龍鋼品種鋼生產(chǎn)工藝研究

習(xí)曉峰，楊召鵬，羅 巖

（陜西龍門鋼鐵有限責(zé)任公司煉鋼廠，陜西韓城715405）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)鋼材質(zhì)量的要求越來(lái)越高，45#鋼具有較高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和韌性[1]，常用來(lái)制作機(jī)械零件、機(jī)械構(gòu)件、模具等[2-3]。該鋼種用量大、應(yīng)用范圍廣、具有較大市場(chǎng)需求[4]。

陜西龍門鋼鐵有限責(zé)任公司煉鋼新區(qū)現(xiàn)有120 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座，八機(jī)八流弧形連鑄機(jī)2臺(tái)，1300 t混鐵爐1座，KR、LF、VD等精煉設(shè)備各1套，具備年產(chǎn)鋼坯320萬(wàn)t的能力，主要以普碳鋼和低合金鋼為主。2011年計(jì)劃以45#鋼的開發(fā)為起點(diǎn)，開發(fā)了3～5個(gè)品種鋼，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，進(jìn)一步提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

2 試制工藝

2.1 工藝流程

1300 t混鐵爐→鐵水包→120 t轉(zhuǎn)爐→LF精煉爐→8機(jī)8流方坯連鑄機(jī)→精整→轉(zhuǎn)運(yùn)軋制。

2.2 冶煉要點(diǎn)

轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹，底吹全程吹氮，實(shí)行單渣不留渣操作。入爐鐵水必須測(cè)鐵水溫度、用爐前光譜分析鐵水成分兌鐵前報(bào)到轉(zhuǎn)爐爐前，要求溫度≥1300℃，[S]≤0.050%，大于0.050%時(shí)用KR預(yù)先進(jìn)行處理；[P]≤0.120%，帶渣量小于50 mm；廢鋼使用純凈廢鋼；要求污泥球+礦石單耗30～35 kg/t，保證早化渣和爐渣化透。用碳化硅、碳粉進(jìn)行增碳，凈化劑、硅鈣鋇終脫氧。

出鋼過(guò)程全程吹氣，出鋼后鋼包開至吹氬站軟吹2 min后取樣、爐前光譜分析數(shù)據(jù)。爐前依據(jù)光譜樣進(jìn)行喂碳線增碳至0.41%，喂完線起吊至精煉爐。吹氬工將當(dāng)爐爐前吹氬用氣流量傳遞至精煉爐；爐前工將成分傳遞單送至精煉爐。

各冶煉參數(shù)按如表1所示。

2.3 LF精煉爐

表1 冶煉控制技術(shù)參數(shù)

LF精煉過(guò)程中要求：精煉爐到站溫度1570～1580℃；精煉結(jié)束后定氧，（O）≤30×10-6；采用石灰+精煉渣造白渣埋弧操作，白渣時(shí)間≥15 min；精煉周期按40 min控制。

精煉、合金微調(diào)完成后每爐喂100 m鈣鐵線，軟攪拌時(shí)間≥8 min。

2.4 連鑄控制

大、中包采用全保護(hù)澆鑄，大包采用長(zhǎng)水口加墊圈。結(jié)晶器保護(hù)渣使用45#專用保護(hù)渣。拉坯速度控制在2.0～2.1 m/min；澆鑄周期為45 min。

配水表選用45#鋼專用配水表，二冷采用全水冷卻，冷卻強(qiáng)度：1.0 L/kg。中包溫度第一爐為1535～1555℃，正常爐次為1525～1545℃。結(jié)晶器采用電磁攪拌。

2.5 軋制要點(diǎn)

均熱溫度：（1100±30）℃；精軋溫度：880～900℃；吐絲溫度：850～870 ℃；風(fēng)機(jī)：4臺(tái)。

3 試驗(yàn)結(jié)果

試生產(chǎn)3爐，共計(jì)379 t，鑄坯成分檢測(cè)及低倍組織全部合格。

3.1 試驗(yàn)成分（見表2、表3）

表2 鋼坯成分/%

表3 轉(zhuǎn)爐回P情況/%

3.2 精煉爐

精煉爐脫硫效率及精煉完鋼水氧含量見表4。

表4 精煉爐脫硫效率

3.3 連鑄

連鑄大、中包電磁攪拌使用正常，平均拉速1.9 m/min，第一爐中包溫度1543～1556℃，正常爐次中包溫度1533～1551℃，比水量1.0 L/kg。

3.4 鑄坯質(zhì)量

鑄坯檢測(cè)情況如表5所示，鑄坯的低倍樣如圖1、圖2所示。

表5 鑄坯檢測(cè)情況

圖1 連鑄第一爐

圖2 正常爐次

本次生產(chǎn)共取低倍樣10組，各檢測(cè)項(xiàng)目均達(dá)到內(nèi)部控制標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別流出現(xiàn)角部裂紋、中心疏松評(píng)級(jí)較高，主要試生產(chǎn)，第一爐及正常爐次過(guò)熱度控制較高。

3.5 ?6.5盤條性能指標(biāo)

軋制成?6.5盤條性能，取10組鋼材樣分析性能指標(biāo)，數(shù)據(jù)平局值Rel為491M P a，Rm為800M P a，A為27%，Z為44.1%。

4 分析及改進(jìn)措施

4.1 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量較低

龍鋼煉鋼老區(qū)60 t轉(zhuǎn)爐從2006年一直采用留渣操作，轉(zhuǎn)爐脫磷效率較高，而且石灰單耗與不留渣相比較下降約15 kg/t。新區(qū)轉(zhuǎn)爐也曾經(jīng)進(jìn)行了留渣操作的嘗試，平均石灰單耗降低約12 kg/t，成品磷平均下降了0.004%。但是由于120 t轉(zhuǎn)爐爐膛較大，留渣量變化較大，導(dǎo)致冶煉過(guò)程和終點(diǎn)控制變差，過(guò)程槍位較難控制、高溫噴濺爐次較多，而且終點(diǎn)溫度很不穩(wěn)定。而新區(qū)轉(zhuǎn)爐不留渣時(shí)過(guò)程非常平穩(wěn)（入爐鐵水每爐要測(cè)鐵水溫度、爐前光譜分析鐵水成分），終點(diǎn)溫度（1650±10）℃時(shí)達(dá)標(biāo)率可達(dá)到90%以上，倒?fàn)t渣中含鐵量比留渣時(shí)低2.3%，所以新區(qū)轉(zhuǎn)爐停止了留渣操作。本次試生產(chǎn)45#鋼考慮目前操作水平和原料狀況，特別是石灰質(zhì)量較差、終點(diǎn)碳較高時(shí)脫磷困難的因素，選取了拉低終點(diǎn)碳增碳的方法，雖然達(dá)到了預(yù)期效果，但從各鋼水質(zhì)量和消耗成本等方面考慮，還是應(yīng)該穩(wěn)定提高終點(diǎn)碳含量，下一步考慮采用雙渣操作，強(qiáng)化前期去磷效果，提高終點(diǎn)碳含量。

4.2 脫硫效率較低

本次試生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐和精煉爐脫硫率都不高，主要原因是石灰質(zhì)量較差，尤其是石灰含硫量較高，要提高脫硫率降低成品硫含量，必須進(jìn)一步提高石灰質(zhì)量。要求供灰單位采取措施降低石灰和焦末中的硫含量，從源頭上降低硫負(fù)荷，控制石灰硫含量在0.060%以下。本次生產(chǎn)為降低原料帶來(lái)的硫影響，停用生鐵塊采用純廢鋼并將廢鋼量由15 t減少到10 t，終點(diǎn)硫較原來(lái)平均降低0.003%，這一點(diǎn)在冶煉品種鋼時(shí)必須堅(jiān)持。

4.3 裂紋及中心疏松

個(gè)別低倍樣角部裂紋、中心疏松評(píng)級(jí)較高，下一步通過(guò)精準(zhǔn)對(duì)中浸入式水口、降低鋼水過(guò)熱度、調(diào)整二冷對(duì)中等降低角部裂紋；通過(guò)降低鋼水過(guò)熱度、進(jìn)一步調(diào)整電磁攪拌頻率、電流，使電磁攪拌效果最佳，以消除中心疏松。

4.4 鑄坯表面顏色黯淡

由于使用全保護(hù)澆注，在比水量1.0 L/kg情況下鑄坯出二冷室表面顏色黯淡，個(gè)別低倍內(nèi)裂明顯，下一步降低比水量0.8～0.9 L/kg再行觀察。

5 結(jié)論

此次試生產(chǎn)確立的45#鋼生產(chǎn)工藝有效可行，經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量完全滿足要求。試生產(chǎn)過(guò)程中得到以下結(jié)論：石灰質(zhì)量較差、終點(diǎn)碳較高時(shí)可導(dǎo)致脫磷困難，從經(jīng)濟(jì)角度考慮可以通過(guò)采用雙渣操作，強(qiáng)化前期去磷效果；石灰質(zhì)量較差是導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐和精煉爐脫硫率的主要原因；通過(guò)降低鋼水過(guò)熱度和調(diào)整電磁攪拌可以消除中心疏松。

[1]趙亮，張朝暉，巨建濤，等.釩鐵與釩氮合金生產(chǎn)HRB500鋼筋的對(duì)比試驗(yàn)研究[J].熱加工工藝，2007，36（18）：35-37.

[2]侯志慧，張艷良，崔日榮.45鋼生產(chǎn)實(shí)踐[J].天津冶金，2007（6）：4-6.

[3]李建婷，鄭軼榮，馮捷，等.45#鋼連鑄板坯的生產(chǎn)實(shí)踐[J].鑄造技術(shù)，2006，27（9）：918-920.

[4]李京軍，夏文勇，阮細(xì)保.轉(zhuǎn)爐冶煉45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)實(shí)踐[J].江西冶金，2004，24（3）：1-3.