重鋼低碳低硅鋼SPHC冶煉工藝及生產(chǎn)實(shí)踐
2014-08-01 10:15:36
1、前言
目前國內(nèi)外對低碳低硅鋼的需求日益增大，重慶周邊地區(qū)市場需求在200萬噸/年左右。根據(jù)市場需求，重鋼股份公司長壽新區(qū)煉鋼廠于2010年11月份開始試制低碳低硅鋼SPHC，并于2011年1月份開始批量生產(chǎn)，當(dāng)月產(chǎn)量突破1萬t，截止2011年10月產(chǎn)量已達(dá)50多萬噸，產(chǎn)品性能完全滿足用戶需求。
2、生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備
重鋼長壽新區(qū)煉鋼廠設(shè)計(jì)180t轉(zhuǎn)爐3座，平均出鋼量210t，配LF精煉爐1座，RH精煉爐1座，板
坯鑄機(jī)3臺。低碳低硅鋼的冶煉采用KR鐵水脫硫-轉(zhuǎn)爐冶煉-RH精煉-連鑄板坯的生產(chǎn)工藝。
3、技術(shù)條件
SPHC為一般沖壓用（冷軋用）熱軋鋼板，協(xié)議要求其化學(xué)成分見表1，其性能要求為：Re≤280MPa，Rm≤390MPa，A≥31%。
表1：SPHC鋼的化學(xué)成分（%）
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項(xiàng)目
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Alt
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協(xié)議要求
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≤0.04
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≤0.03
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0.15~0.30
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≤0.025
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≤0.025
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0.020~0.070
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控制目標(biāo)
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≤0.03
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≤0.02
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0.15~0.25
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≤0.025
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≤0.020
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0.030~0.060
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SPHC熱軋卷板要求表面質(zhì)量好，延伸率高。為了保證鋼材有良好的沖壓性能，低碳低硅鋼的成分控制要求嚴(yán)格，且要求化學(xué)成分穩(wěn)定，其它殘余元素含量越低越好。
4、過程控制要求
為了保證SPHC熱軋卷板機(jī)械性能，冶煉重點(diǎn)控制鋼中碳硅含量，連鑄重點(diǎn)保證防氧化和鑄坯表面質(zhì)量，因此，對工序都提出了對應(yīng)要求。
4.1、KR控制要求
鐵水必須進(jìn)行脫硫處理并除渣干凈，入爐鐵水硫要求不大于0.005%，以減輕后工序硫負(fù)荷。
4.2、轉(zhuǎn)爐控制要求
轉(zhuǎn)爐要求合理搭配熱鐵水與廢鋼比例，采用“高拉補(bǔ)吹”工藝，早、中期重點(diǎn)作好造渣脫磷；補(bǔ)吹不得大于1次，確保C-T協(xié)調(diào)出鋼，復(fù)吹終點(diǎn)必須采用后攪工藝。轉(zhuǎn)爐冶煉要求終點(diǎn)碳控制在一定范圍，防止鋼水過氧化。出鋼過程用鋁錳脫氧合金化，Mn按目標(biāo)值控制。出鋼結(jié)束后對頂渣進(jìn)行改質(zhì)，改質(zhì)后要求項(xiàng)渣中（FeO）、鋼中氧含量均控制在合適的范圍。出鋼溫度控制在1680℃左右，出鋼嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐下渣，要求渣厚≤50mm。出鋼過程加適量稠渣劑造渣，保證稠渣劑熔化并有良好的流動性。
4.3、精煉控制要求
在CAS吹氬站，向鋼渣中繼續(xù)加入一定量的脫氧劑，去除渣中氧。在RH處理過程中，根據(jù)真空脫碳
原理，利用低真空度下，[C]、[O]反應(yīng)生成CO氣體，降低CO分壓，使得[C]、[O]反應(yīng)向生成CO氣體方
向進(jìn)行，從而使得鋼中碳氧同時降低。真空下碳、氧反應(yīng)如下式所示：
[C]+[O]=CO
平衡常數(shù)與溫度之間關(guān)系的公式很多，常用的有：
IgKC=1160/T+2.003
真空脫碳是在真空室壓力很低，高真空的狀態(tài)下進(jìn)行。真空脫碳為了達(dá)到較低碳含量需要較長的處理時間。在RH精煉過程中，快速將真空度降至處理要求，在真空條件下利用氧脫碳，控制脫碳時間，迅速將碳降至0.03%以下，脫碳結(jié)束后多余的氧用鋁去除。
4.4、連鑄控制要求
連鑄全程要求保護(hù)澆注，控制氬氣流量，防止吸氣。上大包長水口開澆，確保大包水口自動開澆，嚴(yán)禁敞開澆注，防止鋼水二次氧化。中包使用專用保護(hù)渣，澆鑄過程盡可能不加或少加鈣鐵粉，以減少對鋼水的污染。拉速比一般鋼種拉速稍快0.2~0.3m/min。
通過轉(zhuǎn)爐出鋼過程弱脫氧，合理控制鋼中氧含量，RH處理前鋼中氧含量達(dá)到控制要求，避免了吹氧脫碳的情況，在真空狀態(tài)下，利用鋼中的碳自然脫氧，不僅僅達(dá)到了脫氧的目的，而且還提高了鋼水潔凈減少，最大限度保證了鋼水潔凈度。
通過RH真空精煉，低碳低硅鋼可澆性大大提高，連澆爐數(shù)達(dá)到15-16爐，鑄坯質(zhì)量良好，同時也解決了低碳低硅鋼脫氧合金化困難的問題。
5、實(shí)物質(zhì)量
5.1、鋼的實(shí)際熔煉分析成分
鋼的實(shí)際熔煉分析成分如表2。
表2：SPHC鋼的實(shí)際熔煉分析成分（%）
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特征值
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C
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Si
|
Mn
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P
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S
|
Al
|
|
N
|
19
|
20
|
20
|
20
|
20
|
20
|
 |
0.015
|
0.009
|
0.18
|
0.013
|
0.010
|
0.032
|
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Xmax
|
0.020
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0.01
|
0.20
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0.018
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0.015
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0.055
|
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Xmin
|
0.01
|
0
|
0.15
|
0.010
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0.006
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0.022
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從表6中可看出SPHC鋼成分控制均達(dá)到了協(xié)議要求，采用轉(zhuǎn)爐-RH精煉-板坯連鑄工藝生產(chǎn)低碳低硅鋼在過程控制上雖存在一定問題，但生產(chǎn)工藝基本可行，能夠?qū)⑻�、硅控制用戶要求的范圍�?/span>
5.2、鋼材性能
軋材性能檢測數(shù)據(jù)見表3。
表3：SPHC軋鋼性能檢測數(shù)據(jù)
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特征值
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Re（MPa）
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Rm（MPa）
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A（%）
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N
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15
|
15
|
15
|
|
|
239
|
336
|
44
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Xmax
|
280
|
390
|
50
|
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Xmin
|
185
|
310
|
35
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SPHC（P）性能要求
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≤320
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≤390
|
≥31
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軋材性能檢測表明，SPHC性能完全滿足用戶要求，說明SPHC生產(chǎn)工藝是比較合理。
從酸洗線質(zhì)量跟蹤情況看，熱軋帶鋼表面沒有裂紋、結(jié)疤、折疊、氧化鐵皮壓入、氣泡和夾雜。帶鋼頭尾舌頭長度控制良好，在0.5m范圍內(nèi)。酸洗線上未發(fā)現(xiàn)較大的帶鋼浪形及其他板形缺陷，但1780ram生產(chǎn)線生產(chǎn)的熱卷氧化鐵皮偏厚。按照外購卷通常酸洗速度控制，洗出來后帶鋼表面呈銀白色，但帶鋼表面鐵粉微粒明顯偏多，部分地方有欠酸洗現(xiàn)象。后放緩酸洗速度后帶鋼表面正常，未出現(xiàn)欠酸洗現(xiàn)象。
6、結(jié)語
通過優(yōu)化低碳低硅鋼SPHC煉鋼生產(chǎn)工藝，提高了轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量，降低了出鋼溫度和終點(diǎn)氧含量，出鋼過程采用弱脫氧工藝，在RH精煉利用真空碳脫氧，降低了脫氧成本，取得的直接經(jīng)濟(jì)效益是節(jié)約了煉鋼脫氧合金。通過工藝優(yōu)化，保證鋼水的質(zhì)量和潔凈度，連澆爐數(shù)提高至15-16爐左右，解決了該鋼種脫氧合金化與鋼水可澆性之間的矛盾。在社會效益方面，該品種開發(fā)成功，為重鋼開發(fā)低碳低硅鋼提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)，同時，也拓寬了重鋼產(chǎn)品范圍，增強(qiáng)了重鋼熱軋寬帶產(chǎn)品的競爭力。
收稿時間：2013年
來源：重鋼
