通鋼120噸轉爐冶煉45鋼生產實踐

秦緒華+張秀華

摘 要：本文介紹了通鋼第一鋼軋廠120噸轉爐冶煉45鋼的工藝控制及質量控制情況。

關鍵詞：轉爐；45鋼；生產實踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.046

0 前言

45優質碳素結構鋼主要用于制作各種軸、輥、拉桿、活塞等機械運動零部件，對鋼水質量要求較高。過去，通鋼45鋼由第二煉鋼廠25噸轉爐生產，鋼水無精煉，質量水平低。為提高產品質量，改由通鋼第一鋼軋廠120噸轉爐進行45優質碳素結構鋼的生產開發。2014年6月至12月第一鋼軋廠共生產45鋼36925噸，鑄坯合格率99.98%。

1 主要設備及工藝流程

通鋼第一鋼軋廠現有2座魚雷罐倒罐站，1臺900t混鐵爐，2座鐵水預脫硫裝置，3座公稱容量為120t的頂底復吹轉爐，3臺LF鋼包精煉爐，1臺RH真空精煉爐，2臺薄板坯連鑄機，2臺八機八流直弧形方坯連鑄機（R9m）。

采用流程：魚雷罐→鐵水包→120噸頂底復吹轉爐→吹氬站→LF精煉爐→方坯連鑄機→軋鋼廠。

2 工藝控制

2.1 轉爐冶煉操作

（1）終點控制。在煉鋼生產過程中，有一次拉碳、高拉補吹和增碳三種控制方法。低碳鋼一般采用一次拉碳法和增碳法。冶煉中、高碳鋼，經常采取一次拉碳和高拉補吹的控制方法，目的是為了降低轉爐終點氧含量，從而控制鋼中氧化夾雜物數量，保證鑄坯質量。通鋼第一鋼軋廠采取的是轉爐高拉碳操作，能夠滿足終點雙命中的需求，特別是能夠保證鋼水P含量在標準范圍內，具體見表1。

（2）終點碳的控制。確保終點碳在可控的范圍內。煉鋼過程中有時會發生雖然終點碳命中，可溫度或者磷卻不命中。原因一是溫度低，則要拉低碳保溫度出鋼；如果是磷高就要加造渣劑脫磷，但是終點碳又保證不了。因此在原料入爐時就要保證終點溫度有富余，在吹煉過程中冷卻劑的加入量要控制好，要考慮提前拉碳影響的溫度補償。這個溫度一般在25℃左右，這也正是留碳操作的高難之處。

（3）終點磷的控制。現場操作困難最大的是磷控制的問題：保碳容易保磷難。留碳操作就意味著爐渣的氧化性弱，與脫磷的條件不一致。為此要從脫磷的其他幾個方面著手，增加堿度、控制好溫度、整個吹煉過程不能出現“返干”現象。所以從冶煉45鋼的爐渣成分看，堿度都是偏高。

（4）雙渣操作。曾經嘗試了雙渣操作，去磷效果好，終點命中率高。但是生產節奏慢，并且噴濺率明顯提高，影響了鋼鐵料的消耗，不適合現場操作，很少采用。

（5）出鋼擋渣。轉爐出鋼過程采用擋渣帽和擋渣棒相結合的雙步擋渣操作，降低出鋼下渣量，確保精煉過程鋼水回磷量少。采用雙步擋渣操作，轉爐鋼水回磷量可控制在0.003%以下。為了提高擋渣率，還可以附加擋球操作，來彌補爐渣粘、或者擋渣棒異常的情況。

2.2 LF精煉操作

（1）脫氧工藝 為提高45鋼的鋼水純凈度，精煉過程采取白渣精煉。精煉脫氧采用硅鐵粉、鋁粒、硅鋁鋇、電石等作為擴散脫氧劑，保證精煉過程白渣效果。（2） 脫硫工藝 精煉爐渣的脫硫能力取決于渣的堿度和爐渣的氧化性。因為下渣量少，留碳出鋼，容易造成白渣出鋼，脫硫至目標范圍內的壓力不大。（3）造渣工藝 實際生產過程中，精煉造渣過程除考慮脫氧、脫硫外，還需保證足夠的渣層厚度，以保證埋弧精煉效果，減少電極增碳和增氮。在生產過程中，精煉造渣分兩步進行，一是在轉爐出鋼過程加入一定量預熔精煉渣，在鋼水表面形成稀薄渣，保護鋼水脫去部分夾雜物。二是鋼水進入精煉后，加入適量石灰和鋁礬土，進行二次造渣。（4）鋼水出站前鈣處理及弱攪拌 為了改善鋼水可澆性和鋼中夾雜物形態，提高鑄坯內在質量，在精煉處理結束后，對鋼水進行鈣處理，同時要保證不小于15min的弱攪拌時間。

2.3 連鑄工藝

（1）連鑄采用45鋼專用保護渣，實行全程保護澆注。（2）二冷采用弱冷控制，比水量控制在1.0L/kg。（3）使用塞棒及液位自動控制系統，拉速控制在1.7m/min，過熱度控制在15-30℃。（4）結晶器電磁攪拌電流控制在200A，頻率4Hz。

3 檢測

（1）成品成分。成品成分控制較好，隨機抽取100爐成品成分檢驗數據，合格率為100%。成分指標見表2。

（2）鑄坯質量。轉爐生產的45優質碳素結構鋼表面質量、尺寸、外形均符合要求。對鑄坯內部質量進行檢驗發現部分鑄坯存在1.0級的角部裂紋。低倍檢驗結果見表3。

（3）性能檢驗。隨機抽取100爐轉爐冶煉的45優質碳素結構鋼力學性能檢驗情況，力學性能均滿足標準要求。指標見表4。

4 結語

（1）留碳操作生產的45優質碳素結構鋼可以滿足標準要求。（2）留碳生產45鋼，對冶煉過程中的脫磷提出較高的要求，經常出現終點磷含量偏高被迫再造渣增碳出鋼。（3）改善原料條件，提高擋渣率，減少因磷超標惡化指標。（4）鑄坯偶爾會出現1.0級的角部裂紋，分析原因為鑄坯角部冷卻強度大引起的。

目前通鋼第一鋼軋廠開發冶煉45優質碳素結構鋼已取得成功，但是在實際生產中還存在著生產準備、原料質量、操作水平、工藝參數改進及控制等方面的問題。隨著各項條件、措施的完備，45鋼的質量會得到進一步提升。