摘要：本文通过分析对比建邦特钢炼钢厂在2016年SWRH82B生产的相关数据，对该钢种精炼渣系的选择进行了讨论，将精炼渣碱度控制在1.8-2.0之间，既能满足夹杂物的变性，又可适当提升精炼渣的脱硫能力。通过建立精炼渣碱度计算的简易模型，实现精炼渣碱度的理论计算，计算结果与实测结果有较好的对应关系，可用于指导生产。

关键词：精炼渣； 夹杂物； 硅灰石

引言

通才炼钢厂现有60t氧气顶吹转炉两座，60t顶底复吹转炉一座，70t精炼炉两座，五机五流方坯连铸机一座，断面160X160mm，六机六流方坯连铸机两座，断面分别为150X150mm和160X160mm。主要生产钢种为Q195、Q235、HPB300、HRB400（E）、HRB500E、MG335、MG400、ER70S-6、30MnSi、45-75钢、82B等。通才炼钢厂SWRH82B的生产采用“转炉——LF精炼炉——连铸——轧材”的工序顺序进行。

一、精炼渣渣系的选择

SWRH82B在加工过程中经受扭转、弯曲和拉伸等一系列变形，对钢水纯净度要求非常高。但钢水中若存在脆性夹杂物，在拉拔或合股中就极容易出现断丝现象。为避免这一现象的产生，需要对钢中的夹杂物进行塑性化。在实际生产中，不同钢种对精炼渣的作用要求不同，其主要是为了限制脆性的Al2O3夹杂的产生，这就要对钢液中的Al含量进行严格控制，并且选择合适的精炼渣系。

低碱度渣系：王新华、薛正良等通过对帘线钢精炼渣中Al2O3含量与钢液Al之间的关系研究得到，随着精炼渣Al2O3含量的加大，钢液Al含量也是逐渐增高的。为将钢液Al含量的质量分数控制在2～6ppm，精炼渣Al2O3质量分数必须在8%以下。为此，除了禁止使用Al脱氧，对铁合金的铝含量、钢包衬材料中Al2O3含量等进行严格控制外，更重要的是加强对渣料中Al2O3的含量进行控制。低碱度渣易于吸收帘线钢中夹杂物，使得钢中夹杂物减少，且其形态和性质也得到有效控制，对消除钢中点状夹杂物十分有利。因此，从SWRH82B本身对夹杂物的塑性控制要求，应当选择合适的造渣材料来实现低碱度渣系进行精炼控制。

高碱度渣系：谢详等人的研究中，则是考虑精炼渣的硫容与成品S含量的控制，选取的精炼渣系也CaO-SiO2-MgO-Al2O3，其Al2O3控制在15%或更高，碱度一般在3.5以上。由于常规高碱度渣系的融化效果较差，因此对渣系靠近7Al2O3·12CaO，保证渣的流动性。由于碱度较高，精炼渣脱硫能力显著。但是该高碱度渣系中Al2O3含量高，不利于夹杂物控制，尤其是Al系夹杂物。

二、通才炼钢厂目前的状况

由于目前通才炼钢厂没有铁水预处理工序，从高炉到转炉的铁水S含量较高，即使是在82B生产期间，其S含量经常在0.030-0.035%之间，要想将82B的S成分控制在0.010%以下，精炼仍需承担较重的脱硫任务。从SWRH82B前期的生产情况来看，转炉供给精炼的钢水S含量基本在0.026-0.035%之间，有时甚至高达0.040%以上，前期的精炼渣碱度控制靠近于低碱度渣，且精炼供给连铸的钢水温度需考虑连铸过热度控制，这与脱硫条件“高温、高碱度渣”存在矛盾，导致精炼工序的脱硫效果明显降低。

前期生产过程中精炼渣碱度控制在1.6-1.8之间，渣中Al2O3控制在7%左右，精炼脱硫率在57-63%之间，成品S含量也基本在0.012%左右，B类夹杂物评级在0.5级左右。鉴于成分S的控制，在此之后的生产中，为保证产品S含量控制在0.010%以下，后期的生产过程中适当提高了精炼渣的碱度，将其控制在1.8-2.0之间，Al2O3控制在4-5%之间，脱硫效果有所改善，目前可控制到0.010%以下，B类夹杂物的评级亦在0.5级左右，基本满足产品要求。

2、目前精炼使用的常规造渣材料主要为石灰、萤石、精炼渣、电石、硅粉和碳化硅等。钢水精炼时添加一定量的石灰、萤石、电石，有利于钢水脱氧、脱硫，但是石灰的加入增加了渣中CaO的含量，提高精炼渣的碱度，与帘线钢低碱度精炼渣控制相悖。此外，石灰的熔点为2500℃，而为保证合适的连铸浇铸温度，精炼控制钢水的温度基本在1520～1580℃左右，在精炼过程不易熔融，因此石灰作为辅助造渣材料使用。而精炼渣中含有很高的Al2O3，不能作为82B的造渣材料，因此需要新的造渣料，目前使用的是硅灰石。

硅灰石是天然的低温熔化材料，具备固有的助熔性能、成分稳定、纯度高、碱度(CaO/SiO2)趋于中性等优良特性。对于帘线钢的精炼而言，最有效控制夹杂物形态的精炼渣就是硅灰石或其相似成分，特别是硅灰石中Al2O3的含量甚微，使制成的精炼渣吸附钢水中有害杂质Al2O3的能力极强。此外，硅灰石的熔点低，仅为1540℃，易熔融，且当硅灰石与少量萤石混合时，熔点将降至1200℃，有利于精炼时迅速成渣，缩短精炼时间，达到净化钢水的目的。

三、一种理论计算精炼渣碱度的简易模型

在实际生产过程中，最好的精炼渣碱度监测手段就是在线检测精炼渣碱度，但是由于通才公司目前只有一台荧光分析仪，且制样、检测需要繁琐的工序，耗费大量的时间。因此，需要在每次生产之前进行精炼渣碱度的理论计算，用于指导生产。现提供一种关于精炼渣碱度的简易模型：

表1、造渣料的成分

炉渣的碱度就为熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值，通常采用氧化物的质量分数的比值来表示，常见的二元碱度计算方法即：CaO的质量分数与SiO2质量分数的比值。

以下为物料加入量和相应的计算方法：

石灰加入量：300kg/炉，带入的CaO为：300*0.85=255kg；

硅灰石加入量：炉后230+精炼150kg/炉，带入的CaO为：380*0.48=182.4kg；带入的SiO2为：380*0.41=155.8kg；

萤石加入量：100kg/炉，其中CaF2最终转化为CaO为：100*0.85*56/78=60.97kg；

电石加入量：80kg/炉，其中CaC2最终转化为CaO为：80*0.8*56/64=56kg；

硅（铁）粉加入量：40kg/炉，带入的SiO2为：40*0.5*60/28=42.86kg；

碳化硅加入量：50kg/炉，带入的SiO2为：50*0.7*60/40=52.5kg；

硅钙钡加入量：100kg/炉，带入的CaO为：100*0.15*56/40=21kg；带入的SiO2为：100*0.45*60/28=96.43kg；

转炉下渣按回P量计算：渣中P含量按0.012%计算，回P为0.005%，出钢量按57t，渣中所有P进入钢水中，则估算的下渣量为：0.005/0.012/1*10*57=237kg/炉，带入的CaO为：237*0.48=114kg；带入的SiO2为：35.63kg；

总渣量为：300+380+100+80+40+50+100+237=1287kg/炉（22.6kg/t钢），总CaO量为：689.4kg，比例：53.54%；总SiO2量为：383.2kg，比例29.76%；二元碱度为：R=1.80。实际测量数据：CaO比例：55.19%，SiO2比例：28.86%，碱度为：1.83，对应关系良好。

维持其他物料加入量一定的情况下，调整石灰的加入量，计算方法不变，得出不同石灰加入量下的精炼渣碱度对应关系：

从上表可以看出，要想控制82B精炼渣碱度在1.8-2.0之间，石灰加入量在300-350kg之间。但需注意石灰、硅灰石的成分变动情况。

四、结论

1、低碱度低氧化铝渣系对夹杂物控制有很好的效果，也是众多82B生产厂家常用的精炼渣系；

2、目前我厂由于没有铁水预处理工序，82B生产期间铁水S含量不稳定，在综合考虑精炼脱硫和夹杂物控制的前提下，将精炼渣碱度控制在1.8-2.0之间，Al2O3控制在5.0%左右，能较好的保证成分S含量在0.010%以下和B类夹杂物评级在0.5级左右，满足质量要求；

3、从理论计算的数值和实测数值来看，此种碱度计算方法能较好地计算出不同物料加入量的情况下对应的碱度关系，这对82B的精炼生产过程有较大的指导意义。

参考资料：

[1] 丁宁, 包燕平, 解家英,等. 82B硬线钢精炼渣和夹杂物研究[J]. 北京科技大学学报, 2012, 34(8).

[2] 谢祥, 肖纯. SWRS82B钢精炼渣的选择与生产实践[J]. 炼钢, 2011, 27(5):23-26.

[3] 赵烁, 曾建华, 古隆建,等. 精炼渣控制82B帘线钢中夹杂物形态的实验室研究[J]. 中国冶金, 2010, 20(6):25-29.

[4] 苑卫科. 钢绞线YL82B钢Φ12.5 mm盘条的开发与生产实践[J]. 河北冶金, 2015(4):44-46.

[5] 薛正良, 刘振清. 帘线钢82B精炼过程中的酸溶铝控制[J]. 炼钢, 2003, 19(1):22-25.

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