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实芯纯钙包芯线在50tLF精炼炉的应用实践

于学文，孟宪华，赵冠夫，于惠

(特钢事业部)

摘 要：介绍了50tLF精炼炉用实芯纯钙包芯线替代硅钙包芯线钙处理的试验情况，使用实芯纯钙包芯线进行钙处理，钙回收率和钢水可浇性大幅提高，钢中夹杂物级别、氧含量显著降低；同时，连铸浸入式水口寿命提高，异常坯切除量降低，吨钢成本降低3．50元。

关 键 词：实芯纯钙包芯线；可浇性；成本

0 前言

莱钢特钢事业部50tLF炉主要生产齿轮钢、工程机械、锚链钢等优特钢，大部分钢种要求钢材氧含量≤18×10－6，一些高端品种要求钢材氧含量≤15×10－6，为保证钢中氧含量符合要求，用铝量随之增加，对钙处理工艺提出了更高要求。传统的喂硅钙包芯线钙处理工艺已不能完全满足Al2O3夹杂物变性要求，致使钢中脱氧产物Al2O3不能充分变性和去除，钢水的可浇注性降低，影响连铸工艺稳定和铸坯质量。在优化脱氧工艺的同时，改进钙处理工艺，提高钙处理效果，对于稳定生产工艺，提升产品质量，降低生产成本等方面都具有很大意义。

1 现状分析

钙处理主要目的是将铝脱氧产生的高熔点Al2O3夹杂转变为低熔点、低密度的钙铝酸盐夹杂(如12CaO·7Al2O3)，同时减少硫化物夹杂数量，改变其组成和性质，提高钢水洁净度和可浇性。近些年，特钢事业部50tLF精炼炉一直使用硅钙包芯线进行钢水钙处理。硅钙包芯线内为Ca28Si60合金粉剂，使用过程发现硅钙包芯线存在密度和成分不均匀，有效元素硅、钙含量低，夹杂含量高，包芯线密封效果差，部分硅钙粉剂氧化生成CaSiO3、Ca2SiO4等问题，造成钢水钙处理时喂线量、喂线速度不易掌握，钙回收率低且不稳定，严重影响Al2O3夹杂的变性处理效果和钢水可浇性。并由此造成硅钙包芯线用量增加，吨钢钙处理成本高等问题。为此，在50tLF精炼炉进行了用实芯纯钙包芯线替代硅钙包芯线钙处理试验，取得了满意效果。

2 试验过程

2．1 实芯纯钙包芯线理化指标

2．2 试验方法

选择钢液流动性相对较差的YF45MnVU易切削钢和20CrMnTiH系列齿轮钢进行了喂实芯纯钙包芯线试验，共试用实芯纯钙包芯线2．8t，试验194炉。实芯纯钙包芯线在50tLF炉出钢前喂入，吨钢用量1．3～1．6m。从连铸拉钢情况看，试验钢种钢水可浇性明显好于用硅钙包芯线炉次。

3 试验效果分析

3．1 钙收得率

从50tLF精炼炉喂实芯纯钙包芯线试验炉次钢水中取样31炉，检测钢中钙含量为8～18×10－6，平均为13．44×10－6，钙平均收得率16．61%。

而检测喂硅钙线对比炉次钢中钙含量均为0．5×10－6，钙收得率远低于喂实芯纯钙包芯线。实芯纯钙包芯线与硅钙包芯线相比，由于实芯纯钙包芯线钙芯纯度和密度高，成分均匀、米重稳定，可以将钙芯喂到钢水的更深部位，并在临界深度以下停留更长时间，从而获得较高的收得率，而且可避免硅钙包芯线粉剂带入的杂质污染钢液，有利于净化钢液，提高钢材质量。

3．2 钢中非金属夹杂物

1)试验实芯纯钙包芯线前后钢材C类夹杂物级别均为0，A、B、D类夹杂物级别在标准要求范围内分布区域均有不同程度变窄，各类夹杂物级别均有所降低。试验实芯纯钙包芯线前后钢材夹杂物级别见表2、表3。

2)对使用硅钙包芯线生产钢材夹杂物超标炉次取样进行能谱分析，发现夹杂物含有O、Al元素，主要组成Al2O3，说明精炼钙处理过程Al2O3夹杂变性不彻底，夹杂物未能充分上浮去除所致。能谱分析见图1。使用实芯纯钙包芯线后产品夹杂物级别超标现象基本杜绝，截至目前未出现夹杂物不合炉次。

3．3 钢材氧含量

使用实芯纯钙包芯线后，YF45MnVU钢材平均［O］含量由13．93×10－6降低至12．75×10－6，降低1．18×10－6；20CrMnTiH系列齿轮钢钢材平均［O］含量由16．04×10－6降低至13．80×10－6，降低2．24×10－6。

3．4 浸入式水口使用寿命

使用实芯纯钙包芯线后钢水可浇性明显改善，水口套眼、烧氧频次大幅降低，浸入式水口寿命提高，生产260mm×300mm铸坯，浸入式水口平均单支寿命提高34．63min，生产180mm×220mm铸坯，浸入式水口平均单支寿命提高29．51min。

4 结语

50t LF精炼炉采用实芯纯钙包芯线替代硅钙包芯线进行钙处理，钙收得率大幅提高，平均回收率达到16．61%，Al2O3夹杂物变性处理效果和钢水可浇性显著提高，钢材氧含量及A、B、D类夹杂物级别均有不同程度降低，满足了低氧钢的生产和质量要求；使用实芯纯钙包芯线与硅钙线相比吨钢成本降低3．50元，经济效益显著。

参 考 文 献

［1］   郝团伟，吴宝国，黄贞益，等．南钢转炉厂硅钙线的XPS分析［J］．安徽工业大学学报(自然科学版)，2010，27(4)：349．