论文部分内容阅读
[摘 要]转炉炼钢温度控制的是否合理，不仅是炼钢过程的基础，更是获得良好铸坯质量的基础。通钢第二炼钢厂在现有工艺条件下，通过对过程温降进一步控制和优化，使转炉出钢温度进一步降低，获得了良好的经济效益。
[关键词]转炉炼钢；出钢温度；因素分析；降低；措施
中图分类号：TF083.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0049-02
1、前言
对于炼钢厂而言，控制转炉出钢温度对于各项指标的完成有着十分重要的意义。通钢第二炼钢厂始建于1958年，到目前为止，有混铁炉两座，300吨及600吨各一座，25吨氧气顶吹转炉三座，LF钢包精炼炉两座，四台连铸机，年产钢可达200万吨。转炉炼钢的主要任务是根据所炼钢种的要求，将铁中碳降低到钢种要求的范围，同时脱磷、脱硫，并通过合金化调整Si、Mn到合适值，最后控制在合适的温度出钢。出钢温度控制的合理与否是制约炼钢工序成本的重要因素，目前各炼钢企业都在不断探索最大限度降低出钢温度的新途径、新方法。通钢第二炼钢厂针对生产装备水平落后的现状，从工艺操作着手进一步优化参数、细化控制和管理，使25吨转炉平均出钢温度降低到1680℃，取得了可观的经济效益。
2、影响转炉出钢温度的因素分析
2.2 影响出钢温度的因素分析
2.2.1 钢种的凝固温度
钢种的凝固温度因化学成份确定。表一表示元素每增加0.1%含量，对钢液凝固温度的影响。可根据表中数据及钢中各元素的含量，计算出钢液的凝固温度。
凝固温度高的钢种出钢温度相应提高，凝固温度低的钢种出钢温度相应降低。
说明：
①、钢包包况为红净。②、待钢时间≤15分钟。③、连铸机为全流。④、此表中的数据适用于春夏两季，秋冬两季需提高10℃。 ⑤、炼钢过程出钢温度按中下限控制，合格率≥80%。
2.2.2 过热度
为保证连铸工序顺利浇铸，必须有合适的过热度，此温度与浇铸方式、铸坯大小、铸坯种类、浇铸速度、注流多少等因素有关，因二炼钢厂各连铸机铸坯尺寸和钢种的差异，这一温度一般波动在30-60℃之间。
2.2.3 出钢到开浇前的温降
影响该过程温降的主要因素有：出钢时间长短、钢流状态、钢包大小及钢包新旧程度、钢包周转率、钢包内有无残钢残渣及重量、加入铁合金的种类和数量、吹氩时间、待钢时间、环境气温等，目前二炼钢厂这一温降通常在30-80℃之间。
3、降低出钢温度的措施
3.1 对不同工况的钢水包合理使用及控制
钢水包温降最大时可达150℃以上，温降少时只有35℃左右，所以，钢包的好坏对出钢温度的高低起着决定性作用。钢水包情况有多种：新启动的新包、二次包、抠包檐子的包、内有残钢的包（铸坯没有完全融化）、红包、暗红包等。对不同情况的钢包要分别采取措施来合理控制温降。
3.1.1 新包。要求钢包烘烤时间必须满足要求，以达到合适的使用温度，避免钢包烘烤过程中因煤气热值低时间不够包衬温度低而造成炉前出钢温度高，并防止新包包底温度低造成开浇困难低温结流。同时出钢时要求新包出钢温度较正常钢包高20℃，防止浇铸到后期钢水温度低包底有残钢出现。
3.1.2 二次包。二次包是指因为包沿以及包衬局部出现浇铸料被侵蚀后包衬变薄，或是因计划原因钢包过剩将线上使用的钢包下线，重新放到烘烤站而备用的钢包。二次包温降大而且温降多少最不容易判断。基于这种情况，要求下线的钢包要由当班班长亲自检查判断，保证包底不能有残钢，包沿必须抠净，烘烤时间要相对延长2小时，炉前出钢时温度提高10-20℃左右。
3.1.3 抠包檐子的包。产生的原因一是双步挡渣工作执行不到位；二是炉渣碱度偏高，容易挂包不剥离；三是钢水待浇时间长，钢水表面结壳，浇铸后残渣排不出来。针对此现象采取以下措施予以控制：一是考核炉前双步挡渣及钢包覆盖剂的加入量；二是保证渣中MgO在8-12%时的白云石加入量，并通过合理控制石灰入炉量来有效控制炉渣碱度；三是要求钢水待浇时间小于15分钟；四是一旦出现包壳，由天车工提出抠包申请，上水口工进行监督，避免钢水浇完后残渣倒不净留在包内影响下一炉的出钢温度及合金化。
3.1.4 包内有残钢（残坯）。产生残钢现象的原因一是供给连铸机钢水温度低，二是上钢温度高时连铸机人员加冷料，三是大包工人判断失误，误以为浇铸完成而将钢包转出进行下一包钢水作业。为避免这种情况发生，要求根据不同钢种、不同铸坯尺寸及开机、连浇、流数等规定不同的上钢温度，炉前为连铸机提供合适温度的钢水，并明确了连铸机加冷料的长度、时间及加入数量等。
3.1.5 红包及暗红包。钢水包红与暗红由钢包周转率决定，周转率高，效果好。为此，提高周转率是解决这一问题的最有效措施。目前，每班周转率已由5.3次/包提高到6.0次/包以上，大大提高了钢包的内衬温度，为炉前降低出钢温度创造了良好的条件。
3.2 控制人的不合理行为对操作的影响
3.2.1 炼钢工要能够提前判断钢包的补偿温度，然后准确判断出钢温度。若对钢包没有细致的判断，不清楚钢水供给连铸机的流数、铸坯尺寸及钢种，一味的追求高温出钢，就达不到理想的降温效果。
3.2.2 细化考核措施，完善管理，有效降低出钢温度。出钢温度能否降下来，是每一名操作人员的责任。倒炉测温是否及时，测温时是否一次命中，钢车是否及时到位，合金料准备是否及时，吹氩设备、喂丝机是否能正常使用等都会影响生产环节的稳定，环节不稳定冶炼周期长就会影响温度的控制。通过细化管理，制定考核措施，保证事事有人管，形成良性的环节衔接，可有效减少人为因素对生产的影响。
4、改进后的成效
在实施以上措施后，二炼钢厂的出钢温度逐月降低，2011年二炼钢厂出钢温度1702.3℃，比2010年降低13.1℃。目前二炼钢厂平均出钢温度已达到1680度，今后还将进一步细化管理，采取可行措施，力争赶超同行业先进水平。2011年各月出钢温度如图1：
2011年二炼钢厂出钢温度逐月打破历史记录，不仅降低了生产成本，而且是一个炼钢厂管理水平提升的体现。
5、结论
钢水的过程温度控制是贯穿整个炼钢生产过程的主要控制参数之一，对保证生产的顺行，降低原材料消耗和能耗、提高铸柸质量都有很大影响，在炼钢生产中起着至关重要的作用，生產中铸机对钢水浇注温度要求十分严格，钢种不同，要求钢水浇注温度各不相同，转炉出钢温度的高低直接影响着整个工序的运行，而高的出钢温度使转炉炉龄降低，恶化钢水质量，合金，耐材消耗增加，甚至出现大包窜包和浇注时漏钢等恶性事故，因此降低转炉出钢温度是每个炼钢厂普遍追求的目标，降低转炉出钢温度对保障生产顺行、提高产品质量、降低生产成本有着重要意义。
[关键词]转炉炼钢；出钢温度；因素分析；降低；措施
中图分类号：TF083.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0049-02
1、前言
对于炼钢厂而言，控制转炉出钢温度对于各项指标的完成有着十分重要的意义。通钢第二炼钢厂始建于1958年，到目前为止，有混铁炉两座，300吨及600吨各一座，25吨氧气顶吹转炉三座，LF钢包精炼炉两座，四台连铸机，年产钢可达200万吨。转炉炼钢的主要任务是根据所炼钢种的要求，将铁中碳降低到钢种要求的范围，同时脱磷、脱硫，并通过合金化调整Si、Mn到合适值，最后控制在合适的温度出钢。出钢温度控制的合理与否是制约炼钢工序成本的重要因素，目前各炼钢企业都在不断探索最大限度降低出钢温度的新途径、新方法。通钢第二炼钢厂针对生产装备水平落后的现状，从工艺操作着手进一步优化参数、细化控制和管理，使25吨转炉平均出钢温度降低到1680℃，取得了可观的经济效益。
2、影响转炉出钢温度的因素分析
2.2 影响出钢温度的因素分析
2.2.1 钢种的凝固温度
钢种的凝固温度因化学成份确定。表一表示元素每增加0.1%含量，对钢液凝固温度的影响。可根据表中数据及钢中各元素的含量，计算出钢液的凝固温度。
凝固温度高的钢种出钢温度相应提高，凝固温度低的钢种出钢温度相应降低。
说明：
①、钢包包况为红净。②、待钢时间≤15分钟。③、连铸机为全流。④、此表中的数据适用于春夏两季，秋冬两季需提高10℃。 ⑤、炼钢过程出钢温度按中下限控制，合格率≥80%。
2.2.2 过热度
为保证连铸工序顺利浇铸，必须有合适的过热度，此温度与浇铸方式、铸坯大小、铸坯种类、浇铸速度、注流多少等因素有关，因二炼钢厂各连铸机铸坯尺寸和钢种的差异，这一温度一般波动在30-60℃之间。
2.2.3 出钢到开浇前的温降
影响该过程温降的主要因素有：出钢时间长短、钢流状态、钢包大小及钢包新旧程度、钢包周转率、钢包内有无残钢残渣及重量、加入铁合金的种类和数量、吹氩时间、待钢时间、环境气温等，目前二炼钢厂这一温降通常在30-80℃之间。
3、降低出钢温度的措施
3.1 对不同工况的钢水包合理使用及控制
钢水包温降最大时可达150℃以上，温降少时只有35℃左右，所以，钢包的好坏对出钢温度的高低起着决定性作用。钢水包情况有多种：新启动的新包、二次包、抠包檐子的包、内有残钢的包（铸坯没有完全融化）、红包、暗红包等。对不同情况的钢包要分别采取措施来合理控制温降。
3.1.1 新包。要求钢包烘烤时间必须满足要求，以达到合适的使用温度，避免钢包烘烤过程中因煤气热值低时间不够包衬温度低而造成炉前出钢温度高，并防止新包包底温度低造成开浇困难低温结流。同时出钢时要求新包出钢温度较正常钢包高20℃，防止浇铸到后期钢水温度低包底有残钢出现。
3.1.2 二次包。二次包是指因为包沿以及包衬局部出现浇铸料被侵蚀后包衬变薄，或是因计划原因钢包过剩将线上使用的钢包下线，重新放到烘烤站而备用的钢包。二次包温降大而且温降多少最不容易判断。基于这种情况，要求下线的钢包要由当班班长亲自检查判断，保证包底不能有残钢，包沿必须抠净，烘烤时间要相对延长2小时，炉前出钢时温度提高10-20℃左右。
3.1.3 抠包檐子的包。产生的原因一是双步挡渣工作执行不到位；二是炉渣碱度偏高，容易挂包不剥离；三是钢水待浇时间长，钢水表面结壳，浇铸后残渣排不出来。针对此现象采取以下措施予以控制：一是考核炉前双步挡渣及钢包覆盖剂的加入量；二是保证渣中MgO在8-12%时的白云石加入量，并通过合理控制石灰入炉量来有效控制炉渣碱度；三是要求钢水待浇时间小于15分钟；四是一旦出现包壳，由天车工提出抠包申请，上水口工进行监督，避免钢水浇完后残渣倒不净留在包内影响下一炉的出钢温度及合金化。
3.1.4 包内有残钢（残坯）。产生残钢现象的原因一是供给连铸机钢水温度低，二是上钢温度高时连铸机人员加冷料，三是大包工人判断失误，误以为浇铸完成而将钢包转出进行下一包钢水作业。为避免这种情况发生，要求根据不同钢种、不同铸坯尺寸及开机、连浇、流数等规定不同的上钢温度，炉前为连铸机提供合适温度的钢水，并明确了连铸机加冷料的长度、时间及加入数量等。
3.1.5 红包及暗红包。钢水包红与暗红由钢包周转率决定，周转率高，效果好。为此，提高周转率是解决这一问题的最有效措施。目前，每班周转率已由5.3次/包提高到6.0次/包以上，大大提高了钢包的内衬温度，为炉前降低出钢温度创造了良好的条件。
3.2 控制人的不合理行为对操作的影响
3.2.1 炼钢工要能够提前判断钢包的补偿温度，然后准确判断出钢温度。若对钢包没有细致的判断，不清楚钢水供给连铸机的流数、铸坯尺寸及钢种，一味的追求高温出钢，就达不到理想的降温效果。
3.2.2 细化考核措施，完善管理，有效降低出钢温度。出钢温度能否降下来，是每一名操作人员的责任。倒炉测温是否及时，测温时是否一次命中，钢车是否及时到位，合金料准备是否及时，吹氩设备、喂丝机是否能正常使用等都会影响生产环节的稳定，环节不稳定冶炼周期长就会影响温度的控制。通过细化管理，制定考核措施，保证事事有人管，形成良性的环节衔接，可有效减少人为因素对生产的影响。
4、改进后的成效
在实施以上措施后，二炼钢厂的出钢温度逐月降低，2011年二炼钢厂出钢温度1702.3℃，比2010年降低13.1℃。目前二炼钢厂平均出钢温度已达到1680度，今后还将进一步细化管理，采取可行措施，力争赶超同行业先进水平。2011年各月出钢温度如图1：
2011年二炼钢厂出钢温度逐月打破历史记录，不仅降低了生产成本，而且是一个炼钢厂管理水平提升的体现。
5、结论
钢水的过程温度控制是贯穿整个炼钢生产过程的主要控制参数之一，对保证生产的顺行，降低原材料消耗和能耗、提高铸柸质量都有很大影响，在炼钢生产中起着至关重要的作用，生產中铸机对钢水浇注温度要求十分严格，钢种不同，要求钢水浇注温度各不相同，转炉出钢温度的高低直接影响着整个工序的运行，而高的出钢温度使转炉炉龄降低，恶化钢水质量，合金，耐材消耗增加，甚至出现大包窜包和浇注时漏钢等恶性事故，因此降低转炉出钢温度是每个炼钢厂普遍追求的目标，降低转炉出钢温度对保障生产顺行、提高产品质量、降低生产成本有着重要意义。