· 6 · 1994 年第 l 7 卷第 3 期 5 攀钢连铸钢水氧含量及酸 溶铝含量调查分析 钢 研 院 。‘ 0 、 兰 ’ 玉 洪 77 7 ~’ f J 对擎钢连铸锕术氧含量及酸溶铝古量进行了测定 。应用数理统计方法 , 分析转炉铜术脱氧后 影响钢中氧活度及酸溶铝古量的因素, 得 出扼在生产 中应用的回归方程。并从理论上计算 了擎钢 连铸钢种酸溶铝古量控嗣 的最低值。 前 言逶 铭 奸 j( 笆 连铸工艺对钢水 成分的要求和对温度要 求一样严 格 , 各连浇炉 次钢液 成分要求稳定 . 如攀钢连 铸要求钢水 主要成分波动范围不大 子 下 列 值 : [ c ] 土 0.O1 , [ s i] 土 0.02 , EM n] 士0. 03 。 这就要求炼钢车问必须控制 好 转炉冶炼 钢水 的终 点成分 . 做好钢水 脱氧 及 合金 化工作 。只有使钢液脱氧后的氧含量 及酸溶 铝含量有 一个 较稳定 的合适 范围 , 才 可保证各合金元素在钢水中的收得率趋于稳 定 . 这样 才有 可能使各 连 浇炉 次 的钢 掘成 分 波动控制在要求 的范围内 。 时 , 钢中酸 溶铝 含量 及氧含 量不 但 影 响连 铸工 艺 操作 的顺 ’ 行 . 而 且还直接 影 响到钢 坯的表面质 量和 内 都质量, 必须设法加以控制。因此 . 为使攀铜 连铸能顺利投产 , 对攀钢连铸钢水氧含量和 酸 溶铝含 量进行调查 和监测是 十分必要 的 1调 查方法 调查 采用现 场实际测定法 。钢水氧含量 测定装置采用美国“Celox I ” 公司生产的定 氧探头 以及 Celox lab 定氧仪表系统 。 测定 点 设在转炉炉后 小平台, 每炉测定两次. 第一 次在钢水 喂丝 吹氩 之前 , 第二 次在钢水 喂 丝 吹氩之后 。 酸溶铝试样 取 自成 品钢样 的副 样 , 以便 于与钢水其 它成分 作比较。酸 溶铝化验采用 光谱法 。 所有相关参数均 取 自所测 定炉 次钢 厂检 查站 的原始记录 。温度数 据采用美 国定 氧探 头测定时的数值。 、 。 , 2謦 2。 1张 模 铸低碳 镇静钢钢水 氧及 酸 溶铝 含量 2. 1. 1 对 于攀钢 模铸钢 冶炼终点 钢水 氧活度 , 文献[1] 曾作过大量系统的调查测定 . 利用效 理统计方法对所测数据进行多元 回归分析并 找 到 了影 响攀钢 转 炉 吹炼 终点 钢水 氧 活 度 ( q ∞*) 值 的主 要 因 素 , 其 排列顺 序是 : 终 点 碳 (c * )含量、 终点锰(Mn* )含量、 终点温度 (墙) 和终渣氧化铁 ( FeO) *含量 。 其 中终点碳 含量起决定性作用 。 由文献 [ 1) 数据 统计 得表 1, 2。 由表 1. 2 可看 出 . 攀 钢冶炼 低碳 镇静钢 时. 终点钢水氧活度大约在 550~ g50ppm 范 国内波动, 随终点碳含量降低而升高。 冶炼连 铸钢 时 , 由于 终 点温 度需 要 提 高 到 1600~ 1700"C , 估 计终 点氧活度 在相 同含 碳 量范 围 内将会有所提 高 。 2. 1. 2模铸钢水脱氧后钢包内氧活度 1992 年 连 肄相 关 技术 试验期 间测 定 数据见表 3。 用表 3 数据 进 行 回归 分析 得 到 下列 ‘ 程 : _ 。 ]: = 29· 93- - 66· 14Lc 上 n= 8 r = 0. 51< ro— s = o. 707 A ls= 4-23X 10一一1. 88× 10 n= 8 r = 0. 201< r( 一 s 一0. 707‘ 两方 程相关 系数均 未达到显著相关的起 码值 , 说明钢水氧含量及酸溶铝含量主要与 终点 钢水 氧含 量 [0]2 维普资讯 http://www.cqvip.com 攀 钢 技 术 · 7 · _ 、 脱氧效果有关而与钢包内钢汞成分 系 。 2. 1. 3不 同脱氧 方 法钢 中酸溶 铝 含量 明显关 调查 ( 1) 铝块脱氧 用铝块脱氧时钢 中酸溶铝含量见表 4。 衰l 审 甍 j匿 翮 钢木缚点氲i舌 度 注, 分 子 为墟 动范围 , 分母 为 平均值(以 下 几 个毒 相同 ) 衰 2碳含量 与氲 活 度 的关 系 注 Ec ] 2_[Mn] , [si] ·A ls 古量为成品钢掸分析值.a[o]2 及[ 为钢包吹 Ar 后实际测定的氧活度及温度值 表 4 中数 据说 明 . 加铝块脱氧 , 不管哪个 钢种 , 钢中酸溶铝含量及钢 围均较大 。 由于纯 铝块 比重较轻 , 易浮于钢液 面或炉渣面上 , 脱 氧操作较难控制 。 (2) 硅铝铁脱 氧 铝收率波动范 硅 铝铁 脱氧 结果见表 5。数据表 明, 硅 铝 铁脱氧时钢中酸溶铝含量及铝收率均 较低. 但 波动范 围 比铝块 脱氧时 小 , 硅 铝铁 比重较 大 . 与钢水 作用较完全 , 操作也较易控制 。统 计 分析得到 的回归方程为 : 维普资讯 http://www.cqvip.com ·8 · 1994 年第 17 卷第 3 期 一3. 554-4. 78[ C3I n = 16 ,r =上式表明铝收率与终点碳含量有极好的相关 关系 。 可 以利用上述 回归式 , 由终点钢水碳含 量预算铝收得率而计算硅铝铁加入量, 使脱 氧操作及酸 溶铝含量控制 更方便。 (3) P】 脱氧剂顶脱氧后钢包喂铝丝 出锕过程加 P 脱氧剂j雯脱氧后 , 钢包 吹 0. 7 7> c 2) _ 一 0 . 62 3 氩 . 喂铝丝的脱氧工艺酸溶铝含量调查结果 见表 6。表 6 数据说 明 , 该法铝收得率可太 幅 度 提高 , 钢 中酸溶 铝含 量可以控制在较 小 的 范围 , 是值 得推广的脱氧方式 。 2. #连铸钢水氧含量及酸溶铝含量调 查 2. 2. 1测定条件及结果 连 铸钢水 氧含量 及酸溶铝含量调查测定 表 ‘铝块脱■ 钢中酸溶铝吉量 钢种 垆藏 终点磺 c# . P2 聪氯荆 , kg/ 垆喂A l 量 , / 垆 Ab M, 1993 年在炼 钢厂进行 。测定 条件 是 : ① 转炉 冶炼 采 用低 硫 半钢 加提 温剂 的 步 渣炼 钢 工 艺 ; ② 钢 包脱 氧 采 用 P 脱氧 剂 预脱 氧 后 喂 Al 丝工艺}⑧使用红包出钢及钢包底删 c氩 操作 。调查测定结果 如图 1~6 及表 7 所示 。 从表 7 及各图可以看出, 喂丝吹氩前钢包铺 维普资讯 http://www.cqvip.com 擎 钢 技 术 · 9 · 水温 度 平均 达 到 1658. 4 ℃ , 喂 丝 吹氩 后 温 度平均值为1640. 8℃。 吹氩前后平均温 降 l 7. 6" C , 波动范围 1~35℃, 说明吹氩工艺及 钢包烘烤 程度有 差别 , 钢包 散热 损失程度 不 一。 由于 连 铸 钢 水 温 度 比模 铸 时 高 40~ 60℃, 因此 钢水 脱 氧后的 氧含量 也 比模铸 钢 水要高, 并且钢中氧活度变化范围也较大, 喂 丝前为 36. 6~ 122ppm, 平均值为 74. 7ppm} 喂丝后平均 为 35. 5ppm, 喂铝丝 后锕 中氧活 度降 低 39. 2ppm , 波 动 范 围为 10. 1~98. 8 ppm 。 平均 每炉每 喂l kg铝丝可 降低钢 中氧活 度 1. 64ppm 。 钢 中 酸溶 铝含 量 渡 动范 围不 大 , 90 炉 次 的酸 溶 铝 含量 在 0. 0025 0. 004%的 控制 范围以内 , 只有扳个别炉次含 量偏高。 这说明预脱氧后喂铝丝的脱氧方法, 在连续 铸钢生产中是可取的 。 为 了解钢液在镇静过程 中温度及氧活度 的变 化 , 在 吹氩 后 的镇 静时 间里进行 了几 次 测定 , 结果 见表 8。由表 8 可见 , 钢液 在镇静 时间里温度是降低的。随温度降低氧在钢液 中的溶解 度降低 , 钢水脱氧过程 继续进行 , 氧 活度值 降低 。可 以推 断在连铸 中间包 内挠注 时, 如果二 次氧化控 制得 好 , 钢水氧活度将大 大低于钢包内的氧活度值 。 2. 2. 2钢渡 氧含量 及酸 溶铝含 量相 关 因素分 析 ~ * 鼍 图 1喂丝吹氲前锕包温度分布 图 2喂丝吹氲后锕包温度分布 图 3喂丝吹氲前氧活度分布 ( 1)影 畸钢液氧含量 的因素 由测定数据回归分析得到下列方程 。 af0]1= 一1149. 72—1. 52[C*] + 0. 658 [ ] + 62. 8QPl 剩余标准差 s = 22. 47 复相关系数 R = 0. 628 方 程显著性 检验统计量 F ㈨ 。 )= 5. 201 回归系数显著性 检验统 计量 F : 。 , 值分 别 为: [C肆 ] 1. 584{[ 鸯 ] 3. 949IQPl 7. 519。 查 F 分 布表 比较得 : F (a/ 24 = 5. 2 01> F c 日 1) = 4. 73 1 F (1 , , Q p1 7. 519> F c 。 5 )一 4. 255 维普资讯 http://www.cqvip.com · 10 · 1994 年第 1 7 卷第 3 期 [ [c ] 1. 584< F mI)一2. 899 可见该 回归方程有高显著性 。各因素对 回 归 方 程 影 响 大 小 顺 序 为 QP- > [ [C* ] 。 亦 即对钢包 内氧活度影响最大 的因素 是顼脱氧剂 P 加入量 Q , 其次是 出钢温度 [ ] , 而 终点碳 [ C*] 含量 对 回归方 程影 响最 小 , 可以忽略。 钢水 喂丝 吹氲后氧活度 a[oJ. 的影响 因素 如下列方 程表示 : 。 ∞]2—56. 82+ 0. oo78[t. ] - - 75. 6QAl ) 3. 949> F “ . )一 2. 899 ] > 50 { 0 3 0 20 1 0 0 一 35 3ppm ●_____—— ] r] 图 4喂 丝吹 氩后 氧活度 分布 图·5酸溶 铝古t 分布 衰 7连 铸辋 水曩 含 量殛酸涫 铝 含量 图 6铝 收得率 分布 剩余标准差 复相 关系数 R 一0. 456 方程显著性检验统计量 F m 一3_29 回归系数显著性 检验统计量 F 为 : Q^ 1 4. 749.It1] 1. 222。 查 F 分布表 比较 得 : 一11. 5l 分 别 F (2/ 25】 一 3.29> F w. 1 ) = 2 - 53 F (1 / 2 5)Q 749> F ~ o 5 )一4· 167 Ct I)1. 222< F 。10) 可见, 方程具有一般显著性相关。 各因素 对 回归方 程影响大小顺 序 为: Q > [} ) 。亦 即对喂丝 吹氲后钢液氧活度影响的主要 因素 维普资讯 http://www.cqvip.com 攀 钢 技 术 衰 8不 同镇 静 时问 钢液 沮度 及■ 活 度 为 锕包喂 铝丝 量 Q 影 响可 以忽略。而 Q 与 a[o 。 的单元 回归方 程为 : a ro3. = 46, 54— 81.15Q ^I 钢 包内锕水温度 ] 的 n =28 r = 0 , 4 71 5>r I 一 2)5 一 0 . 374 方程 显著相关 。其 图形 如 图 7 所示 。 Q - , t 锕 图 7粳 铝量 与氧 活度 的关 系 (2) 影响钢 中酸溶 铝含 量的 因素 用 钢包 吹 A r 后 的钢液温度[ ] , 氧活 度 a ro3: . 钢包 喂铝 丝量 Q 作 变 量 的多 元 回 归 , 得 如下 回归方 程 : A 1 s J .037 × 10一 + 8.03 × 10一 Q ^【 一 0 ~ 0~ 一 一? , 4 × 10 a co3~ 莉 M 复相关杀数 方程 显著性检验统 纠量 . F 回归 系数显著 性 检驻统 计量 F m. 值 分 别为 : Q 7. 409{ ] 0. 098; 查 F 分 布表 比较 得 : 、 ( 10 一 4 : . , = 4, 371 ¨ 0]2 1. 159。 F ( o5) =3 .01 1 <F ( ) 一 4.●? l <F c o 01) = 4.73 1 F (口 -o5 , 一 4. 255 < Q ^I 7. 409 < F c 。o” = 7. 692 [ ] 0. 098< F ( I。 ]= 2. 89 口-0 1. 15 9 <可见, 回归方程具有较高显著性。