提高LF一连铸钢液温度稳定性的分析与实践

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珠钢150tLF自投产以来，一直以低碳钢为主要生产钢种。投产初期，在操作上缺乏经验，担心大包钢液温度低而重新加热，精炼钢液上台温度控制得偏高，这样导致连浇过程中出现中包钢液温度过高而被迫降低拉速或漏钢的情况，并使产能受到很大影响。随精炼工艺的成熟、电炉冶炼周期的缩短和连铸拉速的提升，则对上台钢液温度的稳定性提出了新的要求。因此，有必要制定合理的精炼上台钢液温度制度，并进行实时监控，加强管理，以稳定钢液温度和降低漏钢率。

1影响钢液温降因素的分析
1.1影响LF钢液温降的因素
1.1.1钢包包衬温度
钢包包衬温度是影响LF钢水温降的主要因素。包衬温度随空包时间的增加而降低。空包开始阶段内表面温降迅速，过一段时间后降速变慢，约50min温降更为平缓。测量数据表明，渣线处温度约低于包底温度100℃；移去加盖保温钢包的包盖后，开始时温降可高达l_8～2℃/min。
　　尽管空包后期钢包内表面仍维持在较高的温度，但其相对钢液温度而言，还有很大的温度梯度。空包时间大于10h以上且经1h烘烤后的钢包出钢钢水温降仍达6℃/min。在精炼初期，氩气搅拌小，钢液的温降主要是钢液与包衬间的热传递所致。
1.1.2钢液镇静温降
钢液镇静温降主要决定于钢包的状况和镇静时间，150t钢包出钢35min后包衬吸热才能达到平衡，150t钢包一般镇静温降为0.5℃/min。
1.1.3吹氩引起的温降
吹氩搅拌过程中氩气吸热对钢液温降的影响很小，统计珠钢150tLF冶炼数据表明，使用旁通大氩气搅拌比小氩气搅拌所产生的钢液温降要大1℃/min
1.1.5渣面辐射散热
研究表明，随渣层厚度的增加，则渣面辐射散热效果下降。由上至下曲线分别是渣厚30，40，50，100，150，200mm时热损失与时间的关系。
1.2中间包内钢水温降影响因素
中间包温降主要受中包内衬蓄热和渣面散热的影响。开浇第1炉的中包温降主要是中间包衬的蓄热所致。如果中间包烘烤不好或大包钢液温度偏低，就很可能导致开浇失败。到浇注中期，中间包包衬蓄热稳定后，中间包钢液温降主要受渣面散热的影响。
2LF投产初期上台钢液状况分析
2.1钢液温降情况
通过对3个钢包1个使用周期(新包上线到下线重新砌包)过程的调查表明，120t和40t时大包钢液平均温降分别为31.6℃和35.6℃，温差为4℃。对于全新钢包或是新渣线钢包，冶炼时间小于60min，浇注时钢液温度下降很快，尤其是烘烤温度不够高的新包，钢液温降下降更快，温差最大达15℃。对不同钢包第1次使用时的温降统计表明平均最大温降为41.7℃。新包与热周转包的温降差值高达10℃。
2.2中间包钢水温降特点
处于中期的正常热周转包，钢液温度基本上呈现出“低—高—低”的规律，但新包钢液温度一般为“高—低—低”，大包在80t时中间包钢液温度最高。在正常情况下，中间包内钢液温度之所以呈现出“低—高—低”的规律，主要是精炼末期因钢液内部的对流换热使钢液温度分层，在连铸台等待连铸开浇时的钢液镇静会加剧温度分层，造成大包底的钢液温度较低。刚开浇时，首先流人中间包的是包底的钢液，由于受中间包包衬吸热的影响，则中间包内钢液温度会较低。随时间的延长，中间包包衬与钢液温度的温度梯度进一步缩小，蓄热量减少；同时，钢包中部温度较高的钢液也逐渐进人中包，中间包钢液温度开始升高。在浇注的同时，钢包内钢液也在通过渣面散热，故浇注后期钢液温度呈下降趋势。对于全新钢包，如果冶炼时间较短或烘烤效果不好，那么在浇注过程中钢包内衬继续大量蓄热，导致大包钢液在进人中间包前就已降低了很多，到中间包后钢液就呈现“高—低—低”的趋势。使用新钢包时的这种降温规律对浇注很不利，如果连铸时的钢液温度不够高，就会使其温度低至停浇温度而严重扰乱生产秩序。
2.3中间包钢液过热度
投产初期，由于没有相关的上台温度制度可参考，操作中为避免中包钢水温度低而提前终止浇注，不是实时根据钢包状态和精炼节奏来调节上台温度，而是有意提高上台温度，则导致中间包钢液过热度通常在30～40℃，从而引起了一些炉次因钢液温度过高而漏钢、被迫停浇或降低拉速，这些都不利于连铸的顺利进行。
3改进措施和LF温度控制现状
3.1工艺改进措施
为提高上台钢水温度的稳定性和减少温度波动对连铸的不良影响，根据调查得到的大包钢液温降特点和中间包过热度过高的情况，制定了合适的钢液上台温度制度，且针对全新包、新渣线、冷包等异常情况给出了特殊规定。
3.2其他管理措施
其他管理措施包括：①加强钢包烘烤制度管理，尤其是对新包等非正常周转包的管理；根据生产组织合理安排周转包个数，缩短钢包周转时间；钢包长时间空置的加盖保温、短时间等待的在线烘烤等。②钢包区域制作了钢包状态流转记录单，列明了钢包包衬寿命、吹扫时间、钢包红热状态、出钢温度等项目，使精炼操作工及时有效地掌握钢包状态，便于更准确地进行过程温度控制和调整上台温度，其具体流转过程为钢包—电炉—精炼。
3.3LF钢水温度控制效果
采用现行温度控制制度和其他管理措施后取得了明显的控制效果：①中间包钢液过热度由原来的30～40℃下降到现在的20～30℃；②测得120t和40t时大包钢液平均温差由原来的4℃降为2℃，中间包钢液温度更加稳定；
4结语
通过制定合理的LF上台温度控制工艺措施、加强钢包管理、投入连铸状态实时监控系统，可提高中包钢液温度的稳定性，降低中间包钢液过热度，提升连铸拉速，减少漏钢几率。