低碳低硅钢冶炼及夹杂物处理.docVIP

低碳低硅钢冶炼及夹杂物处理 杨 坤 韩春良 翁玉娟 高 海 张俊粉（河北钢铁集团承钢公司提钒炼钢一厂，河北，承德，067002） 【摘 要】介绍了承钢提钒炼钢一厂采用转炉连铸生产低碳低硅钢的实践。重点探讨了低碳低硅钢的脱氧合金化及夹杂物控制，提出了今后的改进方向，提高了钢水洁净度。 【关键词】脱氧 钙铁线 氧活度 夹杂物 1.前言 根据市场需求，承钢提钒炼钢一厂2008年12月开始开发冶炼低碳低硅拉丝用线材和焊线，并于2009年1月开始规模生产，平均每月生产低碳低硅钢超过1万吨。低碳低硅钢的冶炼技术不断取得进步，特别是脱氧、夹杂物控制等关键技术的研究有了明显突破，取消了结晶器喂线，达到降低制造成本，提高产品质量的目的，同时为承钢扩展产品市场，提升核心竞争力打下了良好的基础。 2.生产主要工艺流程 2500M3高炉铁水→75吨脱硫→600吨混铁炉→80吨提钒转炉→40吨炼钢转炉→CAS精炼→4机4流方坯连铸机保护浇注。 3.化学成分设计 拉丝用线材要求强度低、塑性好，具有良好的拉拔性能。因此，在对拉丝用钢进行成分设计时，既要考虑各元素对线材的强度、塑性的影响，又要考虑连铸钢水的脱氧及可浇性。钢水中的碳是决定碳钢在缓冷后组织和性能的主要元素，Si低于0.05%容易产生气泡，Si高于0.10%影响拉拔性能，因此普通拉丝用线材CL08设计碳元素不大于0.08%，硅元素要求0.05～0.10%；焊条用钢要求硅越低越好，所以设计H08A中Si＜0.03%，化学成分设计如下表1： 表1 成分设计 钢种 C/% Si/% Mn/% P，S/% 氧活度/ppm CL08 ≤0.08 ≤0.10 0.10～0.30 ≤0.035 40～70 H08A ≤0.08 ≤0.03 0.35～0.60 ≤0.025 20～40 4.冶炼过程控制 4.1 入炉铁水条件 入炉铁水[P]＜0.090%；当铁水[S]＜0.040%时，可以直接入炉；[S]＞0.040%时，必须脱硫处理，终点[S]＜0.020%，扒净渣子，提钒加入低硫铁块，防止半钢（提钒后的铁水）增硫。 4.2 吹炼过程及终点控制 吹炼过程主要为脱碳、去除硫、磷。过程吹炼严禁长时间返干，保证终渣碱度和氧化镁含量，根据低碳低硅钢要求终点碳控制不宜太高，终点C最佳控制在0.04～0.06%之间，要求底吹使用氮氩切换，终点加大底吹流量，以减少终点有害气体含量及防止吹不透造成成品碳高。 4.3 脱氧合金化 冶炼CL08使用硅铝钡脱氧，要求保证成品有一定的硅含量，氩前氧活度控制在60～90ppm。H08A要求Si＜0.03%，冶炼时选择铝锰铁作为脱氧剂，氩前氧活度控制在30～50ppm。 在冶炼低碳低硅钢时，脱氧剂加人时机的选择是关键技术，出钢前加入1/3进行预脱氧，1/3随合金料加入，其余脱氧剂加完合金料加入进行终脱氧，不应加人过早或过晚。根据实践经验，出钢量稳定在37吨时，加入1kg硅铝钡脱氧量平均为6.62ppm；中碳锰铁（Mn含量78%）按Mn20%脱氧，加入1kg脱氧量平均为1.57ppm;Al线喂入1米脱氧量为1.2～1.5ppm。当终点钢水含碳量较高或一次拉成出钢时，钢水中氧含量相对较低。在加入合金的同时加入适量的低Al2O3高碱度精炼渣，有助于吸附生成的Al2O3等夹杂物。 4.4 挡渣 严格控制转炉出钢下渣。通过跟踪下渣情况发现：未采用任何挡渣措施的炉次，一次下渣量约占5%，二次下渣量约为95%，因此防止转炉出钢时的二次下渣是挡渣操作的重点。试验过程采用加挡渣帽方式防止一次下渣，效果稳定可靠；采用挡渣球(塞)对二次下渣进行挡渣。实施挡渣的炉次，钢包内渣层厚度在50mm左右，比未挡渣炉次减少30～50mm。挡渣效果好的炉次合金收得率提高约5%，并且下渣量少能够显著降低精炼的负担，同时使成品成分更趋稳定。 4.5 CAS精炼氧活度控制 根据转炉下渣量加入适当铝粉，减少强氧化性钢包渣污染钢液，避免出钢下渣后氧活度上升。吹氩2分钟后定氧，根据定氧结果，使用喂线进行调整。吹氩时间要求≥10min，氩气压力为0.20～0.40MPa，严禁大气量吹氩。喂线后保持3分钟正常吹氩，后调小气量进行弱吹氩。在时间和温度允许的情况下，尽量延长弱吹氩时间，进一步去除钢中气体和夹杂物。本次冶炼氧活度控制如图1，其中上面线条为氩前氧活度趋势线，下面线条为氩后氧活度趋势线。 图1 氩前氩后氧活度控制 4.6 连铸 连铸使用大、中包全程保护浇注。 4.7 存在问题 2009年1月生产低碳低硅钢以来，为防止中包烘烤不好出现气泡，连铸第1～2炉冶炼HPB235，然后再冶炼低碳低硅钢。由于终点氧化性较强，钢液氧化夹杂物仍然较高，导致水口结瘤，其炉次具体情况见表2和表3。 表2 钢水流动性差