LD→LF→CC工艺控制过程氧含量变化的研究

　　钢中氧化物夹杂对钢材表面质量和使用性能有重大影响。钢中氧化物夹杂主要来源于脱氧产物、二次氧化和耐火材料。本文通过对临汾钢铁有限公司炼钢厂各工序钢中氧含量的测定,分析了转炉→LF→连铸工艺流程中钢中氧含量的变化规律,并提出了相应的改进措施。

　　1　研究内容及方法

　　对转炉冶炼终点、精炼前后、中间包、结晶器及铸坯各阶段钢中氧含量、夹杂物种类、数量进行检测,分析其产生原因及影响因素,对不合理的工艺操作进行改进,从而降低钢中氧含量,提高钢水纯净度。

　　采用定氧系统测氧活度与系统取样的方法进行研究。定氧系统由上海贺利氏电测骑士有限公司生产,该系统包括Multi-lab Celex定氧仪、定氧枪和专用探头,用于测试冶炼终点和出钢后氧活度;系统取样地点及检测项目见表1。

　　2　试验结果及分析

　　试验钢种为Q235B钢,共试验10炉钢,其生产工艺路线为:300t混铁炉→30tLD→30tLF→CC→出坯→精整→入库。

　　2.1　氧活度研究分析

　　2.1.1　转炉终点钢水氧活度及影响因素

　　转炉终点氧活度与终点C、出钢温度与炉渣氧化性间的关系见图1~3。

　　由图1可知:冶炼终点钢水氧活度随C的降低急剧下降;终点w(C)=0.05%~0.15%时,终点ao=(187~406)×10-6,平均为314.9×10-6;正常吹炼情况下,终点C与氧活度成幂函数关系,C-O积在(28~30)×10-6间,接近平衡。

　　由图2、图3可知:终点钢水氧活度随出钢温度、终渣(FeO+MnO)含量的升高而增大,且氧含量与出钢温度、终渣(FeO+MnO)含量成线性关系。

　　2.1.2　脱氧前后钢水氧活度变化情况

　　炼钢厂脱氧采用硅铝铁或硅钙两种脱氧剂,其脱氧剂用量一般为1.2kg/t;在终点钢中C偏低(w(C)<0.06%)时增加0.2kg/t。

　　图4为脱氧前(冶炼终点)、脱氧后钢中氧活度的变化情况。由图4可知:钢水经过脱氧合金化后,钢水氧活度显著降低;且原始氧活度越高,脱氧合金化后氧活度的降幅越大;钢水中氧活度从脱氧前的平均314.9×10-6降低到脱氧后的平均65.7×10-6,降低率为79.14%。

　　2.2　氧含量的变化

　　生产过程中钢中总氧含量的变化情况见图5.

　　由图5可知,转炉冶炼终点钢水平均w(O)为336.4×10-6,波动范围为(224~478)×10-6。脱氧合金化后,钢水平均w(O)为141.3×10-6,w(O)降低了195.1×10-6,降低幅度达到57.99%;经过LF处理后,钢水平均w(O)为54.7×10-6,减少了86.6×10-6,降低幅度为61.29%;中间包钢水平均w(O)为45.6×10-6,较LF处理后减少了9.1×10-6,降低幅度为16.64%;钢水到结晶器后,钢中的w(O)继续下降,平均为37×10-6,降低了8.6×10-6,降低幅度为18.86%;钢水浇成板坯后的w(O)平均为33.8×10-6,减少了3.2×10-6,降幅为8.65%。