

合金料采用：硅錳合金配硅，中碳錳鐵配錳，鋁錳鈦鐵脫氧；加入順序：鋁錳鈦→中碳錳→硅錳合金。

3.3 H08A 的成份要求

宣鋼二鋼軋廠冶煉 H08A 的成份控制要求見表 1。

表 1  H08A 的成份要求

H08A 鋼種的成份要求決定了該鋼種生產難度在于熔煉成份、鋼水氧化性和純凈度的控制。轉爐終點鋼水氧化性控制穩定與否決定了夾雜物的數量和進吹氬站前鋼水氧化性的穩定性，因此精準控氧技術尤為關鍵。

在冶煉過程中，使用副槍可在不中斷吹煉或不倒爐的狀態下，去獲取轉爐熔池的各種所需要的信息，例如：溫度、碳含量、氧含量、熔池高度及取出熔池鋼樣。

4  H08A 氧含量的控制

4.1 冶煉 H08A 爐前的操作控制

轉爐終點氧含量的控制。轉爐終點氧含量與終點 C 含量和終點溫度有直接關系，如圖 1 所示。一般來講，在一定溫度下，C 含量越高，氧含量越低，脫氧量也就越少，鋼水的流動性就越好；但從表 1 可以看出 H08A 成品 w(C)要求控制在 0．08％以內，轉爐出鋼 w(C) 應控制在 0．06％～0．08％以內，終點 a [O]在 350—500ppm 時，脫氧控制比較容易，鑄坯出現氣泡的可能性小。從圖 1 可以看出，當鋼水 w(C)<0．06％時，隨著碳含量的降低，鋼中氧含量迅速增加。所以，控制轉爐終點鋼水 w(C)>O．06％時，可有效降低鋼中夾雜物及有害元素的含量，從而提高鋼材的質量。而轉爐副槍系統能夠精準的把握終點碳控及氧控以達到鋼水到站氧含量的命中。

實踐生產中可根據鐵水溫度、成份以及鐵水、廢鋼的裝入量（二鋼軋廠冶煉 H08A 將裝入量控制在 185T），運用物料平衡和熱平衡原理計算各種造渣料及冷料的加入量，做好過程控制。副槍過程 TSC 探頭測試完畢，根據過程測試溫度以及碳含量對吹煉進行調整以達到對終點的精準控制。對于 H08A 來說，如果把副槍過程溫度的數值與過程碳含量的數值相加如果和值等于或接近 1640，則說明過程吹煉對 H08A 來說是碳溫協調的，比如：副槍過程測試完畢熔池溫度為 1620℃，碳含量為 0.20%，那么副槍測完再吹上 700-800M3 的氧氣就可達到終點碳溫的雙命中。在生產中可根據生產節奏等情況將溫度控制在 1670-1680℃，碳含量控制 在 0.06%-0.08%，此范圍的碳含量可將熔池氧含量控制在 350-500ppm。若鋼水氧含量低于 350ppm 則容易使熔池碳含量偏高而導致二次下槍補吹，若氧含量大于 500ppm 增加了脫氧劑 AlMn 的用量，不僅增加了冶煉成本，還會使脫氧產物增多影響鋼水的純凈度。如圖 2，圖 3 分別為終點氧小于 500ppm 和大于 500ppm 的兩爐副槍測試結果：

注：左圖為 TSC 過程測試，右圖為 TSO 終點測試。

4.2 轉爐工序 AlMn 加入量的計算公式

經過理論計算以及現場實際生產的數據統計分析。得出下列經驗公式:

（1）K=0.85×( Q 副槍 -Q 氬站 )+15

此公式適用于熔池氧含量不高于 500ppm 的爐次。

（2）K=0.4×( Q 副槍-500)+0.85×(500-60)+15 =0.4× Q 副槍+189(為方便計算取 190)

此公式適用于熔池氧含量大于 500ppm 的爐次

說明： K ——AlMn 加入量

       0.85——經驗常數，此值可根據實際生產做適當調整

       Q 副槍 ——副槍測得的熔池氧含量

       Q 氬站 ——到氬站定氧值，一般取 60。

       15——脫去爐渣中的氧所需 AlMn 量（生產時正常下渣量）

表2 為實際生產的冶煉數據

通過副槍測量的氧含量及鋁錳加入量的經驗公式，H08A 到站氧的命中率得到有效的提高，如表3 所示。

表 3 到站氧命中率

4.3 氬站處理

運用此經驗公式可控制到氬站氧含量在 60ppm 以下，有極個別爐次氧值會上 70ppm 甚至更高，此時可根據實際氧含量補加適量 AlMn 以及適量補加小袋 SiCaBa 防止鋼水硅含量低而使鑄坯產生氣泡。當把氧含量控制到 30-50ppm 時，對鋼水喂 CaFe 線 600-1000m/爐，以對脫氧產物 Al2O3 進行變性處理使高熔點 Al2O3 與 CaO 形成低熔點、低密度的 12CaO• 7Al2O3。最后要有足夠的時間對鋼水進行軟吹氬處理，以促進脫氧產物的上浮，提高鋼水潔凈度。

5 需要注意的問題

為保證 TSC 探頭測量的準確性，必須做到：熔池溫度＞1640℃，廢鋼全部熔化；吹煉終點前 2 分鐘使用 TSC 測量，碳含量大于 0.15% ，可以保證較高精度。TSO 探頭的使用必須做到吹煉終點提槍后鋼水靜置 30s 使用，且提槍前兩分鐘禁止進料，保證終點氧的準確性。另外鋼水進氬站吹氣兩分鐘后才可進行定氧操作，以確保進站氧具有代表性，以便后期的進一步處理。

6 結論

宣鋼二鋼軋廠應用副槍技術解決了煉鋼環節對 H08A 脫氧程度不易把握的問題，穩定了生產，最大限度的避免了因脫氧不良產生氣泡廢品；同時避免了對鋼水二次脫氧帶來的污染，節約了 ALMn 以及氬站定氧探頭的用量；節省氬站處理時間，提高了生產率；最大限度提高產品質量，提高 H08A 在市場的競爭力。

參考文獻

[1] 王溫玲，左曉君.宣鋼 110 噸轉爐冶煉 H08A 實踐[B] 003 一 0514(2008)03 一 0052—03

[2] 代江龍  副槍技術在轉爐生產中的應用 天津冶金 2006-2-14.