摘要：分析了炼钢T序钢水成分控制命中率低的原因，运用系统控制，在铁水预处理、转炉、LF生产工序采用新技术来优化炼钢工序控制，以提高钢水成分命中率，确保薄板坯连铸生产。取得了改善质量，降低消耗，释放产能等显著效益。
马鞍山钢股份有限公司第一钢轧总厂(以下简称马钢一钢轧)有铁水脱硫站、120 t转炉、LF各两座，所炼钢水供两条薄板坯生产线，年产量250万t，主要钢种是低碳、低磷、低硫的优质品种钢。2004年正式投产后，每月都有数十次钢水成分不合格的质量问题，主要是碳、磷、硫超标和温度波动造成连铸拒浇而回炉，损失巨大，一度成为制约生产的瓶颈，2005年以来，通过系统控制炼钢工序并采用新技术和措施，优化铁水脱硫、转炉炼钢、LF精炼工序控制，提高终点成分命中率，确保和稳定薄板坯生产，取得了显著的经济效益。
1 工艺流程与工序特点
1.1 工艺流程
马钢一钢轧工艺流程为：铁水倒罐一铁水预处理一转炉顶底复吹一吹氩+LF精炼一薄板坯连铸。
1.2 工序特点
铁水预处理：采用单喷颗粒镁和复合喷吹2种脱硫工艺，脱硫能力强，可将铁水中硫处理至ω(S)≤0.005%，甚至0.002%，关键操作要求扒渣干净。优化目标是在规定时间内，把铁水中硫降下来并扒渣干净，同时减小铁损与温降。
顶底复吹转炉：脱碳、脱磷能力强，升温快，但脱硫率低，特别是在冶炼低碳、低磷、低硫优质钢时，人工经验控制一次终点命中率低，不倒炉直接出钢只有30%左右，需要多次取样测温补吹，才能命中出钢，造成冶炼时间长，钢巾氧质量分数极不稳定，可达0.10%以上，吹损大消耗高;并且转炉出钢挡渣效果不理想，部分炉次下渣量大。优化目标是提高转炉终点一次命中率和挡渣效果，缩短转炉冶炼周期，为下道工序操作创造条件，是稳定生产的基础。
吹氩+LF精炼：脱氧、脱硫、去夹杂和调温功能强，但若操作不当或下渣严重易造成钢水增碳、增氮、回磷等质量问题和消耗增加。优化目标是确保成分合格，温度稳定，质量优良的钢水供薄板坯连铸，是提高钢质量的关键工序。各工序的主要功能及特点见表1。
2影响生产的原因分析
2004年8月至2005年7月铁水预处理、转炉、LF的各种问题导致连铸断浇，造成钢水回炉32198 t的原因见表4。
由表4可知，C、P、S超标占73.3%是影响生产的主要原因，也说明铁水预处理、转炉、LF各工序保障能力需极待加强。
(1)钢水在LF出站时，ω(S)>0.010%被拒浇有58次。其中：①转炉终点命中率低，多次补吹，冶炼时间长，钢水紧张，造成在LF没有足够时间进行操作有24次;②转炉终点ω(S)=0.015%～0.030%，但下渣严重，造成在LF造渣困难，还引起回磷超标有18次;③转炉出钢终点硫偏高(硼(S)>0.030%)有12次，在LF无足够时间多次造渣脱硫，④另有4次因LF本身操作不当影响生产。
(2)钢水出站时，硼(P)>0.025%被拒浇回炉有49次，其中：①转炉命中率低，出钢锄(P)>0.018%，温度高，碱度低，时间紧被迫侥幸出钢有9次;②转炉出钢硼(P)≤0.012%，但下渣严重，在LF精炼造成回磷超标有10次;③由于钢水中硫高，在I.F精炼时间长，反复造渣，造成回磷超标有23次;④转炉、LF所用造渣料质量差，易造成回磷超标有7次。
(3)出站钢水碳质量分数大于或接近0.07%被拒浇有36次，其中：①转炉命中率低，终点压枪不够，时间不足有11次;②出钢温度低，生铁冷料未化，出钢过程增碳，造成碳高有12次;③在LF因脱氧、脱硫时间长，操作不当，电极增碳，造成钢水碳超标有9次;④炉后所加材料混有碳粉，造成碳超标有4次。
(4)出站温度未达到1 580±5℃范围的有24次，其中：①钢包蓄热度不够，温降大有8次;②由于时间紧张来不及调温，要求被迫上台有12次;③测温系统不统一，误差大或出站温度无代表性有4次。
(5)设备故障不能及时处理，影响钢水供应，和开浇不自动引流及吹氩不良等其它原因有28次。
3优化和技术措施
3.1 优化脱硫操作
首先分析铁水脱硫后，钢中硫的来源分布比例，假定铁水脱硫目标为ω(S)≤0.008%，扒渣后残余渣量800 kg，铁水、废钢、及加入转炉造渣料的各自含硫量如表5。
由表5可知，钢中硫主要来源：铁水、生铁、铁水渣，占总硫量69.31%，应采取如下脱硫措施。
(1)充分发挥铁水脱硫的作用，优化喷吹参数，减少喷溅，喷吹速率控制在6～8 kg/min，终点硫目标设定在ω(S)≤0.008%。
(2)若铁水带渣量大，应扒渣一脱硫一再扒渣，并使用凝渣剂提高扒渣效果，要求扒渣十净铁水亮面大于80%，铁损小于
22 kg/t，温降小于25℃，时间小于23 min。
(3)加强废钢检验，按硫含量高低，合理搭配废钢，并要求生铁量小于8 t/炉。
(4)转炉终渣要求R为3.2--一3.5，出钢温度1620～1640℃，出钢过程加入合成渣，起到部分渣洗脱硫作用。
(5)要求所有石灰等造渣料符合标准且稳定，减少造渣料带人硫含量。
总的原则是要求以提高铁水脱硫效率为主，严格控制含硫高的炉料加入量，转炉脱硫为辅，确保转炉出钢ω(S)≤0.018%的目标，减轻LF脱硫负荷，LF以提高钢质为主要目标。
3.2 应用烟气分析动态控制炼钢技术，提高转炉终点命中率
为提高转炉终点命中率，采用烟气分析动态控制炼钢技术，变经验炼钢为自动化炼钢，2004年10月马钢一钢轧在120 t转炉上引进奥钢联烟气分析(L()MAS)进行全程动态控制炼钢技术，并结合马钢一钢轧实际情况对该技术进行了消化和进一步开发，实现了在转炉吹炼时全程快速分析炉气成分(1.5 s)，根据炉气变化情况动态计算脱碳速率和钢水C含量，特别冶炼低碳钢时，在吹炼末期炉内C_()反应趋于平衡后。动态计算、校正熔池温度，准确预报吹炼终点熔池的碳、温度值。模利根据动态计算、预报终点的 [c]、t并结合转炉烟气变化曲线确定吹炼终点并自动提枪结束吹炼，实现转炉不倒炉直接出钢的自动化炼钢技术[1]。通过应用烟气分析动态控制炼钢技术冶炼低碳钢终点控制情况为：7.0(C)≤0.05%的合格率为94.3%;t=1 620～1 640℃的合格率为93.2%;ω(P)≤0.012%的合格率为100%。
采用烟气分析数字化全过程动态控制后，炼钢工可以直观地了解到炉内的冶金反应情况，特别是对冶炼末期钢水碳含量和温度变化可以从数字化曲线上得知，转炉补吹率逐渐下降，已由模型投用以前的90%降低剑目前7.4%，实现不倒炉直接出钢，冶炼周期从38 min缩短至31 min，释放了转炉潜能，防止钢水过吹，使终点钢水氧活度由平均758X 10咱下降到535X 10～，降低了223X10～，也使转炉脱氧后Al。质量分数由原先波动在0.005%～0.130%到稳定在0.015%～0.070%的范围。
对转炉出钢挡渣采用双挡渣法，使用地面挡渣机和挡渣棒，并定期更换出钢口和提高转炉快速抬炉速度(1 s即可达1.0 r/min)，确保下渣量控制在3 kg/t之内，为下道工序创造条件。
3.3 LF实行标准化操作，确保精炼钢水成分和质量
由于铁水预处理和转炉工序的优化，使初炼钢水成分合格率达到92%以上(协(C)≤o.05%，训(P)≤0.012%，加(S)≤0.018%，硼(Al。)=0.015%～o.070%，氩前￡≥1 580℃，下渣量小于3 kg/t)，保证有35 rain精炼时间，使之由原先忙于脱氧、造还原渣脱硫、升温转到控制增碳、增氮、回磷、去夹杂物等稳定操作提高质量和降低消耗上来，在此基础上，采用如下优化技术措施：
(1)钢包水口使用铬质引流沙，保自动引流开浇成功率大于98%。
(2)改造氩气底吹系统，钢包设有2个透气砖，氩气总管压力为1.4 MPa，氩气管道流量(标态)调节范围在O～1(×x)I./min，在氩气调节阀附近安装了1个旁通管道，流量范围0～150 L/h，由手动控制改为数字精确控制，来满足工艺要求。
(3)实行翻渣操作，即把铸台卜刚浇完留余的精炼渣和剩余钢水翻入待精炼的钢罐内来再次利用，对加速化渣提高脱氧脱硫效率，加快精炼节奏，降低消耗和提高钢水收得率极为有利。
(4)采用的CaO-A12O3-SiO2(ω(A1)=10%，ω(Si(五)≤10%)精炼渣系具有低熔点、低氧化性和很好的流动性，吸附钢中夹杂物能力强等优点，有利降低钢中氧含量，并具有很好的脱硫效果[2]。
(5)对钢液喂钙线处理，使ω(Ca)/ω(A1)= 0.08～0.12，即夹杂物变性处理使铝镇静钢中同体串链A12O3夹杂物转变为液态钙铝酸盐夹杂物[3]。
(6)在不同精炼时期控制好底吹氩量，出钢过程吹氩流量在150～200L/min，电弧加热过程采用大渣量埋弧加热小氲量搅拌，吹氲流量在80～150L/min，炉内保持微正压，不露钢液面。阻止钢液与空气接触，待温度升至日标温度后，再采用大氩气流量250～400 L/min进行合金化及脱氧脱硫。控制钢水增碳、增氮.精炼后期采用小流量软搅拌80～150 L/min，净搅时间大于8 min，促使夹杂物聚集长大，以利于排除夹杂物。
(7)加强保护浇注，防止二次氧化。
采取以上措施后，出站钢水成分控制精确且钢液质量大幅提高：ω(C)≤0.06%;△ω(Si)=±0.02%;△ω(Mn)=±0.02%;△ω(C)≤0.005 %;平均ω(S)=0.006 %;钢水处理结束平均ω(T。O)=38 X 10-6，ω(N)=28×106 6。
3.4推行作业长制，提高工序保障能力
(1)从管理上推行作业长制。加强生产指挥协调，按“权力委让、工序服从、横向协作、自我了结”组织生产。
(2)加强设备维护，推行设备点检定修制，每旬安排8 h所有生产设备停产检修，保证设备始终状态良好。
(3)实行精料方针，严把原辅材料检查验收关，为炼钢生产创造良好条件。
(4)提高岗位操作技术水平，举行操作技术表演赛，推广优秀操作法。
4效果
采取优化T序控制及其技术措施后，统计2005年10月至2006年9月冶炼各工序导致连铸断浇造成钢水回炉11880 t的原因见表6，产量和质量情况见表7。
5结语
通过分析钢水成分控制命中率低的原因，针对铁水脱硫、转炉炼钢、LF精炼工艺特点，采用新技术和措施，优化工序控制，提高了终点钢水成分命中率和钢的内在质量，提高了薄板坯生产的水平。
[参考文献]
[1]吴明，梅忠.转炉烟气分析动态控制炼钢技术[J].冶金设备。2006。(4)：71—72.
[2]冯军，陈伟庆.提高低碳钢洁净度的冶炼工艺研究口].炼钢，2005，(6)：41—43.
[3]徐徽，王雪峰.I。FV钢包精炼炉生产操作实践EJ].炼钢，2005，(5)：15—16.
