濟(jì)鋼低碳低硅鋼冶煉工藝的開發(fā)與應(yīng)用

1、濟(jì)鋼低碳低硅鋼冶煉工藝的開發(fā)與應(yīng)用鄭淑勝，唐立冬，張茂存 （濟(jì)南鋼鐵股份有限公司 第三煉鋼廠，山東 濟(jì)南250101） 摘要：介紹了濟(jì)鋼第三煉鋼廠采用轉(zhuǎn)爐-LF精煉-ASP薄板坯連鑄生產(chǎn)低碳低硅鋼的工藝實(shí)踐。通過(guò)提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率防止鋼水過(guò)氧化，采取合適的鈣鋁比、強(qiáng)化連鑄保護(hù)澆注等措施，解決了低碳低硅鋼的鋼水可澆注性問(wèn)題；采取減少轉(zhuǎn)爐下渣、控制加鋁和精煉時(shí)間，減少了鋼水回硅。批量生產(chǎn)08Al、SPCC低硅鋼4.22萬(wàn)t，統(tǒng)計(jì)分析表明，鑄坯成分內(nèi)控合格率為91.38%，綜合合格率為99.8%。關(guān)鍵詞：低碳低硅鋼；冶煉工藝；鋼水可澆性；回硅 中圖分類號(hào)：TF761+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

2、1004-4620（2006）06-0011-02 Process Development and Application of Melting Low-carbon and Low-silicon Steel Grade in Jigang ZHENG Shu-sheng, TANG Li-dong, ZHANG Mao-cun （No.3 Steelmaking Plant of Jinan Iron and Steel Co., Ltd., Jinan 250101, China） Abstract ：Introduces the process practice in producin

3、g low-carbon and low-silicon steel grade at medium and thin thickness CCM of the NO.3 steelmaking plant of Jigang by adopting Convert-LF-CCM. In order to ensure the pourability of the molten steel, some measures such as increasing hit-rate at end point of convert for preventing the steel liquid over

4、oxidation, applying reasonable Ca/Al and strengthening protection casting etc are adopted; in order to reduce silicon kickback, other measures such as reducing slag carry-over and controlling aluminum feeding and refining time are adopted too. The low-silicon 08Al、SPCC has produced for 42.2 thousand

5、 tons and statistical analyses show that the composition percent of pass of the strand on internal standard is 91.38% and compositive percent of pass is 99.8%.Key words ：low-carbon and low-silicon steel grade; smelting process; pourability of molten steel; silicon kickback 1 前 言目前國(guó)內(nèi)外對(duì)低碳低硅鋼的需求日益增大。根據(jù)

6、市場(chǎng)需求，配合后步工序熱連軋和冷軋廠，為濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司（簡(jiǎn)稱濟(jì)鋼）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化取得更好的效益，濟(jì)鋼第三煉鋼廠自2005年8月份開始，開發(fā)低碳低硅鋼冶煉技術(shù)，如08Al、SPCC、SPHC等鋼種，并于同年12月份開始批量生產(chǎn)，2006年3月份生產(chǎn)SPCC已突破3.07萬(wàn)t。在生產(chǎn)過(guò)程中重點(diǎn)解決了困擾低碳低硅鋼冶煉的兩個(gè)大技術(shù)問(wèn)題：一是鋼水可澆性。由于鋼中C控制低，鋼水氧化性強(qiáng)，鋼中鋁含量要求高，非常容易出現(xiàn)鋼水粘度大，導(dǎo)致連鑄機(jī)停機(jī)的現(xiàn)象。二是鋼中Si的控制。由于鋼中Si要求低，而Al要求不小于0.020%，精煉還原容易發(fā)生回Si現(xiàn)象。隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)步，尤其是鋼水氧化性及Si、S、C、A

7、l成分控制等關(guān)鍵技術(shù)的成熟，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，為濟(jì)鋼開拓市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)做強(qiáng)做精的目標(biāo)打下了良好的基礎(chǔ)。2 設(shè)備情況及工藝流程濟(jì)鋼第三煉鋼廠設(shè)計(jì)120t轉(zhuǎn)爐3座，平均出鋼量150t左右，配LF精煉爐3座，板坯鑄機(jī)3臺(tái)（其中ASP薄板坯鑄機(jī)2臺(tái)）。對(duì)低碳低硅鋼的冶煉采用KR鐵水脫硫處理+轉(zhuǎn)爐冶煉+LF精煉+ASP薄板坯連鑄工藝。工藝流程：KRBOFLFCCM3 生產(chǎn)實(shí)踐3.1 成分控制為了保證鋼材有良好的沖壓性能，低碳低硅鋼的冶煉成分要求嚴(yán)格，以SPCC為例，其化學(xué)成分見表1。濟(jì)鋼確定的內(nèi)控成分范圍較窄，且化學(xué)成分穩(wěn)定，其它殘余元素含量越低越好。表1 SPCC化學(xué)成分 %項(xiàng) 目CSiMnPSAlsNJ

8、ISG3141-19960.120.500.0400.040內(nèi) 控 標(biāo) 準(zhǔn)0.040.090.0340.170.320.0250.0250.020.0550.007目 標(biāo) 值0.060.0300.250.0150.0100.030.0053.2 冶煉控制3.2.1 KR控制 要求鐵水必須進(jìn)行脫硫處理并除渣干凈，入爐前S不大于0.010%，以減輕LF負(fù)擔(dān)。3.2.2 轉(zhuǎn)爐冶煉控制 終點(diǎn)碳控制在一定范圍，防止鋼水過(guò)氧化，降低鋼中含氧量（O小于60010-6）。實(shí)踐表明：鋼的含氧量與終點(diǎn)碳、溫度、點(diǎn)吹次數(shù)及終點(diǎn)渣況有關(guān)。終點(diǎn)碳越低、溫度越高、點(diǎn)吹次數(shù)越多，鋼中含氧量就越高。因此，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，力爭(zhēng)

9、一次拉碳成功，盡量避免點(diǎn)吹。出鋼溫度控制在16501670。出鋼采用鋁錳鈦和電解錳脫氧合金化，Mn按目標(biāo)值控制。保證出鋼口良好不散流并擋渣操作（采用擋渣帽和擋渣球），嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐下渣，出鋼時(shí)間大于4.5min?？刂坪贸鲣摬僮骺蓽p少轉(zhuǎn)爐渣向鋼水傳氧，并避免精煉回硅。出鋼過(guò)程中加適量小顆粒石灰、螢石造渣，保證熔化并有良好的流動(dòng)性。喂鋁線前適當(dāng)控制氬氣流量保證化渣并有良好的流動(dòng)性。喂線后吹氬采用弱攪拌（以鋼水不裸露為原則），嚴(yán)禁強(qiáng)攪拌造成鋼水二次氧化?？刂芐i小于0.01%。鋁的控制：喂鋁線前調(diào)整好氬氣（以鋼水不裸露為原則），根據(jù)O含量的高低不同，喂鋁線用量也不同，保證一次加足，喂線速度200m/m

10、in。喂線畢3min立即測(cè)溫取樣吊包。3.2.3 精煉控制 吹氬控制：第一批造渣材料熔化前可適當(dāng)控制氬氣流量保證化渣良好，化渣后采用弱攪拌（不裸露鋼水為原則）。加造渣材料前用鐵锨均勻地將鋁粒撒到渣面上脫渣中氧，一般用量為60kg，視下渣量多少可酌情增減?？刂茽t渣堿度大于4，造渣材料根據(jù)需要加入，可不造白渣，減少回硅，控制精煉回硅小于0.02%。精煉爐渣主要成分見表2。與普通鋼種相比，渣中SiO2降低了，而Al2O3增加了，爐渣沒(méi)有完全脫氧，氧化性相對(duì)較強(qiáng)。表2 LF精煉渣樣主要成分 %SiO2CaOMgOAl2O3TFeMnO鋼種9.8260.355.5219.831.270.4508Al11

11、.0061.567.7617.211.000.3008Al10.6759.585.4719.941.870.2608Al8.9155.025.2523.442.030.32SPCC17.0265.294.7511.920.820.098Q460C15.4961.985.4114.540.350.169Q460C在精煉過(guò)程中原則上鋁不調(diào)整（避免回硅），視鋁的燒損情況而定。鈣處理：喂鈣鐵線速度220m/min，用量視鋁的含量而定，喂線后軟吹3min測(cè)溫取樣并立即吊包?？刂坪线m的鈣鋁比是保證可澆性的重要措施。據(jù)資料介紹，鋁鎮(zhèn)靜鋼進(jìn)行鈣處理，要求Ca、Al比（Ca/Al）為0.120.14，是保證順利

12、澆注的基本條件。通常根據(jù)鋼中Ca和Al含量不同，形成CA、C2A、C6A、12C7A、Al2O3、CaS、CaO等不同熔點(diǎn)的夾雜物，適當(dāng)增加鈣含量就可以生成低熔點(diǎn)的夾雜物。鈣是強(qiáng)脫氧劑，加入鋼中首先是脫氧脫硫，因此，鈣的收得率受鋼中硫含量和溶解氧含量的制約。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?？刂七m當(dāng)?shù)木珶挄r(shí)間，是減少回硅的有效措施。在煉鋼溫度下，式（1）反應(yīng)一直向增硅方向進(jìn)行，這就決定了精煉時(shí)間越長(zhǎng)，增硅越多。因此，在滿足鋼水質(zhì)量的前提下，盡量縮短精煉時(shí)間，嚴(yán)格精煉過(guò)程操作，嚴(yán)禁多次重復(fù)加熱。1/2Si+1/3 Al2O3=1/2SiO2+2

13、/3Al （1）出站溫度控制為15851590，中包第一爐可提高5。3.2.4 連鑄控制 長(zhǎng)水口保護(hù)澆注是關(guān)鍵，控制氬氣流量，防止吸氣。確保大包水口自開，嚴(yán)禁敞澆，防止鋼水二次氧化。除中包第一爐可加鈣鐵粉（不大于40kg）外，澆鑄過(guò)程盡可能不加或少加鈣鐵粉，以減少對(duì)鋼水的污染?？刂评傧鄬?duì)穩(wěn)定，比一般鋼種拉速稍快0.20.4m/min。連鑄主要問(wèn)題是鋼水可澆性，鋼水粘易造成水口堵塞。對(duì)堵塞物進(jìn)行分析可知（見表3），主要是高熔點(diǎn)的氧化物，以Al2O3為主，并混有MgOAl2O3尖晶石以及CaO-Al2O3為主的化合物。對(duì)此，連鑄控制措施是做好保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化，中間包采用堿性覆蓋劑吸附夾

14、雜。表3 水口粉結(jié)物分析 %試樣SiO2CaOMgOAl2O3TFeMnO備注10.411.487.9067.964.100.63白色20.958.43.4067.586.940.64褐色4 技術(shù)效果4.1 氧氮控制氧氮控制情況見表4。連鑄有輕微吸氮現(xiàn)象。表4 鋼中氧氮分析 10-6鋼種TON 取樣地點(diǎn)SPCC3830LFSPCC2632鑄坯4.2 脫硫效果隨機(jī)統(tǒng)計(jì)了36爐次的LF脫硫情況，統(tǒng)計(jì)分析表明（見表5），LF的脫硫能力較強(qiáng)。低碳低硅鋼的精煉脫硫影響回硅，因?yàn)槊摿虮仨毭撗?，脫氧容易還原渣中硅，這是一個(gè)矛盾的操作，因此，在前面的鐵水及廢鋼就要控制好鋼中原始硫含量，另外，還要做好鋼水脫氧工

15、作。表5 脫硫效果 %到站出站脫硫率0.0090.0250.0150.0040.0130.00924.252.042.64.3 成分控制精度隨機(jī)統(tǒng)計(jì)了38爐次的情況，LF對(duì)成分控制精度能夠滿足工藝要求（見表6），尤其是Si的控制水平（2006年3月份生產(chǎn)的SPCC鋼3.07萬(wàn)t，Si不大于0.034%的占95.4）。表6 成分控制情況 %CSiAls0.046-0.070.0560.01-0.0380.0210.0230.0540.0374.4 鑄坯質(zhì)量低倍檢驗(yàn)表明，鑄坯組織較為均勻致密，無(wú)裂紋、縮孔、疏松、氣孔等缺陷，輕微中心偏析B類0.5級(jí)。截至2006年3月底共生產(chǎn)08Al、SPCC低硅鋼4.22萬(wàn)t，鑄坯內(nèi)控合格率91.38%?；瘜W(xué)成分主要問(wèn)題是硅出格（超內(nèi)控）占78.9%，鋁和氮出格占10.5%。硅出格的主要原因是轉(zhuǎn)爐下渣控制的不好，造成精煉回硅大于