30MnSi鋼工藝優(yōu)化探討.doc

30MnSi鋼生產(chǎn)工藝優(yōu)化的探討劉鋼 王志明 張旺勝（萍鄉(xiāng)鋼鐵有限股份公司安源煉鋼廠）摘要：本文針對萍鋼安源煉鋼廠30MnSi系列鋼兩種生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，從而達(dá)到優(yōu)化工藝和節(jié)約成本的目的，并對冶煉工藝及脫氧合金化工藝進(jìn)行探討。關(guān)鍵字：30MnSi 工藝優(yōu)化 脫氧合金化Discussion on the practice process optimization of 30MnSiLiu Gang Wang Zhingming Zhang Wangsheng Abstract: this article from two practice process about 30MnSi to analysis is up to optimize this 30MnSi practice process and reducing the cost, meanwhile research the method of de-oxygen process about 30MnSi.Keywords: 30MnSi optimization process de-oxygen and alloying process一、前言30MnSi鋼屬于預(yù)應(yīng)力鋼棒又稱預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒、PC鋼棒等，隨著后現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展由城市發(fā)展轉(zhuǎn)向城鎮(zhèn)發(fā)展，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼棒用盤條的使用量逐年增加，各大中小型鋼鐵企業(yè)也加大了生產(chǎn)、開發(fā)研究的力度1-6。同時在金融危機(jī)下，各鋼廠都在大力進(jìn)行工藝性優(yōu)化、在保證質(zhì)量的前提下，推進(jìn)節(jié)約生產(chǎn)成本的力度，提高市場競爭力，本文針對萍鋼安源煉鋼廠30MnSi的工藝優(yōu)化進(jìn)行方向性的探討。二、生產(chǎn)條件2.1萍鋼安源煉鋼廠生產(chǎn)設(shè)備：一座鐵水預(yù)處理站（單噴鎂脫硫站）、年處理鐵水能力60萬噸，兩座50t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，兩臺喂絲機(jī)（速度4m/s），鋼包全程低吹系統(tǒng)，快速定氧儀器，大包長水口氬封系統(tǒng)以及中包保護(hù)澆注系統(tǒng)，170170方坯連鑄機(jī)，一座60tLF精練站。2.2成份要求及工藝路線分析 30MnSi鋼成份設(shè)計要求C高Si高，且P、S低，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝中，P、S負(fù)荷較重，具體成分標(biāo)準(zhǔn)見下表1：表1 30MnSi鋼的化學(xué)成分成分C%Mn%Si%S%P%B%要求0.290.321.000.850.0250.0250.008鐵水條件如下表2：表2 萍鋼安源煉鋼廠鐵水條件表Si（%）Mn（%）P（%）S（%）0.30.750.4670.6700.0850.1180.0200.070從表2中可以看出，鐵水中P、S比較高，轉(zhuǎn)爐冶煉負(fù)荷大，且轉(zhuǎn)爐脫硫率一般比較低（40%左右），因此S的控制就必須采取一定的工藝加以克服，而脫磷依托萍鋼安源煉鋼廠現(xiàn)有設(shè)備條件必須采取轉(zhuǎn)爐大渣量冶煉，其堿度R達(dá)到3.03.5左右，安源煉鋼廠實驗階段采取了一般優(yōu)特鋼工藝組織生產(chǎn)，其工藝路線如下： （）工藝雖然滿足30MnSi鋼的生產(chǎn)和質(zhì)量要求，但投入成本較大，主要是LF精煉投入大，同時冶煉周期明顯加大，不能很好的滿足單爐配單機(jī)的生產(chǎn)模式，為力求成本下降，同時滿足質(zhì)量要求，并充分發(fā)揮900T混鐵爐的作用，安源煉鋼廠對工藝進(jìn)行了優(yōu)化，其工藝路線如下： （）工藝主要充分利用混鐵爐對S超標(biāo)的鐵水進(jìn)行調(diào)質(zhì)和貯存作用，以保證鐵水S成份在最小范圍內(nèi)波動，同時因排除了LF爐對夾雜物排除的積極作用，對工藝中脫氧合金化工藝就必須有減少夾雜物的生成以及能夠有效排除夾雜物的功能，依據(jù)成份設(shè)計可知,30MnSi鋼脫氧合金化后鋼液中MnSi1.2,由熱力學(xué)原理可知，在這種情況下，夾雜物的主要種類為固態(tài)SiO2，如果不能很好的控制排除就會影響到軋材質(zhì)量，為此就必須有效抑制或去除SiO2類夾雜物，主要從三個方面加強(qiáng)工藝優(yōu)化：1、提高一倒C，縮短點吹時間，提高終點C，即降低終點鋼水氧性，因冶煉末期碳氧反應(yīng)基本達(dá)到平衡、碳氧離子積基本保持不變，鋼水氧性降下來，則夾雜物的形成就會大幅度的減少；萍鋼安源煉鋼30MnSi鋼生產(chǎn)工藝與工藝終點C的變化如圖1：終點碳含量（%）數(shù)據(jù)采集取樣點數(shù) 表示工藝終點C情況表示工藝終點C情況圖1 工藝與工藝的終點碳變化情況從圖1中可看出工藝優(yōu)化后，終點C有所提高，但提高幅度不夠，平均終點C在0.08%左右，由于采取大渣料造渣脫磷，雖加入了50kg/爐的螢石，但表現(xiàn)出來的仍然是化渣比較困難，雖然靠做低終點碳來化渣能獲得一定的效果，但影響鋼水質(zhì)量，如何進(jìn)一步通過槍位的變化來提高終點C是我廠下一步研究的重點。2、對脫氧工藝進(jìn)行優(yōu)化，為保持Si氧化后能夠形成液態(tài)夾雜物，出鋼過程就必須保證有足夠的MnSi，一般要求MnSi2.5才能保證Si的液態(tài)夾雜物的去除，但因出鋼具有連續(xù)性，對出鋼過程進(jìn)行必要的劃分（可根據(jù)出鋼時間來粗略估計出鋼的時間流量）進(jìn)行SiC脫氧、Mn-Si合金進(jìn)行合金化，盡量在出鋼前期進(jìn)行深脫氧并保證足夠的MnSi，因此在出鋼之前不宜將Fe-Si合金、大量SiC合金加入鋼包底部，而是加入一定量的碳粉增碳和脫氧。3、適當(dāng)延長吹氣時間、控制好吹氣流量，吹氣流量要合適，過大會使鋼液二次氧化增加，過小，促進(jìn)夾雜物上浮的能力減弱，吹氣時間由工藝中的6分鐘提高到工藝中的810分鐘，吹氣大小以不裸露鋼液面為基準(zhǔn)，適當(dāng)增大吹氣流量，促進(jìn)夾雜物的上浮。三、工藝優(yōu)化后鑄坯質(zhì)量分析非金屬夾雜物等級是衡量鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，也是夾雜物控制程度的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，表3給出了工藝與工藝的非金屬夾雜物的等級分布情況，圖2是工藝的鑄坯低倍宏觀及中心組織圖：表3 不同工藝條件下鑄坯非金屬夾雜物等級表工藝路線非金屬夾雜物等級工藝0.5工藝0.5工藝0.5工藝0.5工藝0.5工藝1工藝0.5從表1可看出，工藝的非金屬等級基本在0.51.0波動，基本滿足軋制要求，工藝顯然是LF爐對鋼水凈化的作用，鋼水比較純凈.圖2 工藝條件下鑄坯低倍宏觀（50倍）及中心組織圖從圖2可看出其宏觀低倍圖上無大型夾雜物，非金屬夾雜物等級為0.51.0間波動，軋制過程中偶有結(jié)疤現(xiàn)象，軋制成材率基本上在99.57%以上，中心組織主要為鐵素體和珠光體，晶粒度等級為9.5級。四、結(jié)論萍鋼安源煉鋼廠通過工藝技術(shù)優(yōu)化，通過非精煉冶煉工藝生產(chǎn)30MnSi鋼能滿足軋制要求，夾雜物等級為0.51.0之間波動，但軋制過程中仍有少量結(jié)疤現(xiàn)象，進(jìn)一步優(yōu)化工藝，提高終點C是減少夾雜物等級的重要途徑也是后期優(yōu)化的重點。參考文獻(xiàn)：1郭世寶 等人 安鋼30MnSi鋼研制與開發(fā)J 河南冶金2006.4:92燓強(qiáng) 陳海 柳鋼30MnSi鋼管樁鋼筋盤條的研制開發(fā)J 柳鋼科技2006.4：133李勇 等人 預(yù)應(yīng)力PC棒用30MnSi鋼冶煉生產(chǎn)實踐J 中國冶金20