鞍鋼鋼水真空精煉工藝的技術進步

鞍鋼鋼水真空精煉工藝的技術進步
　　鋼水二次精煉是潔凈鋼生產中的重要環節。鞍鋼在鋼水二次精煉方面堅持走自主研發的創新型道路，尤其在最近幾年，自主開發集成了多項關鍵技術，有效地擴大了生產品種，提升了產品質量。
　鋼水真空精煉工藝的技術進步
　RH脫硫及鋼液凈化技術。隨著超低碳鋼生產的需要，RH裝置的功能不斷發展和完善，從最初的單一進行鋼水循環脫氣逐步發展成為滿足深脫碳、脫氣、化學升溫、凈化鋼水、合金化調整等多功能的真空精煉裝置，可以穩定生產成品碳含量小于20×10-4%的超低碳鋼，極低碳含量達到8×10-4%。隨著無取向硅鋼對硫含量要求的不斷提高，鞍鋼開發出RH-TB脫硫新技術，即在RH-TB脫碳、脫氧、合金化后，將鋼中鋁含量控制在0.25%~0.3%，加入脫硫劑對鋼水進行脫硫處理，處理時間為7min~10min，脫硫劑加入量為8kg/t~10kg/t，提升氣體流量為0.6m3/h·t~0.7m3/h·t，脫硫率穩定控制在50%~60%。
　研究人員利用掃描電鏡對精煉過程中夾雜物的成分變化進行分析后發現，在Al脫氧后，鋼液中的夾雜物主要是A12O3夾雜，加入脫硫劑以后，夾雜物中的MgO、CaO含量逐漸增加，夾雜物逐漸轉變為MgOA12O3尖晶石夾雜物和CaO-MgO-A12O3復合夾雜物。RH處理結束后，夾雜物組分正好位于相圖中的低熔點區。
　在RH循環條件下，鋼水與脫硫劑可充分作用，同時鋼中Al含量較高，被還原出的[Mg]和[Ca]與鋼液中的A12O3夾雜發生反應，因此夾雜物中Mg和Ca元素含量逐漸增加，最終生成CaO-MgO-A12O3低熔點復合夾雜物。當鋼液中[Mg]含量達到0.0001%以上時就可以生成尖晶石夾雜物，而通過取樣分析，加入脫硫劑后，鋼水中的[Mg]很容易達到0.0001%以上。同理，隨著鋼液中的[Ca]增加，[Ca]同樣與夾雜物中的A12O3反應，使夾雜物中的CaO逐漸增加。A12O3夾雜轉變為低熔點夾雜后，可通過液滴凝并的方式長大，這種長大速度遠大于固態夾雜物燒結的長大速度。此外，鋼包頂渣對液態夾雜物的吸附能力遠大于對固態夾雜物的吸附能力，有利于夾雜物去除。
　研究人員對加脫硫劑和未加脫硫劑處理的鑄坯中夾雜物進行了金相檢驗及掃描電鏡分析，取樣位置在鑄坯厚度1/4處。檢測結果顯示，加入脫硫劑后鋼中夾雜物的數量和粒徑都明顯減小。
　RH噴粉快速脫碳及鋼水凈化技術。為了滿足RH快速脫碳的需要，鞍鋼開發了RH-AS技術。所謂RH-AS（ASIDE SPRAY POWDER簡稱）即對RH上升管的提升氣體管路進行優化設計，并采用Ar為載體噴吹碳酸鹽粉劑，通過粉劑分解反應在鋼液中原位生成大量細小的氣泡從而促進脫碳反應的進行，粉劑加入量為0.5kg/t~15kg/t。例如噴吹CaCO3粉劑，粉劑噴入鋼水后在高溫下分解為CO2氣體和CaO質點，CO2參與脫碳反應，而細小的CaO質點彌散分布在鋼液中形成渣滴。此渣滴尺寸細小，上浮速度慢，在鋼液的循環過程中易與脫氧產物A12O3發生碰撞，從而吸附A12O3生成低熔點的液態非金屬夾雜物，更加有利于鋼水凈化。與常規工藝相比，該技術脫碳速度更快，平均縮短RH處理時間在3min以上。
　鞍鋼采用RH-AS工藝處理過的15罐鋼鑄坯平均T[O]值為10.02ppm，而對比罐次平均T[O]值為15.23ppm，降低了34.21%。而且采用該工藝處理后，鑄坯的最低T[O] 值可以達到8ppm，這對于采用常規工藝生產低碳鋁鎮靜鋼來說是很少見的。
　VD真空精煉工藝。與100噸LF爐相匹配的VD裝置，主要完成對鋼水的脫氫、脫氮、脫氧、脫硫，促使夾雜物上浮等功能。經VD處理后鋼水的脫硫效率可以達到40%左右，極低硫含量在5×10-4%以下。對于中、高碳鋼，VD脫氮效率達到60%以上，成品氮含量控制在35×10-4%左右，成品氫含量小于1×10-4%。VD破真空后對鋼水進行一段時間的弱吹氬攪拌，保證氧化物夾雜充分上浮，實現鋼水全氧含量小于7×10-4%。
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