摘要:喂丝工艺(WF)是钢包精炼的重要手段之一，由于其在夹杂物变性、脱氧等方面的作用，受到冶金界的广泛关注。文章对包钢炼钢厂_连铸车间在精炼喂丝工艺的实践进行分析和总结。以钙处理的理论为基础，对影响喂丝效果的各项工艺参数的选择进行了深入分析。

　 喂丝技术对钢包精炼处理后的钢水质量起到进一步提高和完善的作用，由于它具有投资少、效益好的特点，自投入使用以来，得到了迅速的发展。通过喂丝工艺，可以使铝、钙、钛、硼及稀土等易氧化元素的收得率提高，也提高了钢种成分命中率，贵重金属元素加入量大幅度下降，降低了精炼成本。但在实际生产中，如何通过控制各项生产工艺参数来达到较为理想的处理效果，仍是冶金工作者追求的目标。现就包钢炼钢厂一连铸车间在喂丝工艺实践中取得的实绩进行总结分析。

　 生产中使用WXJ一13一4型喂丝机，主直流电机功率为2 ×11 kW,调速范围0一4 m/s，以PLC工业控制机进行喂丝控制。常用喂丝种类为CaSi线、Al线和RE线等。

1 喂丝工艺参数的选择

1.1 喂丝导管的选择

　 喂丝导管的使用目的是引导丝线的输入和输出，丝线通过导管垂直进入钢液中。实践证明，导管形状和尺寸直接影响丝线的运行速度和冶金效果。热冷态实验表明:导管的曲率半径小、矫直长度不够或喂丝速度不宜时，都会使丝线打弯或上翘，导致丝线在钢液上面燃烧，影响喂丝效果，降低了合金的收得率。

　 生产实践中，丝线在钢包内喂入走向接近垂直地进入钢液是较为理想的。为减少丝线在导管中的阻力，导管的曲率半径应大一些，竖直段适当延长，导管端部离钢水液面约400一500 mm为宜。

1.2 喂丝点位里选择

　 为了使喂入的丝线尽快熔于钢水中并扩散均匀，喂丝点的选择非常重要。实践证明，喂丝点与吹氩点的位置密切相关，应选择丝线与钢水混匀时间最短的点作为喂丝的量佳点。如图1中C点所示，即钢包底部的两个透气砖间连线中点，是丝线与钢液混匀时间最短的位置。图中，A点、B点为透气砖位置，C点为喂丝位置。

　　　　　　　　　　　

图1 钢包喂丝位置示意图

1.3 喂丝速度与深度

　 喂丝速度与丝线的直径、芯重、种类、包皮厚度、钢包深度及钢水温度等诸多因素有关。研究表明，丝线的直径、喂r入速度与包皮厚度之间的定量关系可用下式表示:

　 H=Ad(1一d/D)V

　 式中:H—丝线喂人入水深度，mm;

　 A—与铁皮和钢水温度有关的参数;

　 d—铁皮厚度，mm;

　 D—丝线直径，mm;

　 F一喂丝速度，m/min 。

　 实践证明，对于不同的丝线要求有不同的喂丝速度、温度。喂丝速度偏高时，喂入钢包深部的丝线没有完全熔化就穿出钢水面;喂丝速度偏低时，丝线克服不了钢水的静压力，也容易穿出钢水面，所以喂丝速度的确定是非常重要的。根据相关试验研究，对于 ∮13 mm的硅钙线，应用于90 t钢包时，喂丝速度为2.4 —3 .0 m/min，可以满足实际生产需要。

　 为了尽可能提高合金元素的收得率，保护钢包、包衬，提高可操作性，喂铝丝的深度以(0.60—0.75) H为宜;喂硅钙丝深度以(0.650.75) H为宜。根据我厂钢包的情况，喂铝丝深度应为1.4一1.7 m，喂硅钙丝的深度为1.5一1.7 m.

2 喂丝工艺的实践

2.1喂硅钙丝

　 根据钢中。w[Al]。不同，钙处理可分为轻钙处理和重钙处理。轻钙处理是指对于20# 、Q235B等要求w[Al]s < 0.01%的钢种而言，采用这种钙处理生成的夹杂物为:钙长石(Ca0·Al2O3·2SiO2)和钙黄长石(2Ca0·A1203·2Si02 )，夹杂物熔点较低(1200 ～1400 ℃ )，易上浮，可浇性好，不堵塞水口，热轧时夹杂物易变形。

　 重钙处理是对于34Mn6、32Mn6、BTN/1等w[Al]s>0.015%的钢种而言。重钙处理时，Ca0 ,Al2O3马可能生成CA6、CA2 、CA、, C12A7、, C3 A，最好能生成12Ca0·7Al203,钢水中呈液态，易上浮，不堵塞水口。钙处理后，Al2O3转化成Ca0·A1203的评价指标为W[Ca]/w[Al]>0.14,w[Ca]/w[0]_T=0.7一1.2,见图2。

图2钙处理相图(Ca0 - Si02一A1203 )

2.1.1 钙喂入量与收得率

　 在合金收得率基本稳定的情况下，喂丝量主要取决于喂丝的目的和要求。喂硅钙丝主要是为了改善钢水内在的质量和流动性，因此，应使钢中具有一定的残钙量，以促进钢中A1203 , MnS夹杂的变性。由图3可知，生产34Mn6等钢种，当加钙量在2×10^{一 4}以下时，钢中残钙量几乎随加入的钙量呈直线上升。提高加钙量后，残钙量达到饱和状态，这是由于加钙过多时造成燃烧损失增加，从而使收得率降低。

　　　　　　　　　

图3加入钙与残余钙的关系

2.1.2 钙处理与脱硫、脱氧

　 钙是一种强脱氧剂、脱硫剂。生产实践证明，钢中原始硫含量与脱硫率有关。喂丝前，含硫量高则脱硫率亦高;反之则低。脱硫率随，w[ Ca ]/w[S]比率的变化而上升。当。W[Ca]/w[S] >4时，脱硫率可达40%一50 %(见图4)，同时氧含量也明显降低。近50炉的试验数据表明，平均脱氧率为25 %，最高为38 %。但经过喂丝处理后，钢中氮含量变化不大。

　　　　　　　　　　　　　

图4钙硫比与脱硫关系

2.1.3 钢中夹杂物

　 通过对喂CaSi丝试验钢种取金相试样观察表明，经过钙处理后可有效地防止形成铝镇静钢中的链状氧化物，使MnS、硅酸盐变为含钙的球状夹杂。同时，夹杂数量、尺寸也有显著减少。夹杂物评级一般为0.5一1.0级。

2.2 喂铝线

　 铝是炼钢中最常用的脱氧剂，比重轻、易氧化，难以加入钢中且收得率不稳定。喂铝线可以迅速地将铝插入到钢液深处，从而使绝大部分的铝溶于钢水中，并有效地脱除钢中的溶解氧。其带来的益处是:提高铝的收得率，减少加入量;降低生产成本;稳定收得率，易于控制钢中铝含量。

　 喂铝量=钢水重量×(目标值一残余铝量)/收得率

　 铝的收得率对于不同的钢种其数值不同，它与转炉出钢时钢中的碳含量、硅锰预脱氧情况以及钢中的铝含量有关。一般来说，碳低时，钢中溶解氧含量较高，用于脱氧消耗的铝量较多，收得率低;反之，收得率就高。此外，喂丝速度与合金收得率也有关，见图5。

　　　

图5喂丝速度与合金元素铝收得率关系

　 (1)喂丝工艺是脱硫、脱氧、合金微调和改变钢中夹杂物行之有效的炉外精炼方法。

　 (2)采用喂丝工艺、能够提高易氧化元素铝、钙、稀土等的收得率，降低生产成本，并有较高的经济效益。生产实践证明，铝的收得率可达60%一75%,CaSi收得率可达15%一20 % 。