27十二月2023pm10馬口鐵工藝研究國豐公司馬口鐵自2009年試生產大部分產品采用雙聯工藝，隨著鋼材市場競爭日益激烈，成本壓力逐漸加大，因此第一煉鋼廠于2010年7月進行馬口鐵單、雙聯工藝對比試驗，本文對本次試驗階段成果進行對比分析。前言pm10馬口鐵工藝研究目錄一、裝備條件和工藝路線二、馬口鐵化學成分控制標準三、冶煉工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比五、總結pm10馬口鐵工藝研究一、裝備條件和工藝路線1、裝備條件第一煉鋼廠120噸系統擁有雙工位單噴鈍化鎂脫硫站1座，單包處理能力125噸；120噸頂底復吹轉爐2座；130噸雙工位LF爐兩座；130噸雙工位RH-TOP真空精煉爐1座；2機2流R6.5m板坯連鑄機2臺，中間包容量55噸，澆注斷面180×700～1300mm2。pm10馬口鐵工藝研究

2、馬口鐵工藝簡介原馬口鐵雙聯工藝：脫硫扒渣—轉爐出鋼輕脫氧—LF精煉升溫—RH高氧位進站處理—板坯澆注；雙聯調整工藝：脫硫扒渣—轉爐出鋼輕脫氧—LF精煉脫氧造渣、升溫—RH低氧位進站處理—板坯澆注；經LF單聯工藝：脫硫扒渣—轉爐出鋼脫氧—LF精煉脫氧造渣、升溫、鈣處理—板坯澆注一、裝備條件和工藝路線pm10馬口鐵工藝研究二、馬口鐵化學成分控制標準牌號化學成分%CSiMnPSAlsMRT3-BA0.10±0.015≤0.020.45～0.55≤0.02≤0.0180.010～0.065MRT4-BA0.095±0.015≤0.020.45～0.55≤0.02≤0.0180.010～0.060pm10馬口鐵工藝研究三、冶煉工藝研究隨著采用雙聯工藝（轉爐→LF→RH）和全脫硫鐵水冶煉，溫度控制和P、S超標等問題得到有效控制，但仍有部分問題有待解決。（一）雙聯冶煉工藝路線暴漏出的問題該產品研發初期，為保證鋼水潔凈度，采用了LF+RH精煉，但LF+RH雙聯精煉時，頂渣氧化性強，鋼水二次氧化嚴重無法進行鈣處理對夾雜物變性，鋼水可澆性差。pm10馬口鐵工藝研究三、冶煉工藝研究1、RH鋼水凈循環時間對夾雜物控制的影響

簇狀Al2O3是在鋼中溶解氧含量很高時向鋼液加入足夠量的鋁脫氧生成的，簇狀Al2O3與鋼液間濕潤性很差由鋼液中上浮去除的很快。鋼中存在簇狀Al2O3夾雜物，說明RH終脫氧后鋼水循環時間不足。pm10馬口鐵工藝研究三、冶煉工藝研究2、改渣工藝對水口絮流的影響RH精煉改渣后鋼包渣（FeO+MnO）在3.56～14.45%，氧化性波動較大。精煉結束改渣，由于沒有促進夾雜物上浮的驅動力，產生的Al2O3夾雜部分不能被鋼包渣吸附，存在于鋼渣界面，澆注后期絮流幾率大于澆注前起和中期。采用雙聯澆次澆鑄過程每澆次至少更換三根浸入式水口連澆爐數平均8爐，水口絮流現象嚴重，結晶器液面波動相對較大，中包澆鑄異常降級率接近6%

。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—轉爐終點控制指標

雙聯工藝調整前后對轉爐操作的影響不大，各項指標控制也均比較穩定；LF單聯工藝要求轉爐鋼水出站氧含量控制在50-100ppm，前幾爐鋼到LF精煉氧含量偏高約200ppm左右，致使LF精煉脫氧調整時間長，不利于生產節奏穩定控制和鋼水質量改善，此澆次后續鋼水降低了轉爐出站氧含量，精煉生產較為穩定。工藝終點控制轉爐出站LF進站C%T℃[O]ppmC%Mn%T℃[O]ppm雙聯調整工藝0.0716454370.0630.3441570162LF單聯工藝0.06816524740.070.4131560122pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—單聯LF造渣工藝處理

馬口鐵在精煉造渣中，首先采用在轉爐出鋼時向鋼包配加頂渣,利用鋼水動能及鋼水顯熱將頂渣部分熔化,并進行終渣預脫氧。通過一定強度的吹氬攪拌,確保鋼包渣熔化,減少了在LF加入的渣量,縮短了化渣時間。鋼包到達工位后,加入剩余的石灰、精煉劑、螢石等造渣料,并適當增大氬氣流量。在進行供電前精煉渣已基本形成,加熱造渣期間加入鋁粉、鋁渣球復合脫氧劑，進行渣的脫氧，同時用石灰和螢石來調整渣的堿度、流動性,確保在前期盡快形成白泡沫渣。在鋼水加熱到一定溫度后，加入精煉調渣劑，在溫度高的情況下，調渣劑迅速熔化，發泡，渣層厚度迅速上升，保證了埋弧效果，同時有利于綜合脫氧劑的脫氧效果。單聯工藝加入的頂渣對鋼包內原始渣起到改質及預脫氧的作用，從整體造渣效果來看，單聯渣子氧化性和堿度要遠遠好于雙聯工藝對鋼水的可澆注性也有了相應的保證。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—單聯LF造渣工藝處理

此表主要反應得是單聯、雙聯精煉造渣工藝的差別，從整體造渣效果來看，單聯渣子氧化性和堿度要遠遠好于雙聯工藝。實踐證明,單聯工藝加入的頂渣對鋼包內原始渣起到改質及預脫氧的作用，使LF堿度提高,氧化性降低。調渣劑的加入保證了精煉渣層的厚度，充分促進了鋁粉、鋁渣球綜合脫氧劑的脫氧效果，是鋼水出站的氧化性降低，堿度的提高加大了夾雜物上浮和吸收的幾率，對鋼水的可澆注性也有了相應的保證。工藝工位SiO2CaORMgOFeOAl2O3MnOMnO+FeO單聯LF進站5.7444.687.788.173.7917.651.024.81LF出站5.1659.4711.767.821.0619.280.051.1雙聯LF進站6.9440.785.886.5112.3215.648.8921.21LF出站5.0249.119.7811.763.7221.513.537.25單聯、雙聯工藝進站、出站渣樣的平均值對比pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—鋼水成分的控制

通過單聯和雙聯工藝成分控制的比較，可見單聯工藝成份制相對不定，尤其是C含量偏差較大，主要是用碳粉調C精度較小。今后在調碳時需重點控制，在碳含量微調時可以采取打入碳線的方式來完成，其成分可以控制的更加準確工藝路線C%Si%Mn%P%S%Als%雙聯0.1030.0120.470.0160.0060.033單聯0.0880.0160.4840.0140.0050.033標準（T4）0.08-0.11≤0.020.45-0.55≤0.02≤0.0180.010-0.060單聯、雙聯工藝相比過程成分的控制對比pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—鋼水成分的控制

1、碳元素在LF控制要想使碳含量符合內控成分，在精煉冶煉上就要微調鋼水碳含量，其主要控制措施如下：①降低轉爐出鋼時的碳含量，保證精煉到站碳含量0.08%左右；

②加強鋼包的管理，鋼包內襯使用超低碳透氣磚，降低鋼水侵蝕透氣磚碳含量的上升；

③接滑電極時要做好安全檢查確認，檢查電極接頭處是否存在裂紋，避免因電極的斷裂造成接頭墜入鋼水影響鋼水碳含量；

④做好使用物料成分的檢驗，在加中碳錳鐵時嚴禁因錳含量的調整而影響碳含量。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—鋼水成分的控制

2、硅元素控制對于Si元素，在單聯工藝主要是在精煉完成造渣工作，造渣過程中會有相應的鋁將渣中二氧化硅中的硅置換出來，溶解到鋼水中，便形成硅元素。①鋼水到LF爐進站溫度。鋼水進站溫度過低加熱時間長，長時間置換硅嚴重；②不良包況。非周轉的包的使用，會加大精煉上造渣難度，鋁粉加入量過多時會置換硅嚴重；

③Ca處理方法不當引起回硅。打線時做好線的確認，避免出現線的錯誤而增硅；④爐渣堿度過低引起回硅，堿度過低時渣中SiO2含量偏高，加入鋁粉后會置換硅嚴重；⑤LF爐反復通電引起回硅，電極反復加熱，電極與渣充分接觸，碳硅反應劇烈；⑥鋼包透氣不良。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—精煉Ca處理控制水口絮流的現狀分析

在澆注過程中如果發生鋼水吸氧現象，則鋼中的殘鋁會發生脫氧反應，造成鋼液表面的[Al]濃度下降；并可能會生成少量[FeO]，這些FeO與Al2O3結合為一種鐵鋁尖晶石成分(FeAl2O4熔點1780℃)，粘附到水口內壁上。由于鋁鎮靜鋼有較強的還原性，極易吸收空氣中的氧，發生二次氧化，生成Al2O3夾雜物和FeO，共同造成了水口堵塞。為了防止中間包第一爐發生水口結瘤，采取在大包開澆前向中包內投加鈣鐵粉的處理措施，效果有時并不理想。因為Ca在鋼液中的溶解度很小，1550℃時僅為0.028%，溶解過程受邊界層擴散的限制，在局部達到飽和后，其余的鈣會變為蒸氣蒸發(沸點1460℃)，所以鈣的回收率很難保證。在連澆爐次發生結瘤時，加鈣鐵粉處理更不理想。除上述原因外，中間包內的液態渣還容易將鈣鐵合金包裹，使其難以熔化，所以應該提高精煉過程的鈣處理效果來保證鋼水的可澆注性。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—精煉Ca處理控制確定合理的鈣含量對鋼水成分做統計分析，發現影響塞棒行程的因素只有鈣和鋁兩種成份比較顯著，其它合金元素的影響并不明顯。鋁的含量與塞棒行程呈現弱的正相關性，即鋁含量越高的爐次，越易發生塞棒行程上漲。而鈣呈強負相關，鈣越低行程越易上漲，鈣高則行程下降。對鈣和鋁的相對含量即[Ca]/[Al]比分析，則效應更加明顯，鈣鋁比控制在一定范圍內可避免結瘤現象。若保持塞棒開度穩定，既不發生結瘤也不侵蝕塞棒和水口，鈣鋁比最好控制在0.05～0.08的范圍內?？刂坪线m的鈣鋁比，可以在鋼水發生輕微的二次氧化時，鈣先于鋁發生脫氧反應，對鋼水中的殘鋁有保護作用，減少了Al2O3的生成和鋁的燒損；并且，鈣的脫氧產物能進一步與Al2O3結合為低熔點鋁酸鈣從而保證鋼水的可澆注性。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—連鑄工藝操作過程對比1、澆注溫度控制項目鋼包到平臺出站待澆時間澆注周期中包溫度℃中包溫要溫度溫度溫度度合格

5分10分20分30分率%雙聯最大值1600159416131539156715671574157466.67%MRT3最小值1595159415951321550155015551555

平均值1599159416047371560156115631563雙聯最大值1600159315971943156815681568156757.14%MRT4最小值1585158815681321543154115391535

平均值1591159115839381554155415541547單聯MRT4最大值160016001610164015721571157115650雙聯工藝中包溫度合格率比單聯工藝高，但是工藝改進前期溫度控制不穩定屬于正?，F象。中包澆注溫度高主要原因為LF給溫高，從全工序溫度控制角度看較容易改進。

pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—連鑄工藝操作過程對比2、澆注狀態對比pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—連鑄工藝操作過程對比

2、澆注狀態對比分析1）雙聯工藝從中包開澆，水口就有絮流現象并且呈逐漸上升趨勢；從第三爐以后結晶器液位波動異常概率上升，開口度開始異常上升，被迫采取換水口措施繼續澆注；澆次第四包塞棒開口度開始絮流程度越嚴重，澆注狀態越不穩定。2）單聯澆次結晶器液位波動基本可以控制在正常范圍，并且塞棒開口度呈逐漸下降趨勢，說明水口沒有絮流現象，而是由于鈣處理鋼水侵蝕塞棒與水口導致開口度下降。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—連鑄工藝操作過程對比

本次試生產工藝執行情況及連澆爐數

鋼種采取工藝連澆爐數MRT3-BA雙聯調整工藝9MRT4-BA雙聯調整工藝7MRT4-BA經LF單聯工藝12雙聯工藝澆注狀態差主要原因：連鑄水口絮流造成絮流的根源因素是Al2O3夾雜不斷在水口和塞棒處絮集，澆次前期因絮集物量較少且有一定存儲空間，不會使夾雜物沖下，影響結晶器液位波動，當澆次后期隨著絮集物大量增加，流通量空間不斷減小，此時鋼水靜壓力加大，流速變快，所以會有絮集物沖下從而造成結晶器液位波動異常。單聯工藝澆注狀態好主要原因為：精煉鈣處理pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—產品質量控制對比1、連鑄氧氮控制工藝鋼種中包，ppm鑄坯，ppmONON雙聯工藝MRT3-BA17922.7436.6921.8MRT4-BA15525.5934.723.7綜合167.224.0735.822.68單聯工藝MRT4-BA170.331.835.829.1從中包及鑄坯氧氮情況對比，全氧含量差別不大；氮含量由于單聯工藝不經RH真空脫氣處理，氮含量比雙聯平均升高6.4ppm，屬于指標的正常變化，且均控制在標準要求范圍內。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—產品質量控制對比2、單、雙聯工藝生產熱卷進行金相分析

工藝極值與均值抗拉強度（MPa）屈服點（MPa）伸長率（%）球狀氧化物夾雜級別試樣表面掛渣比例%單聯最大值455390400.516.67最小值41534035平均值43236437.4雙聯最大值440370450.542.86

單雙聯金相檢驗氧化物級別沒有差異，但是雙聯工藝對卷板取樣發現帶有表面掛渣的試樣比例明顯高于單聯。

pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—產品質量控制對比3、成品降級改判原因分析雙聯工藝成品降級改判原因分析單聯工藝成品降級改判原因分析雙聯工藝造成板坯降級的主要因素：結晶器液位波動異常和非正常更換水口，占降級比例的81.82%，此類降級全部是因為水口絮流造成非穩態澆注，為減少下游用戶使用過程產生缺陷概率，所以必須采取降級措施。單聯工藝造成板坯降級的主要因素：成品C低改判1爐占61.54%；燒氧裸澆、頭尾坯、混澆坯占30.76%，成品軋爛降級1根占7.69%（因二級數據傳輸不及時造成），可見單聯降級因素全部為偶然性因素，可以進一步加強控制。pm10馬口鐵工藝研究四、雙聯與單聯工藝操作過程對比—成本控制對比

通過不同工藝成本對比，本次馬口鐵MRT4-BA雙聯工藝調整后成本原工藝（5月份生產MRT4）下降約22元/噸鋼；綜合成本由于單聯工藝去除了鐵水脫S及RH兩道工序，同時單聯連澆爐數提高到12爐中包成本降低明顯比雙聯工藝降低約100元/噸。pm10馬口鐵工藝研究五、總結1、通過這次單聯工藝鈣處理，可以明顯看出中間包水口結瘤是由鋼液中的Al2O3夾雜過高或澆注過程中Al2O3的進一步生成引起。通過穩定精煉過程操作，減少鋼水夾雜物總量是保證鋼水可澆注性的根本