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1、LF炉冶炼铝镇静钢预防水口结瘤的措施2009年第2期柳钢科技l5LF炉冶炼铝镇静钢预防水口结瘤的措施李宗强张永全陆志坚(转炉厂)摘要以LF炉冶炼铝镇静钢为例,阐述水口结瘤机理.介绍在LF精炼炉实施的合理控制底吹氩,造还原性白渣和钙处理等防水口结瘤的措施及其效果.关键词炼钢LF炉精炼水口结瘤底吹氩造渣钙处理CountermeasurestoPreventNozzleBlockingforAluminumKilledSteelSmeltedbyLadleFurnace,lJZong-qiangZHANGYong-quanLUZhi-jian(ConverterPlant)AbstractTaki
2、ngaluminumkilledsteelsmeltedbyLadleFurnaceasanexample,themechanismofnozzleblockingwaselaborated.Thecountermeasures,snchasreasonableargonbottomblowingcontrol,re—ducingwhiteslagmakingandcalciumtreatmentinLFtopreventnozzleblockinganditsett~ctswereintro—dueed.KeyWordsSteelmakingLFReiiningNozzleBlocking
3、ArgonBottomBlowingSlag-makingCalciumTreatment1前言随着柳钢品种钢开发力度的加大,对冶炼技术提出更大的挑战.如何提高钢水质量和可浇性,保证生产顺行成为最关键的问题.IF炉担负着脱氧,脱硫,合金微调,去夹杂,去气体,调整温度等任务.转炉厂曾有一段时期,经LF炉钢水水口结瘤十分严重,转炉冶炼到精炼钢水过程存在脱氧不均匀,下渣量不稳定等情况,这增加了LF炉精炼的难度.2水口结瘤机理连铸水口结瘤产生原因主要有以下2种:一是钢中存在【A1]s,保护浇铸不完善,造成铝的二次氧化,使钢中析出A1:0,等高熔点夹杂物粘附在水口壁上形成结瘤:二是钢水中高熔点絮状物如
4、AI:0,等非金属夹杂物在钢中来不及上浮,粘附于水口内壁造成结瘤.水口结瘤形状见图l.l——夹物粘附层;2——侵蚀层图l水口结瘤照l2通过对多个水口结瘤状况的分析,一般认为造成水口堵塞的步骤为:(1)夹杂物向水口壁迁移,并与水口发生化学反应,侵蚀水口,形成侵蚀层;(2)夹杂物在粗糙水口表面层积,使粘附层逐渐增厚.经分析水口结瘤物,其主要是由高熔点氧化物组成,大多数是Al,,其中混有MgO-A1O,(尖晶石),CaO—A1O,系矿相及少量硅酸盐.其化学成分见表l.16柳钢科技2009年第2期表1水r=1结瘤物化学组成%样号SiO2Fe20jSP,O5AI203ca()MgOMnOTiO2l8.
5、7410.980.0720.O839.8416.199.O23.310_8223.26l9.56O.0l70.1345.347.712.652.040.9834.63l7.210.0230.0l47.565.7l0.273.431.74现以转炉厂使用的结晶器浸入式水口为例.介绍水口堵塞的过程.水口耐火材料的特性在夹杂物沉积过程中起莺要作用.在理想状态下,水口耐火材料与钢水不起化学反应.但是实际上水口表面耐火材料与钢水之间不断地发生化学反应,产生Al20,沉积.当沉积发生在整个水口横截面时,堵塞首先发生在出现分流的部位(见图2).分流区钢液产生紊流,将带动夹杂物不断冲刷水口壁.必须避免水口几何
6、形状的突变,确保形成层流,减少紊流.水口内表面的粗糙度大于O.3nun,可以完全破坏涡流边界层的粘滞部分.粘滞层的保护作用消失.所以水口耐火材料的工作面必须尽可能地光滑,并在浇铸过程中.不能破坏钢液的连续性.//\锄一:水口W.’-/棚/\,lI图2浸入式水口内A1:0,夹杂形成敏感区当水口处于紊流区,受钢流的冲击较大,容易使表面变得粗糙.铝碳耐火材料中一般都存在SiO夹杂.这时流经的夹杂就容易在耐材粗糙的表面发生如下化学反应:3SiO2(s)+3C(s)+4【AlJ=2(Al2o3)+3【SiJ+3【CJ生成的【SiI和【CJ具有极强的活性,极易与钢中[O]发生反应,生成CO和SiO
7、气体.生成物向大气不断扩散而减少,促进反应的加速进行,Al:0,在水口粗糙面不断层积.因此,降低钢水氧化性(包括减少浇铸过程钢水的二次氧化)能够减缓反应速度,降低水口堵塞几率.随着水口表面发生化学反应的进行,水口的粗糙程度不断加剧.又由于A1:O沉积物粘附层的产生,AIO颗粒的高界面能提供沉积所需要的条件.因此,铝碳质水口堵塞的最好解决办法是阻止氧化性气体产生.钢水中含硅量偏高也有利于铝镇静钢的浇铸.因为钢水
