轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠爐外精煉工藝的選擇

轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠爐外精煉工藝的選擇

美國諾克斯-奔馳工廠建成后的十多年里，薄板結(jié)構(gòu)連鑄連綿帶的生產(chǎn)技術(shù)迅速發(fā)展。除了產(chǎn)量顯著增加外，品種質(zhì)量也顯著提高。目前，傳統(tǒng)的連鑄-熱連續(xù)式制造技術(shù)可以生產(chǎn)大多數(shù)淡水鋼板。在生產(chǎn)超薄規(guī)格熱軋板方面,薄板坯連鑄連軋還具有傳統(tǒng)工藝不可相比的優(yōu)勢。國外最初采用薄板坯連鑄連軋的絕大多數(shù)為電爐鋼廠,如美國、意大利、墨西哥等國的薄板坯連鑄連軋鋼廠。由于絕大多數(shù)電爐鋼廠采用鋼包爐(LF)爐外精煉工藝,因此,最初的薄板坯連鑄鋼廠也均采用了LF爐外精煉工藝,并逐步演變成為薄板坯連鑄鋼廠的典型爐外精煉工藝配置。近年來薄板坯連鑄連軋在中國發(fā)展非?？?目前已建成條生產(chǎn)線近期還將有條生產(chǎn)線投產(chǎn)與國外主要為電爐鋼廠采用薄板坯連鑄所不同,國內(nèi)已投產(chǎn)或即將投產(chǎn)的14條生產(chǎn)線中,除珠江鋼廠之外,其他13家企業(yè)均為轉(zhuǎn)爐鋼廠,其中一些鋼廠還采用或?qū)⒁捎帽“迮鬟B鑄連軋熱軋板卷生產(chǎn)冷軋鋼板。目前,國內(nèi)許多轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠遇到了采用LF爐外精煉工藝在生產(chǎn)節(jié)奏、冷軋鋼種硅含量控制等方面不能很好適應(yīng)的問題。本文通過對LF爐外精煉工藝功能特點、主要冷軋和熱軋鋼板類產(chǎn)品的成分控制要求、傳統(tǒng)板材生產(chǎn)流程爐外精煉工藝等分析,對適用于轉(zhuǎn)爐—薄板坯連鑄連軋鋼廠的合理爐外精煉工藝進(jìn)行研究探討。1爐渣的環(huán)保性能LF爐外精煉是20世紀(jì)70年代初日本大同特殊鋼公司開發(fā)成功的爐外精煉工藝開始主要在電爐鋼廠應(yīng)用,目前已成為普遍應(yīng)用的爐外精煉工藝之一,特別是電爐鋼廠。如圖1所示,LF爐外精煉采用電極對鋼水進(jìn)行加熱,并通過鋼包底部吹氬對鋼水進(jìn)行攪拌。由于能夠利用外部電能供熱,LF精煉可以造渣且渣量可達(dá)20kg/t。與其他爐外精煉工藝相比,LF精煉最大的特點在于其渣—鋼精煉功能,因此除了作為電爐鋼廠常規(guī)爐外精煉工藝之外,還應(yīng)用于一些超低硫和極低硫鋼(管線鋼等)的脫硫和超低氧鋼(軸承、彈簧等特殊鋼)的脫氧和夾雜物控制等。當(dāng)然,生產(chǎn)超低硫、極低硫鋼所要采用的造渣工藝以及消耗的作業(yè)時間是不同于一般用鋼的。生產(chǎn)超低硫鋼,LF精煉過程渣-鋼間的脫硫反應(yīng)式為:鋼液中w([S])和w([Al])很低,其活度系數(shù)f[S]和f[O]可近似取為1,由式(2)可以得到式(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)K為:對式(3)進(jìn)行整理,可得到:式(4)表明,保持較高的鋼液鋁含量、增加爐渣CaO活度、降低爐渣Al2O3的活度和CaS的活度系數(shù)有利于超低硫鋼液脫硫。在實際LF精煉深脫硫處理時,w([Al])通常須控制在0.02%以上,為此必須采用高還原性爐渣。此外,還應(yīng)該采用高堿度(CaO/SiO2)精煉渣,以提高CaO活度,降低Al2O3和CaS的活度系數(shù)。表1為國內(nèi)生產(chǎn)w([S])低于0.0010%管線鋼,在LF精煉結(jié)束時的爐渣成分?？梢钥吹?爐渣堿度在4.7～7.0范圍,而TFe和MnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常低,分別僅為0.37%～0.42%和0.14%～0.38%。為了使鋼材具備優(yōu)異的抗疲勞破壞性能,對軸承、彈簧、齒輪等特殊鋼的w(T[O])控制要求很嚴(yán),如高品質(zhì)軸承鋼w(T[O])已能控制在0.0007%以下,彈簧、齒輪等優(yōu)質(zhì)合金鋼的w(T[O])也已能控制在0.0010%左右。除T[O]之外,對高品質(zhì)特殊鋼中非金屬夾雜物種類、形貌、尺寸等也要求進(jìn)行嚴(yán)格控制,如對彈簧鋼要求無Al2O3類夾雜物,對軸承鋼要求無B類和D類夾雜物等。高品質(zhì)特殊鋼的超低氧冶煉和夾雜物控制主要是通過LF的渣—鋼精煉完成的。其工藝特點是在LF精煉初期采用鋁對鋼液進(jìn)行直接脫氧,然后造高還原性爐渣,對鋼液進(jìn)行強擴散脫氧。此外,還必須采用高堿度爐渣以降低SiO2活度,如日本山陽特殊鋼廠生產(chǎn)軸承鋼的LF精煉爐渣的堿度要求大于5。當(dāng)向鋼液中加入鋁后,式(5)所表示的脫氧反應(yīng)迅即發(fā)生。由于鋁具備非常強的脫氧能力,在2～3min之內(nèi),鋼液溶解氧w([O])即會降低至0.0003%～0.0004%。圖2為Gaye根據(jù)[Al]、[Si]、[Mn]脫氧熱力學(xué)計算得到的1600℃下不同脫氧產(chǎn)物的優(yōu)勢區(qū)圖?？梢钥吹?鋁脫氧鋼中的脫氧產(chǎn)物主要為Al2O3。鋁脫氧生成的Al2O3夾雜物主要為塊狀和簇群狀2類(圖3)。Al2O3類夾雜物堅硬、軋制過程不變形、外形呈尖角、塊或鏈串狀,對高強度鋼的抗疲勞破壞性能有害。軸承、彈簧、重軌等特殊鋼均要求對鋼中Al2O3類夾雜物進(jìn)行嚴(yán)格控制。采用LF工藝對軸承、彈簧等特殊鋼進(jìn)行精煉時,當(dāng)高堿度、高還原性爐渣形成后,由于渣—鋼間的氧勢很低,渣中的CaO、MgO會被還原,部分Ca和Mg進(jìn)入鋼液中,生成CaO和MgO并與鋼液中存在的Al2O3作用,將簇群狀或塊狀的Al2O3夾雜物轉(zhuǎn)化為液態(tài)鈣鋁硅酸鹽類夾雜物。液態(tài)夾雜物更容易聚合和長大,因此也有利于其由鋼液中上浮去除,部分滯留在鋼中的該類夾雜物多呈球狀。須指出的是,采用LF工藝進(jìn)行超低硫、超低氧精煉和夾雜物控制,受鋼液中[S]、[O]傳遞速率限制,需要較長的精煉處理時間,通常純精煉時間需要45～60min。除了用于超低硫鋼和特殊鋼的爐外精煉之外,由于LF工藝具備加熱、吹氬、合金成分調(diào)整等功能,一些鋼廠也用其對普通鋼水進(jìn)行加熱、攪拌、合金化和一般性脫硫處理等,處理周期控制在40～50min。但是,必須指出,此種操作并沒有充分利用LF精煉工藝的優(yōu)勢,即強的渣—鋼精煉功能。2傳統(tǒng)木材生產(chǎn)流程中的墨水精裝工藝2.1超低碳鋼的脫硫和干氣處理冷軋鋼板厚度大多在0.3～1.0mm,主要用于汽車、家電、建筑、食品罐、日用品等。根據(jù)鋼的碳含量,通常將冷軋鋼板類鋼種分為3類:(1)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼(LCAK),w(C)在0.04%～0.06%;(2)微碳鋼(ELC),w(C)在0.01%～0.02%;(3)超低碳鋼(ULC),w(C)≤0.004%,也稱為無間隙原子鋼(IF鋼)。表2為上述3類鋼的大致化學(xué)成分范圍。冷軋鋼板類鋼種化學(xué)成分的特點為:(1)為了獲得良好沖壓性能,w([C])、w([N])、w([Si])很低;(2)均為鋁脫氧鋼。除脫氧作用之外,鋁對冷軋鋼板的織構(gòu)控制也具有重要作用;(3)對w([P])和w([S])控制要求相對較寬松;(4)為了保證良好表面質(zhì)量,對非金屬夾雜物要求嚴(yán)格控制。如汽車鋼板中的夾雜物尺寸須小于100μm,DI罐用鋼板中夾雜物須小于40μm。冷軋板鋼種通常采用轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程。由于對w([S])要求相對較寬松,因此對冷軋板鋼種便沒有必要采用LF工藝進(jìn)行深度脫硫處理。此外,冷軋類鋼種也不宜采用LF工藝的強擴散脫氧的方法,這是因為渣—鋼間氧勢很低時,渣中的SiO2會被還原,造成鋼液w([Si])超標(biāo)(>0.03%)。另外,在LF精煉過程,還容易造成鋼液增氮和增碳的現(xiàn)象?？梢?采用LF精煉會對冷軋鋼板鋼種成分控制造成不利影響。傳統(tǒng)流程鋼廠冷軋類鋼種的爐外精煉主要采用RH和CAS2種工藝。對ULC超低碳鋼必須采用RH精煉工藝(少數(shù)鋼廠尚采用VOD),利用真空將w([C])脫除至0.002%以下,然后加入鋁進(jìn)行脫氧,并在真空條件下通過鋼水的快速循還,去除鋼水中生成的Al2O3脫氧產(chǎn)物。對于ELC鋼一般也采用RH進(jìn)行一定程度的脫碳。對于LCAK鋼,部分優(yōu)質(zhì)鋼種采用RH真空精煉,而對于相當(dāng)多的普通用途鋼種,則可以采用CAS精煉。CAS(或CAS-OB)是20世紀(jì)70年代新日鐵公司開發(fā)的爐外精煉方法(圖4),該工藝由鋼包底部向鋼水吹入氬氣,在鋼水表面吹出一個無渣“亮面”后,將一耐火材料浸漬罩插入鋼液,將吹氬造成的鋼水表面裸露部分與爐渣分隔,并處于罩內(nèi)Ar氣氛保護下。CAS精煉工藝能夠?qū)︿撍M(jìn)行脫氧、合金化、成分調(diào)整和加熱(CAS-OB),設(shè)備投資和生產(chǎn)成本也較LF低,是目前大型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠廣泛采用的主要爐外精煉方法之一。采用CAS工藝對冷軋鋼板類鋼種進(jìn)行精煉時,直接向鋼水加入鋁進(jìn)行脫氧,然后進(jìn)行強吹氬攪拌,促進(jìn)脫氧產(chǎn)物Al2O3聚合和上浮去除。CAS精煉方法具有很好的去除夾雜物的效果,這一點已被日本等國的鋼廠和我國寶鋼、鞍鋼等工廠所證實,這些鋼廠近一半的LCAK鋼種采用CAS精煉工藝,生產(chǎn)的鑄坯可以達(dá)到很高的潔凈度,w(T[O])可以控制在0.0016%～0.0025%。此外,與LF精煉相比,在CAS精煉過程中,鋼液[C]會有少量降低,而[N]的增加也少得多。值得注意的是,RH和CAS精煉所需時間較短,RH精煉時間在25～30min,CAS的精煉時間則可以控制在25min之內(nèi),因此在生產(chǎn)節(jié)奏方面能夠與大型轉(zhuǎn)爐和連鑄適應(yīng)。RH和CAS精煉工藝的另一特點是基本不利用爐渣參與精煉;由于須防止鋼液硅含量超標(biāo),因而不能采用高還原性爐渣,而鋼包內(nèi)爐渣的w(FetO)一般在8%～16%。一些廠在RH精煉時采用爐渣改質(zhì)處理,向包內(nèi)爐渣加入CaO-Al改質(zhì)劑,可使包內(nèi)爐渣w(FetO)控制在3%～5%。2.2脫硫廢水的脫硫和脫硫熱軋鋼板包括熱軋板卷和中厚板,根據(jù)鋼的化學(xué)成分和性能,可將其分為3類:(1)碳鋼;(2)低合金鋼;(3)微合金化鋼。表3為上述3類鋼的大致成分范圍。與冷軋鋼種相比,熱軋鋼板類鋼種可以含較高硅,硫含量則低得多,尤其在低合金鋼和微合金化鋼中,包括很多超低硫和極低硫含量鋼種。此外,由于較冷軋鋼板厚得多,除優(yōu)質(zhì)管線鋼對鋼中硫化物夾雜物種類和形貌控制有嚴(yán)格要求外,絕大多數(shù)熱軋鋼板對鋼中夾雜物沒有明確的控制要求。除少數(shù)超低硫和極低硫鋼種之外,熱軋鋼板類鋼種傳統(tǒng)生產(chǎn)流程的爐外精煉主要采用CAS或RH精煉工藝。其工藝特點是,對鐵水進(jìn)行脫硫預(yù)處理,轉(zhuǎn)爐煉鋼后在出鋼過程加入硅、錳鐵合金和部分鋁,在CAS或RH精煉開始后加入鋁進(jìn)行脫氧,然后利用CAS過程的強攪拌和RH真空精煉去除鋼液中生成的Al2O3脫氧產(chǎn)物。熱軋鋼板硫含量較冷軋鋼種低得多,對于熱軋類鋼種的硫含量控制分為以下2類情況。(1)對成品w([S])≥0.0040%的鋼種,絕大多數(shù)鋼廠采用CAS或RH精煉工藝。對硫含量的控制主要包括:(1)采用脫硫預(yù)處理將鐵水w([S])降低至0.003%～0.006%;(2)通過盡量扒除脫硫渣、控制轉(zhuǎn)爐用廢鋼和造渣劑的硫含量、改善轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣等措施,將轉(zhuǎn)爐煉鋼過程鋼液回硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.0020%～0.0040%以下;(3)對于其中的超低硫鋼種,采用轉(zhuǎn)爐出鋼過程加入合成渣脫硫的工藝技術(shù)。(2)對成品w([S])<0.0040%的鋼種,除采用鐵水脫硫預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐煉鋼抑制回硫等措施之外,還須采用LF精煉對鋼液進(jìn)行深度脫硫。在LF超低硫精煉時,采用高堿度和高還原性爐渣,并對鋼水進(jìn)行強的攪拌。由于鋼液硫含量低,受脫硫反應(yīng)速度限制,LF精煉時間通常需要45～55min,加上其他輔助時間,LF總處理時間會在1h左右或以上。如上所述,CAS和RH是大型轉(zhuǎn)爐板材傳統(tǒng)流程鋼廠普遍采用的爐外精煉工藝,大多數(shù)轉(zhuǎn)爐板材鋼廠設(shè)置2臺以上的CAS和RH,另外再設(shè)置1座LF用于超低硫和極低硫鋼的爐外處理,甚至有一些轉(zhuǎn)爐板材鋼廠不設(shè)置LF精煉裝置。由于超低硫和極低硫鋼液的LF精煉時間長,與轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄節(jié)奏很難適應(yīng),設(shè)置LF裝置的轉(zhuǎn)爐板材鋼廠大多數(shù)將其作為少數(shù)鋼種的“離線”精煉裝置。因此,LF精煉裝置一般都不放在靠近轉(zhuǎn)爐出鋼作業(yè)線的位置上,而將RH或CAS放在靠近轉(zhuǎn)爐出鋼作業(yè)線的位置上,以避免天車的作業(yè)時間較長的矛盾。3爐外精制工藝國外最初采用薄板坯連鑄的鋼廠絕大多數(shù)為電爐鋼廠,而且當(dāng)初也沒有考慮生產(chǎn)冷軋產(chǎn)品,如美國Nucor、Gallatin、BHP北極星、意大利Arvedi等。由于絕大多數(shù)電爐鋼廠采用LF爐外精煉工藝,因此,最初的薄板坯連鑄鋼廠也均采用了LF精煉工藝,并逐步被簡單地視為薄板坯連鑄鋼廠的典型爐外精煉工藝配置。與生產(chǎn)長材相比,短流程電爐鋼廠采用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)板材后,LF精煉脫硫的任務(wù)加重。此外,由于薄板坯連鑄采用扁長型浸入式水口,水口易被鋼液中的Al2O3夾雜物粘結(jié)堵塞,因此必須在LF精煉后對鋼液進(jìn)行鈣處理,將鋼液中的Al2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c的12CaO·7Al2O3等鈣鋁酸鹽化合物。薄板坯連鑄電爐鋼廠采用LF精煉,處理時間通常在60min左右,能夠與電爐煉鋼和連鑄(電爐鋼廠采用的薄板坯厚度較薄)的生產(chǎn)節(jié)奏很好適應(yīng)。此外,由于主要生產(chǎn)熱軋鋼板,LF精煉采用高還原性爐渣引起的硅含量上升也不會對鋼的成分控制造成問題。與國外主要為電爐鋼廠采用薄板坯連鑄所不同中國采用薄板坯連鑄連軋工藝的絕大多數(shù)為轉(zhuǎn)爐鋼廠,其中許多鋼廠還采用或計劃采用薄板坯連鑄連軋板卷生產(chǎn)冷軋鋼板。目前,已投產(chǎn)的幾家薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)冷軋鋼板企業(yè),均遇到了采用LF精煉工藝在生產(chǎn)節(jié)奏、鋼液[Si]、[N]控制等方面的問題。3.1生產(chǎn)效率較低,周期較短,很難長與熱軋鋼板生產(chǎn)相比,冷軋鋼板的品種、規(guī)格相對較少、產(chǎn)品批量大,傳統(tǒng)冷軋板材生產(chǎn)企業(yè)因此大都采用大型轉(zhuǎn)爐、較快速的爐外精煉(RH或CAS)、高拉速板坯連鑄、連續(xù)軋制(熱連軋、冷連軋)、連續(xù)退火等裝置,強調(diào)不同工序間生產(chǎn)節(jié)奏的相互適應(yīng)和匹配,以獲得高的生產(chǎn)效率。薄板坯連鑄連軋轉(zhuǎn)爐鋼廠生產(chǎn)冷軋產(chǎn)品,為提高競爭力,也必須適應(yīng)冷軋產(chǎn)品工藝流程高效、快節(jié)奏的特點。與生產(chǎn)中厚板的傳統(tǒng)板坯鑄機相比,薄板坯連鑄機拉速快,同類產(chǎn)品的批量大,并且更重視多爐連澆,目前轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠澆鑄一爐鋼一般在40～45min。此外,轉(zhuǎn)爐煉鋼的冶煉節(jié)奏也快于電爐,一般在32～36min之間,如果采用“三脫”鐵水預(yù)處理工藝,則轉(zhuǎn)爐的冶煉周期可縮短至20～25min。轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉和連鑄3個主要工序的生產(chǎn)時間節(jié)奏匹配,應(yīng)該符合式(7)表示的關(guān)系,即爐外精煉的周期應(yīng)短于轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄的周期,才能適應(yīng)多爐連澆的要求,并使轉(zhuǎn)爐、連鑄機、連軋機都獲得高的生產(chǎn)效率。而轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠采用LF精煉,由于爐外精煉周期長于轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄的生產(chǎn)周期,LF精煉會成為提高生產(chǎn)效率的瓶頸。在使用LF的情況下,許多鋼廠采取先煉2爐鋼,分別在鋼包回轉(zhuǎn)臺和LF工位等候,再煉出第3爐鋼后,才開始連鑄開澆。這樣,在上述等待過程中,連鑄機、熱軋機都不能正常運行,煉鋼、連鑄、熱帶軋機整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率都會受到LF冶煉周期長的影響,同時也會帶來能耗增高、鋼包壽命降低等問題。這應(yīng)是有待改進(jìn)的命題。式中,tsm為爐外精煉的冶煉周期;tBOF為轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉周期;tcc為連鑄周期。3.2lf監(jiān)管爐渣、爐渣堿度變化除了生產(chǎn)時間節(jié)奏方面的問題之外,轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠采用LF精煉工藝,在生產(chǎn)冷軋鋼種時還遇到了鋼液硅含量容易超標(biāo)的問題。為了解決LF精煉鋼液偏高問題許多廠采用了提高爐渣堿度以降低渣中SiO2活度的方法。但是,盡管石灰用量顯著增加,所生產(chǎn)的冷軋鋼種的硅含量仍然高于傳統(tǒng)流程。圖5為國內(nèi)某轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠生產(chǎn)SPHD冷軋鋼種時鋼液w([Si])、w([S])和爐渣w(FetO+MnO)以及爐渣堿度的變化情況?？梢钥吹?脫硫預(yù)處理后鐵水w([S])可以降低至0.003%,但是,由于抑制鋼水回硫不利,轉(zhuǎn)爐煉鋼結(jié)束時鋼液w([S])升至0.024%。為了脫硫和防止硅含量增加,在LF精煉中采用了高還原性和高堿度爐渣(終渣堿度接近7)。由圖5可以看到,LF精煉10min時,盡管爐渣堿度已超過3,由于爐渣氧化性高(w(FetO+MnO)>21%),w([S])僅由精煉開始前的0.024%降低至0.022%。LF精煉至30min時,爐渣堿度達(dá)到了4.9,w(FetO+MnO)降低至1.81%。但是,由于精煉時間不夠,w([S])僅能夠降低至0.017%。當(dāng)LF精煉至46min時,爐渣堿度升至6.3以上,w(FetO+MnO)降低至1.41%,此時鋼液w([S])才脫除至0.007%。由圖5同時可以看到,在LF精煉至30min時,由于爐渣還原性提高(w(FetO+MnO)降低至1.81%),鋼液硅含量開始增加。盡管采用了高堿度爐渣以抑制w([Si])提高,LF精煉結(jié)束時鋼液w([Si])仍然增加至0.044%,超過了冷軋鋼板的硅含量控制標(biāo)準(zhǔn)。冷軋鋼種如硅含量偏高超標(biāo),冷軋鋼板屈服強度/抗拉強度比值增高,會影響鋼板的沖壓性能。此外,硅含量高還會降低鍍鋅鋼板鍍層與基板的粘附性,鍍層容易脫落。除硅含量問題之外,采用LF精煉工藝生產(chǎn)冷軋鋼種,精煉后鋼液氮含量通常會有較大增加,碳含量也會有所提高,這對冷軋鋼板的沖壓性能是非常不利的。表4為邯鋼采用轉(zhuǎn)爐—LF—薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)LCAK冷軋鋼種,在LF精煉前后鋼液[C]、[Si]、[N]的變化情況。為了對比,還給出了寶鋼采用CAS和RH工藝生產(chǎn)LCAK冷軋鋼種,精煉前后鋼液相關(guān)成分的變化情況。3.3對措施2:cas或rh精制鋼由以上分析可知,轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠如采用LF爐外精煉工藝,生產(chǎn)時間節(jié)奏與轉(zhuǎn)爐煉鋼和薄板坯連鑄不相適應(yīng)。如轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠采用LF工藝生產(chǎn)冷軋鋼種,除生產(chǎn)時間節(jié)奏不適應(yīng)的問題之外,還存在鋼液硅含量容易超標(biāo)和氮含量偏高的問題。此外,采用LF精煉在設(shè)備投資和生產(chǎn)成本方面都高于CAS爐外精煉工藝。出于以上原因,筆者認(rèn)為,轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠的爐外精煉應(yīng)主要采用CAS和RH精煉工藝,對不同類別鋼可采用以下工藝:(1)對w([S])在0.008%～0.010%的熱軋類鋼種,通過鐵水預(yù)處理將鐵水w([S])脫除至0.004%～0.006%,并采取盡量扒除脫硫渣、控制轉(zhuǎn)爐煉鋼原料硫含量、改善造渣等措施將轉(zhuǎn)爐煉鋼過程鋼液回硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.004%以下,然后采用CAS或RH精煉;(2)對w([S])在0.005%左右的超低硫熱軋類鋼種(薄板坯連鑄鋼廠此類鋼種很少),通過鐵水預(yù)處理將鐵水w([S])脫除至0.003%～0.004%,采取措施將轉(zhuǎn)爐煉鋼過程鋼液回硫控制在0.003%以下,在轉(zhuǎn)爐出鋼過程加入合成渣進(jìn)一步脫硫,然后采用CAS或RH精煉;(3)對w([S])在0.004%以下的極低硫熱軋鋼板類鋼種(目前薄板坯連鑄連軋尚不生產(chǎn)此類鋼種),采用LF“離線處理”進(jìn)行深度脫硫;(4)對LCAK、ELC和ULC冷軋類鋼種,可采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐流程爐外精煉工藝,即根據(jù)鋼種碳含量要求和用途,選擇采用RH或CAS。目前許多轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄鋼廠對于采用CAS或RH替代LF尚存在以下顧慮:(1)認(rèn)為薄板坯連鑄對[S]的要求嚴(yán)于傳統(tǒng)板坯連鑄,因此有必要采用LF以加強脫硫;(2)薄板坯連鑄鋼水要求進(jìn)行鈣處理,擔(dān)心采用CAS和RH精煉,爐渣氧化性較高會影響鋼液鈣處理效果。目前薄板坯連鑄鋼的硫含量控制標(biāo)準(zhǔn)主要源于SMS公司為早期電爐CSP薄板坯連鑄制定的工藝標(biāo)準(zhǔn)。由于電爐鋼Cu、Sn等混雜元素含量高,容易造成薄板坯各類裂紋缺陷。為了防止鑄坯裂紋缺陷,薄板坯連鑄電爐鋼廠除增加原料中DRI或HBI比率之外,還對鋼的硫含量提出了較傳統(tǒng)板坯連鑄更為嚴(yán)格的控制要求。我國轉(zhuǎn)爐鋼廠采用薄板坯連鑄,鋼中混雜元素含量較電爐