运用副枪技术提高 H08A 到站氧命中率

运用副枪技术提高 H08A 到站氧命中率

曹震巍  于春强  陈东辉

（河钢集团宣钢公司二钢轧厂，河北宣化，075100）

摘  要：介绍了宣钢二钢轧厂 150 吨顶底复吹转炉运用副枪技术冶炼 H08A，提高到站氧命中率，总结了关键工艺环节，运用理论分析的方法制定具体的应对措施，以及在生产中总结、归纳实践数据，在保证质量前提下，达到批量连续生产的目的。

关键词：氧活度；副枪；皮下气泡命中率

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

随着社会的进步，现代工业对钢材性能的要求越来越高，因此，钢水质量技术研究也越来越成为炼钢生产技术领域的重要研究课题。宣钢 H08A 生产从 2003 年 5 月份开始，至今已经持续了多年的时间，期间由于原料、操作、工艺控制等种种原因，生产方案经过多次调整，现在基本上形成了一套稳定的生产工艺路线，实现了批量生产目标。但是 H08A 冶炼控氧操作一直是工作的重点也是难点，如果到氩站氧值过高，极易使钢水硅含量低于0.015%而使铸坯产生气泡废品，且二次脱氧有诸多弊病，严重恶化钢水质量。二钢轧厂在冶炼 H08A 时，充分利用副枪的优势。对吹炼过程进行优化控制，精准控制终点。根据副枪终点温度、碳含量、氧含量并结合实际生产摸索出很实用的经验公式，可将钢水氧含量控制在 60ppm 以下。最大限度的保护了钢液中硅元素，避免了钢水二次脱氧，提高了钢水的洁净度。

2 工艺设备介绍

宣钢 150t 转炉炼钢工程是一项宣钢淘汰落后产能、推进节能减排、实现装备大型化和现代化的工程，主要生产设备包括： 8 套铁水罐倾翻装置，2 座 KR 铁水脱硫站，2 座 150 吨顶底复吹转炉，配套 2 座吹氩站，2 座 LF 钢包精炼炉，1 座 RH 真空精炼装置，两台 12 机12流小方坯连铸机及配套水泵站、水处理、空压机等公辅设施。

3 生产 H08A 的冶炼工艺控制

3.1 工艺路线

宣钢二钢轧厂生产 H08A 的工艺路线为：铁水预脱硫扒渣→150 吨转炉吹炼→Ar 站定氧→喂丝吹 Ar→定氧出站→方坯连铸。

3.2 脱氧合金化

合金料采用：硅锰合金配硅，中碳锰铁配锰，铝锰钛铁脱氧；加入顺序：铝锰钛→中碳锰→硅锰合金。

3.3 H08A 的成份要求

宣钢二钢轧厂冶炼 H08A 的成份控制要求见表 1。

表 1  H08A 的成份要求

H08A 钢种的成份要求决定了该钢种生产难度在于熔炼成份、钢水氧化性和纯净度的控制。转炉终点钢水氧化性控制稳定与否决定了夹杂物的数量和进吹氩站前钢水氧化性的稳定性，因此精准控氧技术尤为关键。

在冶炼过程中，使用副枪可在不中断吹炼或不倒炉的状态下，去获取转炉熔池的各种所需要的信息，例如：温度、碳含量、氧含量、熔池高度及取出熔池钢样。

4  H08A 氧含量的控制

4.1 冶炼 H08A 炉前的操作控制

转炉终点氧含量的控制。转炉终点氧含量与终点 C 含量和终点温度有直接关系，如图 1 所示。一般来讲，在一定温度下，C 含量越高，氧含量越低，脱氧量也就越少，钢水的流动性就越好；但从表 1 可以看出 H08A 成品 w(C)要求控制在 0．08％以内，转炉出钢 w(C) 应控制在 0．06％～0．08％以内，终点 a [O]在 350—500ppm 时，脱氧控制比较容易，铸坯出现气泡的可能性小。从图 1 可以看出，当钢水 w(C)<0．06％时，随着碳含量的降低，钢中氧含量迅速增加。所以，控制转炉终点钢水 w(C)>O．06％时，可有效降低钢中夹杂物及有害元素的含量，从而提高钢材的质量。而转炉副枪系统能够精准的把握终点碳控及氧控以达到钢水到站氧含量的命中。

实践生产中可根据铁水温度、成份以及铁水、废钢的装入量（二钢轧厂冶炼 H08A 将装入量控制在 185T），运用物料平衡和热平衡原理计算各种造渣料及冷料的加入量，做好过程控制。副枪过程 TSC 探头测试完毕，根据过程测试温度以及碳含量对吹炼进行调整以达到对终点的精准控制。对于 H08A 来说，如果把副枪过程温度的数值与过程碳含量的数值相加如果和值等于或接近 1640，则说明过程吹炼对 H08A 来说是碳温协调的，比如：副枪过程测试完毕熔池温度为 1620℃，碳含量为 0.20%，那么副枪测完再吹上 700-800M3 的氧气就可达到终点碳温的双命中。在生产中可根据生产节奏等情况将温度控制在 1670-1680℃，碳含量控制 在 0.06%-0.08%，此范围的碳含量可将熔池氧含量控制在 350-500ppm。若钢水氧含量低于 350ppm 则容易使熔池碳含量偏高而导致二次下枪补吹，若氧含量大于 500ppm 增加了脱氧剂 AlMn 的用量，不仅增加了冶炼成本，还会使脱氧产物增多影响钢水的纯净度。如图 2，图 3 分别为终点氧小于 500ppm 和大于 500ppm 的两炉副枪测试结果：

注：左图为 TSC 过程测试，右图为 TSO 终点测试。

4.2 转炉工序 AlMn 加入量的计算公式

经过理论计算以及现场实际生产的数据统计分析。得出下列经验公式:

（1）K=0.85×( Q 副枪 -Q 氩站 )+15

此公式适用于熔池氧含量不高于 500ppm 的炉次。

（2）K=0.4×( Q 副枪-500)+0.85×(500-60)+15 =0.4× Q 副枪+189(为方便计算取 190)

此公式适用于熔池氧含量大于 500ppm 的炉次

说明： K ——AlMn 加入量

       0.85——经验常数，此值可根据实际生产做适当调整

       Q 副枪 ——副枪测得的熔池氧含量

       Q 氩站 ——到氩站定氧值，一般取 60。

       15——脱去炉渣中的氧所需 AlMn 量（生产时正常下渣量）

表2 为实际生产的冶炼数据

通过副枪测量的氧含量及铝锰加入量的经验公式，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 氩站处理

运用此经验公式可控制到氩站氧含量在 60ppm 以下，有极个别炉次氧值会上 70ppm 甚至更高，此时可根据实际氧含量补加适量 AlMn 以及适量补加小袋 SiCaBa 防止钢水硅含量低而使铸坯产生气泡。当把氧含量控制到 30-50ppm 时，对钢水喂 CaFe 线 600-1000m/炉，以对脱氧产物 Al2O3 进行变性处理使高熔点 Al2O3 与 CaO 形成低熔点、低密度的 12CaO• 7Al2O3。最后要有足够的时间对钢水进行软吹氩处理，以促进脱氧产物的上浮，提高钢水洁净度。

5 需要注意的问题

为保证 TSC 探头测量的准确性，必须做到：熔池温度＞1640℃，废钢全部熔化；吹炼终点前 2 分钟使用 TSC 测量，碳含量大于 0.15% ，可以保证较高精度。TSO 探头的使用必须做到吹炼终点提枪后钢水静置 30s 使用，且提枪前两分钟禁止进料，保证终点氧的准确性。另外钢水进氩站吹气两分钟后才可进行定氧操作，以确保进站氧具有代表性，以便后期的进一步处理。

6 结论

宣钢二钢轧厂应用副枪技术解决了炼钢环节对 H08A 脱氧程度不易把握的问题，稳定了生产，最大限度的避免了因脱氧不良产生气泡废品；同时避免了对钢水二次脱氧带来的污染，节约了 ALMn 以及氩站定氧探头的用量；节省氩站处理时间，提高了生产率；最大限度提高产品质量，提高 H08A 在市场的竞争力。

参考文献

[1] 王温玲，左晓君.宣钢 110 吨转炉冶炼 H08A 实践[B] 003 一 0514(2008)03 一 0052—03

[2] 代江龙  副枪技术在转炉生产中的应用 天津冶金 2006-2-14.