提高一連鑄鋼液溫度穩定性的分析與實踐
珠鋼150tLF自投產以來，一直以低碳鋼為主要生產鋼種。投產初期，在操作上缺乏經驗，擔心大包鋼液溫度低而重新加熱，精煉鋼液上臺溫度控制得偏高，這樣導致連澆過程中出現中包鋼液溫度過高而被迫降低拉速或漏鋼的情況，并使產能受到很大影響。隨精煉工藝的成熟、電爐冶煉周期的縮短和連鑄拉速的提升，則對上臺鋼液溫度的穩定性提出了新的要求。因此，有必要制定合理的精煉上臺鋼液溫度制度，并進行實時監控，加強管理，以穩定鋼液溫度和降低漏鋼率。
1影響鋼液溫降因素的分析
1.1影響LF鋼液溫降的因素
1.1.1鋼包包襯溫度
鋼包包襯溫度是影響LF鋼水溫降的主要因素。包襯溫度隨空包時間的增加而降低。空包開始階段內表面溫降迅速，過一段時間后降速變慢，約50min溫降更為平緩。測量數據表明，渣線處溫度約低于包底溫度100℃；移去加蓋保溫鋼包的包蓋后，開始時溫降可高達l_8～2℃/min。
盡管空包后期鋼包內表面仍維持在較高的溫度，但其相對鋼液溫度而言，還有很大的溫度梯度。空包時間大于10h以上且經1h烘烤后的鋼包出鋼鋼水溫降仍達6℃/min。在精煉初期，氬氣攪拌小，鋼液的溫降主要是鋼液與包襯間的熱傳遞所致。
1.1.2鋼液鎮靜溫降
鋼液鎮靜溫降主要決定于鋼包的狀況和鎮靜時間，150t鋼包出鋼35min后包襯吸熱才能達到平衡，150t鋼包一般鎮靜溫降為0.5℃/min。
1.1.3吹氬引起的溫降
吹氬攪拌過程中氬氣吸熱對鋼液溫降的影響很小，統計珠鋼150tLF冶煉數據表明，使用旁通大氬氣攪拌比小氬氣攪拌所產生的鋼液溫降要大1℃/min
1.1.5渣面輻射散熱
研究表明，隨渣層厚度的增加，則渣面輻射散熱效果下降。由上至下曲線分別是渣厚30，40，50，100，150，200mm時熱損失與時間的關系。
1.2中間包內鋼水溫降影響因素
中間包溫降主要受中包內襯蓄熱和渣面散熱的影響。開澆第1爐的中包溫降主要是中間包襯的蓄熱所致。如果中間包烘烤不好或大包鋼液溫度偏低，就很可能導致開澆失敗。到澆注中期，中間包包襯蓄熱穩定后，中間包鋼液溫降主要受渣面散熱的影響。
2 LF投產初期上臺鋼液狀況分析
2.1鋼液溫降情況
通過對3個鋼包1個使用周期(新包上線到下線重新砌包)過程的調查表明，120t和40t時大包鋼液平均溫降分別為31.6℃和35.6℃，溫差為4℃。對于全新鋼包或是新渣線鋼包，冶煉時間小于60min，澆注時鋼液溫度下降很快，尤其是烘烤溫度不夠高的新包，鋼液溫降下降更快，溫差最大達15℃。對不同鋼包第1次使用時的溫降統計表明平均最大溫降為41.7℃。新包與熱周轉包的溫降差值高達10℃。
2.2中間包鋼水溫降特點
處于中期的正常熱周轉包，鋼液溫度基本上呈現低—高—低”的規律，但新包鋼液溫度一般為“高—低—低”，大包在80t時中間包鋼液溫度最高。在正常情況下，中間包內鋼液溫度之所以呈現出“低—高—低”的規律，主要是精煉末期因鋼液內部的對流換熱使鋼液溫度分層，在連鑄臺等待連鑄開澆時的鋼液鎮靜會加劇溫度分層，造成大包底的鋼液溫度較低。剛開澆時，首先流人中間包的是包底的鋼液，由于受中間包包襯吸熱的影響，則中間包內鋼液溫度會較低。隨時間的延長，中間包包襯與鋼液溫度的溫度梯度進一步縮小，蓄熱量減少；同時，鋼包中部溫度較高的鋼液也逐漸進人中包，中間包鋼液溫度開始升高。在澆注的同時，鋼包內鋼液也在通過渣面散熱，故澆注后期鋼液溫度呈下降趨勢。對于全新鋼包，如果冶煉時間較短或烘烤效果不好，那么在澆注過程中鋼包內襯繼續大量蓄熱，導致大包鋼液在進人中間包前就已降低了很多，到中間包后鋼液就呈現“高—低—低”的趨勢。使用新鋼包時的這種降溫規律對澆注很不利，如果連鑄時的鋼液溫度不夠高，就會使其溫度低至停澆溫度而嚴重擾亂生產秩序。
2.3中間包鋼液過熱度
投產初期，由于沒有相關的上臺溫度制度可參考，操作中為避免中包鋼水溫度低而提前終止澆注，不是實時根據鋼包狀態和精煉節奏來調節上臺溫度，而是有意提高上臺溫度，則導致中間包鋼液過熱度通常在30～40℃，從而引起了一些爐次因鋼液溫度過高而漏鋼、被迫停澆或降低拉速，這些都不利于連鑄的順利進行。
3改進措施和LF溫度控制現狀
3.1工藝改進措施
為提高上臺鋼水溫度的穩定性和減少溫度波動對連鑄的不良影響，根據調查得到的大包鋼液溫降特點和中間包過熱度過高的情況，制定了合適的鋼液上臺溫度制度，且針對全新包、新渣線、冷包等異常情況給出了特殊規定。
3.2其他管理措施
其他管理措施包括：①加強鋼包烘烤制度管理，尤其是對新包等非正常周轉包的管理；根據生產組織合理安排周轉包個數，縮短鋼包周轉時間；鋼包長時間空置的加蓋保溫、短時間等待的在線烘烤等。②鋼包區域制作了鋼包狀態流轉記錄單，列明了鋼包包襯壽命、吹掃時間、鋼包紅熱狀態、出鋼溫度等項目，使精煉操作工及時有效地掌握鋼包狀態，便于更準確地進行過程溫度控制和調整上臺溫度，其具體流轉過程為鋼包—電爐—精煉。
3.3LF鋼水溫度控制效果
采用現行溫度控制制度和其他管理措施后取得了明顯的控制效果：①中間包鋼液過熱度由原來的30～40℃下降到現在的20～30℃；②測得120t和40t時大包鋼液平均溫差由原來的4℃降為2℃，中間包鋼液溫度更加穩定；
4結語
通過制定合理的LF上臺溫度控制工藝措施、加強鋼包管理、投入連鑄狀態實時監控系統，可提高中包鋼液溫度的穩定性，降低中間包鋼液過熱度，提升連鑄拉速，減少漏鋼幾率。