於亮濤  楊普慶

　　山鋼萊蕪分公司煉鋼廠老區此前難以生產高附加值鋼材
，主要存在以下幾方麵的問題：一是轉爐終點碳溫雙命中率低
，補吹爐次增加，造成鋼水夾雜物含量增加；二是LF精煉渣係組分波動大，去除夾雜物能力差；三是鑄坯表麵、內部質量較差，軋製易產生裂邊


、重zhong皮pi等deng問wen題ti
，不bu能neng滿man足zu用yong戶hu使shi用yong要yao求qiu，給gei產chan品pin的de開kai發fa和he質zhi量liang的de提ti升sheng帶dai來lai不bu利li影ying響xiang。該gai廠chang需xu要yao研yan究jiu一yi種zhong低di碳tan潔jie淨jing鋼gang生sheng產chan技ji術shu，提ti高gao鋼gang水shui的de潔jie淨jing度du及ji連lian鑄zhu坯pi質zhi量liang，進jin而er為wei煉lian鋼gang廠chang生sheng產chan高gao附fu加jia值zhi鋼gang材cai提ti供gong有you力li的de技ji術shu保bao障zhang。

　　本研究通過係統分析研究整個工序生產工藝流程，找出製約產品提升的關鍵環節
，通過智能煙氣分析係統成熟應用

、精(jing)煉(lian)渣(zha)係(xi)窄(zhai)成(cheng)分(fen)控(kong)製(zhi)及(ji)連(lian)鑄(zhu)定(ding)徑(jing)澆(jiao)注(zhu)模(mo)擬(ni)拉(la)速(su)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)控(kong)製(zhi)等(deng)技(ji)術(shu)

，形(xing)成(cheng)了(le)一(yi)套(tao)穩(wen)定(ding)高(gao)效(xiao)的(de)低(di)碳(tan)潔(jie)淨(jing)鋼(gang)生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)，助(zhu)力(li)山(shan)鋼(gang)實(shi)現(xian)精(jing)品(pin)強(qiang)企(qi)戰(zhan)略(lve)。

　　新技術開發應用條件

　　主要流程：噴鎂脫硫——頂底複吹轉爐——LF爐——矩形坯連鑄機。

　　存在的主要問題或差距

　　智能煙氣分析係統靜態控製模型不穩定，點吹爐次較多，導致鋼水氧化性較強
，爐襯侵蝕較為嚴重
，增加耐材消耗和鋼水夾雜物含量。

　　爐渣熔點高
、黏度大，造成爐渣吸附夾雜物能力較差。

　　鑄坯存在內弧夾雜、角部裂紋、中間裂紋、中心裂紋等質量缺陷。

　　技術開發方案

　　智能煙氣分析控製技術工作原理

　　轉zhuan爐lu智zhi能neng煙yan氣qi分fen析xi控kong製zhi技ji術shu是shi在zai轉zhuan爐lu靜jing態tai控kong製zhi技ji術shu的de基ji礎chu上shang

，利li用yong激ji光guang氣qi體ti分fen析xi儀yi檢jian測ce轉zhuan爐lu吹chui煉lian過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de煙yan氣qi成cheng分fen，並bing根gen據ju同tong步bu檢jian測ce的de轉zhuan爐lu信xin息xi建jian立li動dong態tai模mo型xing，計ji算suan熔rong池chi碳tan含han量liang變bian化hua和he升sheng溫wen速su度du，動dong態tai確que定ding熔rong池chi碳tan含han量liang以yi及ji熔rong池chi溫wen度du，提ti高gao終zhong點dian命ming中zhong率lv，實shi現xian轉zhuan爐lu煉lian鋼gang智zhi能neng控kong製zhi。

　　智能煙氣分析靜態控製模型優化

　　通過對轉爐冶煉過程中煙氣成分CO和CO2濃度的曲線變化情況與轉爐冶煉操作相關性研究，在轉爐冶煉的不同階段，受爐內反應的不同情況，煙氣信息中CO和CO2濃度曲線變化呈現出不同的狀態。通過實踐積累
，根據煙氣中CO和CO2nongduquxianbianhuaqingkuang
，nenggouzhunquedipanduanluneifanying，keyiyouxiaodiyufangguochengfanganhepenjian
，duiyugaishancaozuojuyouzhongyaodezhidaoyiyi。zaizhuanluyelianguochengzhong，luqichengfenzhongdeCO和CO2呈現有規律的變化，這些變化間接反映了爐內反應情況，結合煙氣分析係統中CO濃度變化
，從布料
、槍位和氧壓上進行優化
，提高冶煉過程和終點控製能力。

　　優化終點控製模式

　　由煉鋼原理可知
，吹煉後期
，鋼水中碳的濃度很低
，特別是碳含量降到臨界碳以後，脫碳速度受碳的傳質影響。

　　jingguofanfudeshijian，bingjileilefengfudeshuju
，jiaqiangyelianhouqirongchidejiaobanqiangdu，youliyurongchizhongtandechuanzhi
，shituotansudugengjunyun。zhongdiantiqianglatanmoshitiaozhengweiyucetanwenzaishedingtanwenfanweineitiqiangguanyang。

　　潔淨鋼精煉渣係的研究

　　鋼包精煉的基本渣係為CaO—SiO2—Al2O3。精煉渣要具有適當高的堿度和還原性，以實現脫氧、脫硫的目的
；要求渣鋼之間有較大的界麵張力，渣與夾雜物之間的界麵張力要小
，以具有較強吸附夾雜物能力，特別是吸收Al2O3的能力

；低的熔點和良好的發泡性能，以實現快速成渣埋弧加熱、減少熱損失、保護鋼包包襯的目的。

　　——爐渣硫容量。從脫硫角度及鋼包耐材侵蝕速度綜合考慮選擇CaO-Al2O3-SiO2渣係，當渣組分為CaO占比50%~60%、Al2O3占比10%~15%
、SiO2＜20%時
，渣係具有較高的硫容量。

　　——爐渣黏度。CaO-Al2O3-SiO2渣係的黏度主要受堿度和Al2O3含量影響。溫度為1400℃~1500℃
，當組成為10％的Al2O3、48％~58%的CaO時
，熔渣具有最小的黏度值。隨著CaO含量的增加，熔渣黏度增加很快，當SiO2含量增加或不變及CaO含量降低時
，黏度線分布變疏，黏度降低；Al2O3對該渣係黏度的影響沒有堿度明顯
，但在一定堿度下，Al2O3含量超過一定範圍時

，由於熔渣的熔化溫度升高，渣的黏度顯著提高。當熔渣組成中CaO在50％~60％、Al2O3在10％~30％、SiO2≤40％時，該熔渣具有較低的黏度。由於CaF2能降低渣的熔化溫度並使複雜陰離子解體
，所以適當加入CaF2
，可以降低CaO-Al2O3-SiO2渣係的黏度。

　　——熔化溫度。熔渣的熔化溫度與熔渣的組成成分有關。渣係CaO-Al2O3-SiO2中處於1300℃的較低熔點區共有3個。具有較高含量的SiO2 (>40％)不能用於鋼包渣的改性處理和鋼水的精煉
，因此不能采用在此範圍內的渣係。擁有較高硫容量的渣組成集中在50％~60％的CaO，5%~15％的Al2O3，<20%的SiO2（質量分數)，此時CaO接近飽和，爐渣脫S能力（Ls）為200~300，熔渣成分符合鋼包渣改性工藝的硫容量、黏度要求。

　　為了使精煉渣有較好的脫硫效果和有利於對上浮Al2O3等脫氧產物的同化和吸收，常將精煉終渣成分選定在CaO-Al2O3-SiO2相圖的12CaO·7Al2O3區域，Al2O3含量為20％左右
，存在Ls較高的區域，並且在該區域精煉渣熔點較低

，有利於與夾雜的結合；更重要的是在這種渣係條件下
，由SiO2引起的鋼水中的[Al]的再氧化趨勢能得到抑製。為了減小精煉渣對鋼包渣線耐火材料的侵蝕
，渣中添加5％~10％MgO。

　　——目標渣係的確立。工藝實施前的低碳鋁鎮靜鋼渣係組分實際控製範圍為：CaO占比58.35%，SiO2占比15.22%
，Al2O3占比25%，堿度為3.8。

　　——低碳鋼種特點。低碳鋁鎮靜鋼對鋁含量有一定要求，低碳鋼全部鋼芯鋁脫氧，金屬錳合金化
，渣中SiO2相對偏低，渣中Al2O3較高，要求頂渣具有較高堿度、良好的脫硫效果
、流動性及夾雜物吸附能力
，同時兼顧夾雜物變性形成12CaO·7Al2O3。

　　——低碳鋼渣係的確立。低碳鋼冶煉時表現為爐渣較稀，吸附夾雜能力較弱
，特別是精煉後期頂渣稀，有時出現“玻璃渣”。雖然堿度較高，但由於轉爐全部采用鋼芯鋁脫氧，渣中Al2O3含量較高
；調整了爐渣熔點，表現為頂渣較稀，SiO2含量主要是受轉爐下渣影響，波動較大
，不穩定。

　　為了加強頂渣的吸附能力，可以適當穩定CaO含量在55%~60%範圍內，以更好地促進泡沫渣的形成。SiO2含量不宜過高
，可適當降低SiO2的含量
，穩定在10%~15%範圍內，以便更好地穩定爐渣流動性和堿度。為了適當降低並穩定精煉渣中的Al2O3含量

，可以適當減少部分異常情況及頂渣處理時加入的鋁粒含量，使渣中的Al2O3穩定在18%~23%。繼續做好精煉脫氧
，保持好爐渣的還原性

，使TFe+MnO<1%。

　　連鑄定徑澆注模擬拉速二次冷卻控製技術

　　4號連鑄機結晶器液麵、拉速控製不穩定
，結晶器液麵波動一般在±5mm以上，個別達到12mm以上；拉速波動一般在0.3m/min以上，個別達到0.5m/min以上，結晶器液麵、拉速波動大，結晶器易卷渣，造成鑄坯內部夾渣
，惡化鑄坯質量，同時容易發生漏鋼生產事故。

　　二次冷卻配水模型

　　目前，4號機連鑄常用的二次冷卻模型為：Q=A×V+B
，其中Q為水量，A、B為係數，V為工作拉速。二冷段一般分為足輥、一段、二段
、三段等。4號連鑄機生產低鋁鎮靜鋼時采用定徑中間包澆鑄。結晶器液麵控製采用銫137fangshi，zhongjianbaodingjinghuakuaidegangshuixialiutongdaozhijingguding，gangshuiliuliangyinzhongjianbaoyemianbodongbianhuada，daozhilasubodongda。genjuercilengquemoxing，jiaodadelasubodongdaozhiercilengqueshuiliangdebodong
，ercilengqueshuiliangbodongda、不均勻
，惡化連鑄坯外形質量，造成連鑄坯易脫方。

　　開發模擬拉速二次冷卻控製技術

　　開(kai)發(fa)一(yi)種(zhong)基(ji)於(yu)連(lian)鑄(zhu)定(ding)徑(jing)澆(jiao)注(zhu)模(mo)擬(ni)拉(la)速(su)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)
，設(she)計(ji)一(yi)種(zhong)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)配(pei)水(shui)模(mo)型(xing)
，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)對(dui)實(shi)際(ji)拉(la)速(su)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)得(de)到(dao)一(yi)種(zhong)模(mo)擬(ni)拉(la)速(su)
，根(gen)據(ju)模(mo)擬(ni)拉(la)速(su)進(jin)行(xing)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)配(pei)水(shui)
，減(jian)少(shao)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)水(shui)量(liang)波(bo)動(dong)，有(you)效(xiao)地(di)控(kong)製(zhi)連(lian)鑄(zhu)機(ji)鑄(zhu)坯(pi)脫(tuo)方(fang)的(de)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)。該(gai)技(ji)術(shu)解(jie)決(jue)了(le)連(lian)鑄(zhu)鑄(zhu)坯(pi)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)拉(la)速(su)波(bo)動(dong)大(da)導(dao)致(zhi)的(de)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)水(shui)量(liang)波(bo)動(dong)大(da)問(wen)題(ti)
，大(da)大(da)改(gai)善(shan)了(le)鑄(zhu)坯(pi)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)均(jun)勻(yun)性(xing)，提(ti)高(gao)了(le)連(lian)鑄(zhu)坯(pi)外(wai)形(xing)質(zhi)量(liang)，適(shi)用(yong)於(yu)各(ge)類(lei)型(xing)的(de)連(lian)鑄(zhu)機(ji)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)。

　　應用效果

　　在(zai)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)積(ji)累(lei)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)對(dui)模(mo)型(xing)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)和(he)完(wan)善(shan)，靜(jing)態(tai)模(mo)型(xing)預(yu)測(ce)準(zhun)確(que)度(du)大(da)大(da)提(ti)升(sheng)
，轉(zhuan)爐(lu)終(zhong)點(dian)碳(tan)溫(wen)雙(shuang)命(ming)中(zhong)率(lv)較(jiao)以(yi)往(wang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)，一(yi)次(ci)拉(la)碳(tan)合(he)格(ge)率(lv)為(wei)92.5%以上
，減少了補吹爐次
，降低了鋼水氧化性

，合金收得率及金屬收得率分別提升了2%和1%。

　　精煉渣係吸附夾雜物能力提升

　　通過對LF爐精煉窄成分渣係工藝的研究與實施
，使得品種鋼夾雜物總級別≤1.5級的合格率≥95%，提高了產品質量
，穩定了軋材性能。

　　連鑄坯質量得到有效提升

　　該gai項xiang改gai造zao杜du絕jue了le軋zha材cai質zhi量liang缺que陷xian，提ti升sheng並bing穩wen定ding了le軋zha材cai性xing能neng，減jian少shao了le性xing能neng不bu合he格ge判pan廢fei量liang
，提ti高gao了le軋zha材cai合he格ge率lv。由you於yu鑄zhu坯pi表biao麵mian質zhi量liang得de到dao提ti升sheng
，表biao麵mian裂lie紋wen數shu量liang大da幅fu降jiang低di，鑄zhu坯pi一yi次ci精jing整zheng率lv減jian少shao50.7%。

　　結 語

　　山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠通過智能煙氣分析係統成熟應用、潔(jie)淨(jing)鋼(gang)精(jing)煉(lian)渣(zha)係(xi)窄(zhai)成(cheng)分(fen)控(kong)製(zhi)及(ji)連(lian)鑄(zhu)定(ding)徑(jing)澆(jiao)注(zhu)模(mo)擬(ni)拉(la)速(su)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)等(deng)工(gong)藝(yi)的(de)應(ying)用(yong)，轉(zhuan)爐(lu)終(zhong)點(dian)控(kong)製(zhi)水(shui)平(ping)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)，碳(tan)溫(wen)雙(shuang)命(ming)中(zhong)合(he)格(ge)率(lv)在(zai)92.5%以上
；精煉渣係吸附夾雜物能力大幅提高；鑄坯質量明顯提升，一次精整率大幅降低，提升了品種鋼產品質量，為山鋼生產高附加值鋼材

、創建質量品牌奠定了堅實基礎，且多項經濟技術指標顯著進步，達到了預期目標，取得了較好的效果。