姚永強(qiáng) 宋合湘 任濤

摘要：文章介紹了日照鋼鐵有限公司第二煉鋼廠SPHD鋼的生產(chǎn)情況及工藝控制難點(diǎn)，重點(diǎn)分析了轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳、LF爐增硅、鑄機(jī)絮流的工藝控制措施，對于SPHD鋼的生產(chǎn)管理和操作進(jìn)行了總結(jié)，能夠有效控制鋼水碳含量超標(biāo)、精煉增硅、連鑄絮流的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：SPHD；終點(diǎn)碳；增硅；絮流；工藝控制

中圖分類號：TG335文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）06-0105-02

日照鋼鐵有限公司開發(fā)的SPHD是沖壓用熱軋鋼板或鋼帶屬于低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼，具有韌性好、可焊接性強(qiáng)、易于加工成型等優(yōu)良性能，適用于制造冷成型加工的零件，并廣泛應(yīng)用在船舶、汽車、橋梁、建筑、機(jī)械等行業(yè)，有著十分廣泛的市場前景。但該鋼種低碳、低硅、鋁含量高，根據(jù)該鋼種的特點(diǎn)需制定嚴(yán)格的工藝控制措施。該冷軋基板的成功開發(fā)，進(jìn)一步拓寬了產(chǎn)品品種，增強(qiáng)了市場競爭力，為日鋼打造“品牌日鋼、效益日鋼”走出堅(jiān)實(shí)的一步。

一、生產(chǎn)SPHD鋼的設(shè)備現(xiàn)狀

日鋼二煉鋼廠現(xiàn)有120t鐵水脫硫站兩座、120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐4座、120t雙工位LF爐4座、直弧形板坯連鑄機(jī)5臺，澆注斷面210mm*（700～2050）mm、230*（1000～2050）采用干式料中間包；塞棒控制；結(jié)晶器液面自動控制；大包長水口、浸入式水口、氬封等保護(hù)澆注方式。

二、生產(chǎn)SPHD鋼工藝要求

（一）裝入量要求

總裝入量 鐵水量 廢鋼 Si% P% S% 溫度℃

135±3t 110±2 25±1 0.3～0.6 ≤0.200 ≤0.03 ≥1300

（二）工藝流程

高爐鐵水→ 鐵水預(yù)處理 → 轉(zhuǎn)爐 → LF爐 → 板坯連鑄 →熱送→1580、2150（精整→堆垛）。

（三）SPHD鋼種成分要求

三、SPHD鋼種的工藝控制難點(diǎn)

（一）轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳的控制

通過對渣樣、鋼水定氧等實(shí)踐摸索，二煉鋼現(xiàn)有設(shè)備條件下，臨界碳量約在0.03%。所以冶煉SPHD終點(diǎn)碳控制在0.03%～0.04%，這樣既滿足了鋼種成分要求，又節(jié)約了成本。

（二）精煉硅的控制

鋼水進(jìn)入精煉后，加入石灰和螢石等渣料，送電造白渣。鋼水回硅除了合金、輔料帶入以外，主要是鋁和渣中的SiO反應(yīng)置換出了Si進(jìn)入鋼液所致，為了減少鋼水回硅，需把鋼水鋁控制在合理的范圍內(nèi)，減少渣中的SiO，減少反應(yīng)時(shí)間。

（三）鋼水絮流的控制

SPHD鋼是低碳、低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼，而鋼中溶解鋁含量在0.030%～0.050%。鋼水中的鋁含量大于0.01%時(shí)，生成單相的AlO，導(dǎo)致鋼水絮流。

從其氧勢圖上看出鋁元素氧勢最低，鋼水發(fā)生氧化優(yōu)先氧化鋁，生成AlO，如果精煉、連鑄控制不當(dāng)，影響連鑄的可澆性。

四、SPHD鋼的工藝控制措施

根據(jù)以上工藝控制難點(diǎn)分析，冶煉SPHD鋼種需從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)工藝控制。

（一）轉(zhuǎn)爐的工藝控制

1．要求鐵水及廢鋼中的硫盡力降低含量，對于S＞0.03%，必須進(jìn)行脫硫。原料原始硫高勢必增大SPHD的精煉脫氧和脫硫，容易還原渣中硅，而使鋼水回硅。

2．轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳控制在0.03%～0.04%范圍內(nèi)，這樣鋼水終點(diǎn)碳控制在臨界碳量以上，有利于提高脫氧劑的回收率，降低鋼鐵料消耗，降低成本。

3．提高一倒率，減少補(bǔ)吹，提高鋼水的純凈度。

4．鋼芯鋁加入量以精煉爐不補(bǔ)鋁為原則。出鋼時(shí)按要求加入足量鋼芯鋁，以利于脫氧產(chǎn)物的有時(shí)間充分上浮，在精煉喂鋁容易增硅。轉(zhuǎn)爐酸溶鋁成份控制平均在0.066%。

5．出鋼時(shí)嚴(yán)禁下渣。出鋼過程部分轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入包內(nèi)成為精煉渣中SiO重要來源。出鋼采用二次擋渣。

6．出鋼過程采用全程吹氬，均勻鋼水成分和溫度，促夾雜物上浮，取樣具有代表性。

（二）精煉的工藝控制

精煉爐的操作主要是造白渣脫出渣中的氧，加快鋼水中的氧化夾雜物特別是AlO的上浮排除及鈣化處理。

1．增加石灰螢石等渣料的使用量。根據(jù)作用定律可提高對夾雜物的吸附量和減少增碳的機(jī)會。采用大渣量稀釋爐渣中的（FeO+MnO）、SiO抑制還原增硅。根據(jù)需要加入量在噸鋼8kg左右，而一般的鋼種控制在噸鋼3kg鋼左右。

2．黃白渣操作。LF爐的核心內(nèi)容就是快速造還原渣并保持一定的時(shí)間，將渣中的氧還原并加快鋼水中的夾雜物的排除。

3．吹氬控制，調(diào)節(jié)氬氣壓力使鋼水微露渣面即可，不能在冶煉過程大氬氣翻動，減少鋼水的二次氧化。底吹氬控制不當(dāng)，在LF升溫的過程中，會造成鋼渣對石墨電極的嚴(yán)重沖刷，造成鋼水增碳。在生產(chǎn)低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，由于它加快了1/2[si]+1/3A1203=1/2SiO2+2/3[A1]之間界面反應(yīng)的進(jìn)行，使反應(yīng)更易向增硅方向進(jìn)行。

4．脫氧劑的加入原則勤加、少加、散加、適量的原則。避免脫氧劑進(jìn)入鋼液增碳。

5．精煉喂鋁操作。根據(jù)轉(zhuǎn)爐成份化驗(yàn)結(jié)果及時(shí)補(bǔ)鋁。以免后期補(bǔ)鋁增硅，鋁線喂入速度設(shè)定值4～6m/s，鋁線由鋼包中心位置垂直喂入，喂絲機(jī)導(dǎo)管端部距鋼水液面100～200mm，減少鋁線在渣中停留時(shí)間或進(jìn)入渣中與SiO反應(yīng)使鋼水回硅。

6．.鋼液的鈣化處理。要降低鋼水中夾雜物的影響，一是使夾雜物充分上浮去除，二是對沒有上浮去除的夾雜物通過鈣處理改變夾雜物的形態(tài)，降低其熔點(diǎn)，改善鋁鎮(zhèn)靜鋼水的流動性。

鋁鎮(zhèn)靜鋼進(jìn)行鈣處理，要求Ca、Al比（Ca/Al）為0.09～0.14，是保證順利澆注的基本條件。實(shí)際生產(chǎn)中，嚴(yán)格控制鋼中硫含量，鋼水充分脫氧，盡量穩(wěn)定鈣的收得率，以提高鋼水的可澆性。為了減少或避免生成硫化鈣夾雜，LF處理后必須保證鋼中硫含量不大于0.015%。根據(jù)鋼水鈣處理前的Alt含量，喂入300～350m/爐的鈣鐵包芯線，可以滿足鈣處理工藝條件。

7．保證軟吹時(shí)間大于12分鐘，使夾雜充分

上浮。

8．喂鈣鐵線或硅鈣線鈣化處理后，嚴(yán)禁送電或大翻降溫。

（三）連鑄的工藝控制

1．提高鋼包自開率。鋼包不能自開，需燒氧引流，注流直接和空氣接觸，使鋼水二次氧化。

2．采用套長水口對鋼流進(jìn)行保護(hù)澆注，減少鋼流與空氣接觸機(jī)會。

3．按照工藝要求恒拉速，減少鋁化物在水口壁上富集，結(jié)瘤。

4．中包覆蓋劑加入均勻、足量覆蓋渣面，中包塞棒吹氬保證結(jié)晶器液面平穩(wěn)。

5．結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)澆鑄，確保液面穩(wěn)定，防止卷渣。

五、結(jié)論

針對SPHD鋼的三個(gè)控制難點(diǎn)，從轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄三個(gè)方面，通過優(yōu)化工藝及加強(qiáng)過程控制，得到有效解決，重點(diǎn)控制以下幾方面：

1．轉(zhuǎn)爐鋼水終點(diǎn)碳。通過數(shù)據(jù)對比、試驗(yàn)，找出臨界碳量，結(jié)合實(shí)際操作，提高轉(zhuǎn)爐對終點(diǎn)碳的合理控制，精煉加大渣量、氬氣攪拌的控制，減少

增碳。

2．鋼水回硅。防止轉(zhuǎn)爐下渣，控制鋼水酸溶鋁的加入量；精煉采用加大渣量、喂鋁的合理的操作等避免鋼水回硅。

3．鋼水絮流。轉(zhuǎn)爐提高終點(diǎn)碳和一倒率，精煉黃白渣操作、吹氬控制，喂鋁及鈣化處理軟吹。連鑄防止中間包吸氣，保護(hù)澆注，保持結(jié)晶器液面穩(wěn)定，恒拉速減少二次氧化。

4．合理安排送鋼計(jì)劃，避免SPHD的冷熱混裝。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃希祜．鋼鐵冶金原理[M]．冶金工業(yè)出版社，2002. ．

[2] 鄭淑勝，唐立冬，張茂存．濟(jì)鋼低碳低硅鋼冶煉工藝的開發(fā)與應(yīng)用[J]．山東冶金，2006，（6）．

作者簡介：姚永強(qiáng)（1980-），男，供職于日照鋼鐵公司第二煉鋼廠，研究方向：120T轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）