马钢CSP流程钢水增碳现象的分析

　　马鞍山钢铁股份有限公司开发的为CSP配套的冷轧系统技术规程对低碳钢种的成品碳含量提出了严格的要求(如SPHC钢种碳的质量分数≤0.05%),因为碳含量增高将增加热轧卷板的强度,使冷加工的难度增大。

　　控制CSP流程生产钢水的碳含量是一项重要的技术攻关内容。采用复吹转炉技术之后,转炉终点钢水碳的质量分数平均达到了0.035%,但出钢后的过程增碳现象很严重。从转炉终点至成品的钢水增碳量分布情况看(样本152炉),增碳(质量分数)在0.01%～0.02%的炉次占了44.7%,而增碳大于0.02%的炉次高达33.6%。在对成品碳含量统计后,得出w(C)≥0.05%的比例达到了75%。

　　生产过程中,引起钢液增碳的主要原因有加入的合金辅料增碳、电极增碳、钢包炉衬增碳和结晶器保护渣增碳等。

　　1　转炉出钢增碳

　　转炉出钢过程中钢水增碳比较突出。出钢过程中加入大包的辅料及合金料主要包括:钢芯铝、低碳锰铁、石灰、合成渣、调渣剂等。

　　转炉出钢过程中随着钢流先加入低碳锰铁和钢芯铝,加入量分别为100kg和600kg,目的是为了脱氧和调整钢液成分。根据取样化验的结果,低碳锰铁的w(C)=0.1%～0.2%,钢芯铝的w(C)=0.1%。按出钢量125t计算,它们可使钢液增碳(质量分数)约为(1～5)×10-6。

　　随后加入CSP专用复合渣和石灰,以利于LF造渣。由于复合渣含碳量(质量分数)较高(约1.255%),且以固定碳为主,再加上出钢时与钢流的掺混效果很好,将很容易造成钢水增碳。按加入量600kg计算,假定其中有50%～100%碳(质量分数)进入钢中,即可使钢液增碳(质量分

　　数)为0.003%～0.006%。石灰中的含碳量不稳定,一般不会对钢液有大的影响。如含碳量偏高,有可能引起增碳。

　　2　LF精炼增碳

　　LF精炼过程的增碳原因有以下几个方面:精炼期加入的各种原辅料(钢芯铝、低碳锰铁、钙铁线、石灰和精炼渣等)增碳;包衬渣线部位侵蚀增碳以及电极增碳等。由于钙铁线、低碳锰铁和钢芯铝的加入量和含碳量均不高,增碳量(质量分数)很低约为(1～5)×10-6。石灰和精炼渣直接加入渣中,与钢水接触机会比较小,增碳的可能性不大。因此,LF精炼过程钢水增碳原因可归纳为大包渣线部位长时间被钢水浸泡造成的增碳和电极增碳。

　　钢包渣线部位的材料是镁碳砖,现场实测w(C)=15%;内衬其它部位耐材是Al2O3-MgO质浇注料,含碳量很低。镁碳砖的热震稳定性和抗渣性较好,但却带来了钢水增碳问题。精炼时,钢包内衬在使用中不断受到钢液和熔渣侵蚀以及机械冲刷作用,而渣线部位的镁碳砖易被钢水浸泡,造成钢水增碳。根据生产统计结果,一般使用40炉左右时,渣线部位的耐材既由原始厚度200mm减至50mm,此时必须更换渣线砖。为对增碳量的范围作出估算,计算最大值时假设被钢水熔蚀的渣线部位镁碳砖中的碳全部进入钢液,再根据钢包渣线工作层的几何尺寸估算出每炉被钢水熔蚀耐材的体积,可得出内衬造成的增碳量(质量分数)范围约0～0.009%。