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摘要 ：优质稳定的钢水是高效连续生产顺利展开的 基础，在实际生产中，由于冶炼中期温度波动幅度大，钢 水流动性差等因素影响，连铸漏钢、堵流停浇等事故频繁 出现，导致生产质量和效率受到影响。因此，提高钢水质 量迫在眉睫。鉴于此，基于高效连铸钢水质量要求，在掌 握炼钢工艺优化需要遵循的原则的基础上， 从不同角度出 发，深入探索优化炼钢工艺确保高效连铸钢水质量的对 策，包括严格控制转炉精料入炉、积极应用先进技术、控 制钢水成分等。
关键词 ：炼钢工艺 ;高效连铸 ;钢水质量
钢铁工业作为国民经济的支柱产业，对国家发展意义 重大。炼钢工艺作为钢铁生产的重要环节，对钢材质量和 生产效率有直接影响。优化炼钢工艺，有助于高效连铸目 标的实现。通过合理调整转炉出钢温度、应用先进技术、 严格控制钢水成分等，可以解决钢水质量不佳问题。对 此，为保证高效连铸生产能顺利推进，需要加强对炼钢工 艺的优化， 不断对工艺创新与完善。
1 优化炼钢工艺实现高效连铸钢水质量的要求
第一，对连铸钢水的成分合格率全面提高，达到成分 命中率最佳状态。
第二，加强对钢水流动性的改善，保证钢水的纯净度 能整体提高， 让钢水夹杂物总量减少。
第三，减少过程的系统温降，降低出钢、钢包、中包 浇注温度， 确保大包温度命中率能达到最佳。
第四，促进炼钢操作水平的提高，将转炉的冶炼周期 缩短， 促进系统生产效率、均衡性的提高。
通过对炼钢工艺优化过程的严格要求，全面提高钢水 质量，可以为高效连铸生产的顺利推进打下良好基础。同 时，加强对炼钢工艺的优化，也能让炼钢经济技术指标提 升，有助于生产成本的降低。
2 优化炼钢工艺过程中需要遵循的原则
(1)环保性。采取先进的技术和设备，减少废气、废 水及固体废物的排放。安装高效地过滤系统和废气处理设 备，有效净化废气，在炼钢过程中减小对环境的影响。同 时合理管理和处理废水、固体废弃物，符合国家相关规定 与标准。
(2)安全性。在炼钢工艺优化过程中，安全是重中之 重，在生产过程中，应该严格按照安全操作规程，规范作 业。为相关人员提供必要的安全培训及个人防护装备，定 期检查和维护设备，保证设备能平稳且正常运行，降低事 故发生概率。
(3)经济性。在炼钢工艺优化时，还要从经济角度出 发，提高生产效率，降低能耗和原材料损失，节约生产成 本。在对炼钢工艺优化过程中，利用先进的自动化控制系 统，加强对炼钢工艺流程的优化与完善，提升钢水质量和 产品质量， 降低生产成本， 促进企业竞争力的提高。
(4)可持续性。在优化炼钢工艺期间，为提高钢水质 量，实现高效连铸的顺行，还要严格遵循可持续性原则， 注重资源的合理使用和循环运用，减少对自然资源的消 耗。采取推广节能减排技术、开发新型可再生能源等方 式，实现炼钢过程的可持续发展。
(5)先进性。炼钢过程中，应该遵循先进性原则，主 动利用先进的铁水处理技术，炉前预处理工序，如 KR脱 硫、喷吹脱硫等，减少铁水中的硫及杂质含量，提高入炉 铁水质量。选择高效、节能的精炼设备，如LF 炉、RH 炉 等，提高钢水的质量，减少能源消耗。也可以采用先进的 精炼和连铸技术，如真空脱气、中间包冶金等，提高钢水 的纯净度和连铸效率。
3 优化炼钢工艺确保高效连铸的钢水质量的对策
3.1 严格控制转炉精料入炉
(1)铁水。通过对部分钢铁厂生产情况分析可知，铁 水存在硅含量过高、稳定性不强、阶段性磷、硫成分波动 幅度大、铁水温度偏低等问题。对此，应该对入炉铁水严 格规定与控制， 保证铁水中含碳量等指标能满足相关规定 和要求。为实现此目标，可以加入合适的溶剂进行脱硫、 脱氧等预处理，保证铁水的纯净度和稳定性能提高。同时 加强对铁水流速、温度的控制，避免流速过快或者温度过 高对炉衬造成损害。
(2)造渣材料。部分炼钢厂石灰方面存在的问题有活 性石灰与普通石灰混合运用、活性石灰成分、块度缺乏稳 定，并且普通石灰质量无法达到既定的要求，导致转炉渣 料配比难度增大。为解决这类问题，应该对造渣材料的成 分和配比合理选择，保证造渣材料的熔点适宜，具有良好的吸附能力，有效吸附和去钢水中的杂质。注意造渣材料 的粒度和均匀性，确保造渣过程的稳定性。此外，利用轻 烧白云石代替生白云石，让辅助造渣料的入炉比例扩大， 保证转炉的冶炼条件能满足要求， 促进活性石灰质量的提 高，可以在生产中对活性石灰高效运用。
(3)废钢。为提高钢水质量，实现高效连铸顺行目的， 在对炼钢工艺优化时，还要注重对废钢质量的改善，实现废 钢供应的均衡性，让重废料的供应量增大。结合具体生产要 求，对轻重料科学搭配，保证稳定废钢比高效组织转炉生产。 对废钢资源合理运用，根据不同钢种要求控制废钢的使用 量。对废钢分类、清洁及压块预处理，加强对废钢加入量和 时机的控制，提升废钢利用率，增强转炉炼钢工艺的稳定性。 3.2 积极运用先进技术
(1)钢包底吹氩技术。钢包底吹氩技术是一种常用的炼 钢工艺方法，在钢水底部注入氩气，促进钢水的质量和连 铸效率提高。该技术可以帮助去除钢水中的气体和夹杂， 让 钢水氧化和夹杂物的含量降低。氩气是良好的惰性气体， 可 以加快促使钢水中脱氧和脱硫产物产生，并去除钢水中的 夹杂使其上浮， 达到对钢水纯度和质量提高的目的。该技术 的使用能让钢水的温度、均匀性提高。在钢水静止期间，底 部的温度偏低， 容易出现钢水冷热不均匀、钢包不下流等问 题，借助钢包底吹氩技术，可以让钢水底部温度均匀分布， 提高连铸效率。在浇铸期间， 钢水的流动性对确保铸坯质量 尤为重要， 将此技术应用其中， 能让钢水的表面张力和黏度 发生变化， 促进钢液流动性的提高， 让钢液在浇铸过程中的 阻力减少， 从而达到对钢水质量增强的目的。
(2)炉前快速光谱分析技术。在对炼钢工艺优化过程 中，可以加强对炉前快速光谱分析技术的利用。该技术是 一种非接触式的分析方法， 可以快速准确地确定钢水化学 成分与温度，在炉前对钢水进行实时地光谱分析，及时发 现和纠正钢水中的成分偏差与温度异常， 达到对炼钢工艺 优化的目的，促进钢水质量的提高。在应用该技术时，首 先要选择合适的光谱分析仪器，并进行校准和标定。合理 的校准与标定对光谱分析结果精准度、可靠性有直接影 响，所以要格外重视。同时建立完善的实时监测系统，将 光谱分析仪器与炼钢工艺控制系统连接，在实时监测系 统的应用下，将光谱分析结果与工艺参数对比、分析，快 速找出钢水质量问题，并针对性地制定解决办法。在运用 炉前快速光谱分析技术时， 还可以与其他先进控制技术联 合使用，诸如炼钢模型动态控制技术，建立钢水质量模型 等，结合光谱分析结果与实时监测系统提供的数据，实现 炼钢工艺的精准控制和优化。
(3)研制新型复合脱氧剂。在转炉冶炼超低碳钢过程中，钢水终点碳含量低、过吹严重、钢水氧含量高等问题 的出现，会导致连铸水口结瘤等事故出现概率增大。针对 此情况，可以加强对新型复合脱氧剂的研制与利用。复合 脱氧剂是降低钢水中氧含量的添加剂，在研制过程中，要 寻找具有良好脱氧效果的新型材料， 迅速将钢水中的氧气 与其反应，降低氧含量。同时调整不同材料的比例和加入 顺序，提高终脱氧剂的脱氧效果，并确保其在整个炼钢过 程中均匀分散。
(4)净化钢水。为了解铸坯夹杂物的具体来源，可以 对其展开电镜扫描分析。根据相关实验结果得知，炼钢厂 连铸坯夹杂物的来源主要是出钢时带入的转炉渣及连铸 钢水保护渣。为解决此问题，应该加强钢水的下渣控制及 钢水保护浇铸管理，提高钢水洁净度。①采用高效净化。 引进先进的精炼设备，包括真空脱气设备、底吹氩设备等， 将钢水中的气体和非金属夹杂物去除。通过使用先进设备， 钢水可以得到有效净化， 促进钢水质量的提高。②转炉实行 二次挡渣。转炉出钢前加挡渣塞堵住出钢口， 保证出钢前不 会有炉渣进入钢包。出钢后期加挡渣球， 让出钢后期渣进入 钢包的概率降低， 将钢包内渣层厚度稳定控制在 100mm 内。 ③严格控制炼钢过程参数。加强对炼钢过程中温度、压力、 气体流量等参数的控制， 减少钢水中夹杂物和气体含量。同 时，对炉渣的成分与操作科学管控， 确保钢水能得到有效净 化。④优化原料选择。选择高质量的原料，诸如耐火材料， 中间包采用钙镁涂料，提升耐冲击力，减少耐火材料的剥 离，达到对钢纯净度改善的目的。也可以使用高品质的铁矿 石和废钢， 让钢水中的夹杂含量减少。对原材料加强检测与 筛选， 确保原料的质量能满足既定标准和要求。⑤加强炉后 处理。炼钢后对钢水进行严格处理，如真空脱气、脱硫、脱 氧等，净化钢水。同时选择适当的炉后处理工艺，增强钢水 质量的稳定性。
(5)采用四孔拉瓦尔氧枪取代三孔氧枪。在优化炼钢 工艺期间，可以利用四孔拉瓦尔氧枪取代三孔氧枪。四孔 拉瓦尔氧枪是一种先进的喷吹设备，与传统的三孔氧枪 相比，其喷吹效果好，钢水质量能得到明显改善。四孔拉 瓦尔氧枪能提供更为均匀且稳定的氧气喷吹，通过增加 额外的喷嘴，氧气可以均匀分布在钢水中，提高氧气的利 用率。借助此种方式，可以有效减少钢水中的成分不均分 布，让钢水中的气体及夹杂物减少。夹杂物的控制是炼钢 过程中常常遇到的问题，会对钢水质量产生负面影响，使 用四孔拉瓦尔氧枪，可以控制氧气喷吹的流量和角度，减 少气体含量及夹杂物的生成。
3.3 降低炼钢连铸系统温度
为促进钢水质量的提高，实现高效连铸生产顺行，在对炼钢工艺优化过程中，应该加强对系统温度的降低，确 保连铸高质量生产的顺利进行。
(1)积极运用钢包在线快速烘烤技术， 确保红钢出钢， 确保包钢的寿命能延长，减少因为包钢寿命短、新包钢使 用频繁而出现的温度不稳定问题， 促进高效连铸生产效率 的提升。
(2)合理调整出钢温度和加热时间，降低系统温度。 在炼钢过程中，适当调整转炉出钢温度和精炼加热时间， 控制中间包钢水的过热度，达到降低系统温度的目的。合 理稳定的钢水温度范围，可以减少钢水中的杂质含量，提 高钢水的纯净度和质量。
(3)应用先进的冷却设备。在连铸过程中，使用先进 冷却设备，降低浇铸过程温度。借助水的循环流动，将钢 水温度下降到所需范围， 达到对铸坯表面和内部质量提高 的效果。
(4)为进行低过热度浇注，减少钢水在回转台上的温 度损失，在大包回转台上增设大包包盖，起到保温效果。 在中包平台上增设简易调温站， 可以通过加微量的同钢种 小冷条，微调钢水温度，确保中包钢水的过热度能在合理 范围内，让漏钢事故出现的概率下降，促使拉速的提升及 铸坯质量改善。
3.4 控制连铸钢水中的氧
(1)提高终点控制命中率。为减少氧在连铸钢水中的 含量，通过提高终点温度和成分控制命中率，对氧的含量 严格控制。终点控制是通过钢水温度、成分、含氮氧量等 参数的实时监控，确定适当的终点处理时间。对此，可以 优化和改进转炉和精炼冶炼控制模型，促进命中率提升， 让钢水中的含氧量下降。为降低终点钢水氧含量，在操作 过程中，相关人员要积极应用高拉补吹操作法，和白渣精 炼操作法加以改善冶炼过程稳定性和一致性。
(2)选择合理的脱氧制度。脱氧是指在钢水中添加特 定的脱氧剂，让氧与脱氧剂发生化学反应，减少钢水中的 含氧量。选择合理的脱氧剂是控制钢水含氧量的关键，可 以结合钢水中的成分和工艺要求，选择适当的脱氧剂，并 对添加含量和添加时间严格控制， 降低钢水中含氧量。
(3)中间包结构。中间包是连铸过程中用来保护钢水 的容器，优化中间包结构，能让钢水和外界空气的接触减 少，降低钢水中的含氧量。在此过程中，可以采用防氧化 涂层、改进中间包设计等保护浇铸方法，让其能与外界空 气隔绝， 减少氧的吸入。
3.5 严格管控钢水成分
(1)碳、硅、锰、硫、磷的控制。通过实践分析得知， 影响钢性能的最大元素是碳，在生产碳素结构钢时，碳含量在 0.12% ～ 0.22%之间，容易在连铸过程出现纵裂、角 裂等问题。为保证这类钢的裂纹出现概率降低，在确保机 械性能达到标准的基础上，可以在钢中加强碳元素的控 制，让其处在 0.16% ～ 0.22%之间。连铸钢水各炉次碳差 值也要严格控制， 最好低于 0.02%。
硅锰会对钢的机械性能产生影响，同时也会影响钢水 的可浇性，在具体控制过程中，需要将钢水中的硅、锰含 量控制在较窄范围，确保连浇炉次铸坯中硅、锰的含量能 始终保持在稳定状态。同时对m(Mn)/m(Si)适当提高， 如果超过 3.0.可得到完全液态的脱氧产物，让钢水的流 动性得到改善。在实践期间，将硅依照中下限控制，锰按 照中上限控制， 把m(Mn) /m(Si)控制在 3.0 范围内， 此 时钢水的脱氧产物为硅酸锰，可以改善钢水流动性，有助 于连铸的顺利进行。磷、硫含量越低，钢机械性能和钢水流动性越好。因 此要加强对磷、硫含量的控制。
(2)积极应用先进冶炼工艺和设备。在对钢水成分控 制期间，除了要加强对各类元素的管控外，还要主动采用 先进的冶炼工艺和设备，诸如高炉煤气回收技术、废气净 化技术等，避免炼钢过程中的杂质和污染物产生，促进钢 水质量的提高。利用先进的炼钢设备，包括顶底复吹转 炉、真空脱气精炼设备等，达到对钢水质量进一步提升的 效果。同时，对炉渣渣系不断优化，运用先进的造渣工艺 技术，让钢水的成分得到有效控制。炉渣的成分和流动性 对连铸过程的温度、成分及脱氧夹杂物上浮等条件有直接 影响， 要对其成分科学调整， 改善钢水质量。
(3)强化操作控制和原材料质量管理。加大炉次管理 力度，加强操作控制，确保冶炼过程温度、压力、气体等 各项参数能始终处在稳定范围，让设备平稳运行，增强钢 水成分稳定性。此外，强化对质量管理体系的构建，对原 料供应商严格把关，对炼钢工艺原材料的使用、存放等全 面管控， 确保钢水成分能满足既定要求。
4 结语
综合而言，在钢铁行业发展过程中，若想提高钢水质 量，实现高效连铸目标，需要加强对炼钢工艺的优化和过 程管控。在此期间，采取合理调整转炉出钢温度和钢水成 分、优化冶炼辅料配比、加强对钢水中夹杂物的控制等方 式，促进钢水质量的提升。同时，在今后发展中，也要加 强对炼钢工艺探索创新，不断改进炼钢工艺，为钢铁行业 可持续发展奠定坚实基础。
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