炼钢厂钢包渣线结渣原因分析及解决结壳的措施

炼钢厂钢包渣线结渣原因分析及解决结壳的措施
炼钢厂生产冷墩系列钢水的工艺路径有3种:
①转炉→LF炉→真空RH炉→方坯连铸机。

②转炉→真空RH炉→LF炉→方坯连铸机。

③转炉→LF炉→方坯连铸机。

LF炉出站后造渣在浇注过程中冷却、结壳，在钢水浇完后仍挂留在钢包渣线位置，使钢包清理作业难度及工作量增加，而且钢包遗留钢渣再次使用会带来一系列影响。

如:包壁结渣在连铸机浇注结束后悬空，受重力作用掉落钢包底部，形成包底结渣，再次盛钢时钢渣在钢水中熔化上浮，降低钢水纯净度和钢水可浇性;同时会有部分钢渣散落钢包水口内，堵水口，造成钢水到连铸机平台后无法开浇。

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待浇时间长，钢水顶渣冷却结壳，造成钢包渣线结渣。

(1)韶钢厂冷墩钢工艺要求钙处理结束后需要底吹氩气，弱吹12～20min，弱吹过程钢水表面渣层边缘部位基本呈静止状态，经过长时间温度散失，渣温不断降低，靠包壁位置的渣层就会凝固在钢包渣线位置，造成钢包壁结渣。

(2)转炉的冶炼周期要比LF精炼炉的冶炼周期短，浇次组织不力，出现前工序冶炼速度过快，钢水在精炼区域积压严重，精炼冶炼结束后到连铸浇铸期间等待时间过长，这是造成钢包渣线结渣的主要原因。

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冷镦钢渣系中Al2O3含量高，钢水渣黏稠，精炼结束后钢水镇静过程中随渣面温度降低而凝固结于钢包渣线位置。

据现场观察，冶炼铝镇静钢时，钢包渣线容易结渣，而冶炼硅锰镇静钢时，钢包渣线粘渣程度轻微。

铝镇静钢渣中的Al₂O₃含量高[2]，为保证钢水的纯净度，配加的石灰量也较大，形成较厚且密度大的渣壳;硅锰镇静钢中不含Als，相应产生的Al₂O₃也极少，因此加入的石灰
量较少，形成的渣层薄。

由此可以推断出，钢包结渣受渣中的Al₂O₃含量影响较大。

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钢包渣线砖浸蚀严重，产生凹陷，易挂渣。

钢包渣线砖是指钢包口向下数第三层砖到第八层砖的区域砌筑的耐火砖。

钢包盛钢后的钢水液面随钢水量而上下浮动，转炉冶炼结束出钢时，炉内部分氧化渣随钢水一起倒入钢包内，俗称“下渣”，钢水经过LF炉工艺时会通过二次精炼造渣，将钢水中的多余氧除去，即“脱氧”，脱氧后的渣为还原渣。

随着渣中碱度的变化，钢包包壁上与渣接触的耐火砖被逐渐溶解、脱落，形成包壁凹陷。

当渣中碱度稳定后，渣与钢包渣线砖互溶并结合形成结渣，包壁凹陷会给结渣悬挂支撑点，使结渣越来越多，越来越容易。

为了节约成本和提高钢包周转率，钢包渣线砖浸蚀后修补不及时，或降低标准使用，大大增加了钢包结渣的几率。

钢包渣线砖自身质量差，抗浸蚀性能差，抗渗透性差，存在裂纹等质量问题，加速了钢包渣线砖浸蚀凹陷，进而加速钢包渣线结渣。

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试验钢包加盖保温方案，优化生产组织缩短待浇时间。

(1)针对钢水镇静时间长的情况，主要采用手投保温剂和钢水包加盖对渣面进行渣面保温，延缓钢渣结壳。

同时对精炼过程渣量进行控制，在不影响溶渣吸附夹杂能力的情况下，减少精炼渣料的加入量。

(2)转炉的冶炼周期要比LF精炼炉的冶炼周期短，因此，会出现浇次过程中精炼工序钢水节奏富余的情况，从生产组织方面考虑，可以先行冶炼浇次首炉及第二炉钢水以保证开浇后的钢水续接问题，转炉在冶炼第三炉前应停20～30min或者先行冶炼其他浇次钢水，避免钢水在LF精炼炉积压，冶炼及钢水镇静停等时间长，造成钢渣粘附钢包渣线部位。

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调整冷墩钢造渣脱氧工艺，减少钢水中生成大量Al₂O₃，降低精炼冶炼时加入渣料的量，稀释渣层，减少钢包渣线结渣。

(1)采取出钢加碳粉脱氧方式降低转炉出钢钢水含氧量，减少钢水生成Al2O3。

与以前出钢用铝脱氧的方法相比，碳粉脱氧具有非常明显的优势，碳脱氧生成CO2直接排出，不会在钢水中生成有害夹杂物。

(2)LF精炼炉冶炼过程采用碳化硅等不含铝脱氧剂进行扩散脱氧及在线喂入铝线对钢水进行深脱氧及调整钢水Als含量，大大降低了钢水中生成Al₂O₃夹杂的量。

1)优化生产组织缩短待浇时间，钢包加盖及手投保温剂保温方案，可减少钢包渣线结渣。

2)调整冷墩钢造渣脱氧工艺，减少钢水中生成大量Al₂O₃，降低精渣料的加入量，稀释渣层，减少钢包渣线结渣。

作者：胡现锋，刘志龙，任世岗。