冷軋基料冶煉工藝優(yōu)化生產(chǎn)實(shí)踐

李海洋，王克忠，呂圣會

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東萊蕪 271100）

生產(chǎn)技術(shù)

冷軋基料冶煉工藝優(yōu)化生產(chǎn)實(shí)踐

李海洋，王克忠，呂圣會

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東萊蕪 271100）

通過優(yōu)化冷軋基料冶煉工藝路線，實(shí)施鋼包頂渣改質(zhì)，改善爐后吹氬質(zhì)量，連鑄全程保護(hù)性澆注等措施，鑄坯夾雜物控制水平、連鑄連澆爐數(shù)及板坯質(zhì)量得到了提高，實(shí)現(xiàn)了冷軋基料不走精煉，噸鋼成本降低49.25元。

冷軋基料；工藝；成本；夾雜物

1 前言

泰鋼煉鋼廠有1套KR鐵水預(yù)處理系統(tǒng)，2座60 t氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，1座60 t LF鋼包精煉爐，2臺兩機(jī)兩流直弧板坯連鑄機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備，目前可以完全滿足生產(chǎn)冷軋基料的條件。針對冷軋基料化學(xué)成分要求范圍窄，鋼水純凈度控制要求高的特點(diǎn)，通過鋼包頂渣改質(zhì)，提高爐渣吸附夾雜物的能力，提高鋼水純凈度；改善爐后鋼包吹氬質(zhì)量，提高鋁脫氧產(chǎn)物Al2O3去除率，改善了鋼水的流動性；優(yōu)化連鑄工藝，實(shí)施保護(hù)性澆注，降低夾雜物產(chǎn)生的概率。提高了冷軋基料產(chǎn)品的質(zhì)量，省去了LF精煉工業(yè)，降低了生產(chǎn)成本。

2 工藝優(yōu)化實(shí)踐

在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求下，冷軋基料的基本成分及內(nèi)控成分見表1。其主要物理性能要求見表2。

表1 冷軋基料化學(xué)成分控制要求（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

表2 冷軋基料物理性能要求

為保證板帶的塑性，鑄坯表面不得有裂紋、氣泡、夾雜等。為穩(wěn)定下游熱軋、冷軋工序軋制質(zhì)量和提高產(chǎn)品終端客戶的使用滿意度，泰鋼對冷軋基料SPHC的化學(xué)成分進(jìn)行了嚴(yán)格控制，制定了內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

2.1 優(yōu)化工藝路線

通過精煉工序的處理，鋼水成分及純凈度有了較大幅度的提升，產(chǎn)品質(zhì)量也有很大改善，但是精煉成本也隨之增加；為進(jìn)一步降低成本及消耗，轉(zhuǎn)爐出鋼后，經(jīng)過爐后鋼包吹氬環(huán)節(jié)后直接吊至連鑄澆注，生產(chǎn)工藝由“KR鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐精煉→連鑄澆注”優(yōu)化為“KR鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→鋼包吹氬→連鑄澆注”。

2.2 控制入爐鐵水［S］含量

為滿足冷軋基料對［S］成分要求，對冷軋料入爐鐵水進(jìn)行KR鐵水預(yù)處理；并保證在生產(chǎn)冷軋料之前達(dá)到鐵水罐脫硫的條件。鐵水預(yù)處理后鐵水［S］控制在≤0.020%，鐵水渣層≤50 mm；鐵水預(yù)處理后撈渣，保證入爐鐵水質(zhì)量100%達(dá)標(biāo)。

2.3 控制轉(zhuǎn)爐吹煉

轉(zhuǎn)爐吹煉過程控制平穩(wěn)，防止?fàn)t內(nèi)溫度劇烈變化；合理控制槍位及氧壓，改善化渣質(zhì)量，杜絕返干；提高一倒命中率，減少鋼水過氧化；規(guī)范脫氧合金化，降低非金屬夾雜物產(chǎn)生的概率。

轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)拉碳一次到位，避免多次點(diǎn)吹增加鋼水氧化性。終點(diǎn)目標(biāo)要求：C 0.03%～0.04%，P≤0.018%。終點(diǎn)前2 min嚴(yán)禁加入冷料降溫。正常周轉(zhuǎn)鋼包溫降約為30℃，確定轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度在1 660～1 670℃，可根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。

2.4 改善吹氬質(zhì)量

鋼水出鋼后，對鋼水進(jìn)行吹氬處理，以達(dá)到均勻鋼水成分、溫度的目的。鋼水在冶煉過程中產(chǎn)生的氧化物和脫氧產(chǎn)物，通過出鋼時鋼流的沖擊，部分夾雜物會聚集長大排至爐渣中，尤其對固態(tài)夾雜物（如Al2O3）的上浮作用更為顯著［1］。弱攪拌式的吹氬方式，吹氬強(qiáng)度較低，僅使包內(nèi)渣面微動。這樣，鋼中氬氣泡呈均勻細(xì)小分散的穩(wěn)定氣泡流，這種小氣泡要比大氣泡俘獲夾雜物的概率高。因此，大氣攪拌2 min（鋼水裸露直徑200～400 mm），然后再進(jìn)行以弱攪拌為主的軟吹。按照工藝要求和工況實(shí)際，適當(dāng)延長軟吹時間至≥13 min（總吹氬時間≥15 min，軟吹時以不裸露鋼水為宜），可以有效去除鋼中的非金屬夾雜物。

2.5 鋼包頂渣改質(zhì)

為降低鋼包頂渣的氧化性，提高爐渣對夾雜物的吸附作用，對冷軋基料進(jìn)行了鋼包頂渣改質(zhì)。鋼包頂渣的性能直接影響冶金效果，其中渣的流動性、吸附夾雜能力是評價頂渣改質(zhì)劑性能優(yōu)劣的幾個主要指標(biāo)。

試驗(yàn)階段，對改質(zhì)劑的選擇經(jīng)歷了石灰→石灰、少量鋁?！摿騽⒕珶拕摿騽?，加入方式由出鋼后加入鋼包優(yōu)化為出鋼時隨合金一起加入；鋼包頂渣改質(zhì)劑隨合金一起加入后，形成渣洗效果，提高爐渣對夾雜物的吸附效果，可提高鋼水純凈度。部分頂渣改質(zhì)后的成分見表3。

表3 頂渣改質(zhì)后的爐渣成分%

2.6 優(yōu)化連鑄工藝

連鑄是去除夾雜物的最后一道關(guān)口。鋼水行程是由鋼包經(jīng)長水口至中間包，然后經(jīng)侵入式水口至結(jié)晶器的過程。在鋼水的整個行程中，采取嚴(yán)格的控制措施防止鋼水的吸氣、二次氧化，并為夾雜物的最后去除創(chuàng)造條件［2］。

中間包做準(zhǔn)備時，保證中包機(jī)構(gòu)與中包上水口氬氣孔保持暢通；連鑄過程，實(shí)施全程保護(hù)澆注，尤其是3氣（機(jī)械手氬封、塞棒氬氣、中包機(jī)構(gòu)氬封）控制適中，大包長水口周圍裸露直徑≯30 cm并以無鋼花翻出、結(jié)晶器液面輕微冒泡為宜，全部實(shí)現(xiàn)黑渣操作；每爐安裝纖維密封圈，機(jī)械手氬氣控制適中，確保在澆注過程起到密封效果，更換長水口時間控制在3 min之內(nèi)，每個澆次盡量減少長水口更換次數(shù)；侵入式水口使用時間控制在2～3 h，更換時平穩(wěn)放入、平穩(wěn)取出。

2.7 控制夾雜物

由于冷軋基料轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量較低、氧含量高，為降低吹損、減少夾雜物的控制負(fù)擔(dān)，對轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)強(qiáng)化攪拌，盡量減少一次脫氧夾雜物。夾雜物的控制要點(diǎn)為：確保一次脫氧完全，控制二次氧化污染；因?yàn)檗D(zhuǎn)爐一次脫氧產(chǎn)物量大、集中，易聚集、長大、上浮、去除，而二次氧化產(chǎn)物細(xì)小、彌散，不易聚集長大，而且上浮較慢，去除困難。

通過取樣進(jìn)行夾雜物控制水平分析，B類夾雜物～1.0級，D類夾雜物1.0～2.0級，Ds類夾雜物～0.5級。［Al］s/T［Al］≥0.80～0.90［3］的爐次達(dá)到了75%～85%，B類夾雜物在1.0級以上的只有5.1%，說明夾雜物上浮去除率高。

3 結(jié)語

泰鋼煉鋼廠通過優(yōu)化工藝路線、控制入爐鐵水［S］含量、控制轉(zhuǎn)爐吹煉、改善吹氬質(zhì)量、鋼包頂渣改質(zhì)、優(yōu)化連鑄工藝等一系列工藝措施，2016年1月冷軋基料冶煉采用優(yōu)化工藝的爐次達(dá)到97.78%，2—12月完成100%。產(chǎn)品的后續(xù)冷軋軋制質(zhì)量保持穩(wěn)定，夾雜物控制水平明顯提高，夾雜物級別之和≤2.5級達(dá)標(biāo)率完成80%以上；1個中間包澆次冷軋基料生產(chǎn)爐數(shù)控制在15爐以上，最多實(shí)現(xiàn)了27爐連澆。通過工藝優(yōu)化，冷軋料生產(chǎn)成本噸鋼下降49.25元，2016年1—12月共節(jié)約成本在2 000余萬元。

［1］王雅貞，張巖，張紅文.氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備［M］.2版.北京：冶金工業(yè)出版社，2001：226.

［2］付鵬沖，李文雙，朱林林，等.低氧含量GCr15軸承鋼夾雜物控制［J］.山東冶金，2015，37（6）：23-25.

［3］蔡開科.連鑄坯質(zhì)量控制［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

Optimization Practice of Smelting Process of Base Material for Cold Rolling

LI Haiyang,WANG Kezhong,Lü Shenghui
（Shandong Taishan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Laiwu 271100,China）

By optimizing the base material for cold rolling smelting process,the implementation of the ladle slag modification and improvement of furnace after argon blowing quality,continuous casting full protection casting and other measures,the inclusion control level,continuous casting and casting heats and slab quality were improved,the base material for cold rolling need not be refined,the cost per ton of steel was reduced 49.24 Yuan.

base material for cold rolling;process optimization;cost;inclusion

TF762

B

1004-4620（2017）01-0025-02

2016-09-23

李海洋，男，1986年生，2008年畢業(yè)于山東理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)?，F(xiàn)為山東泰山鋼鐵集團(tuán)煉鋼廠技術(shù)科助理工程師，從事煉鋼工藝技術(shù)優(yōu)化和質(zhì)量管理工作。