窄帶冷軋用鋼質量控制技術改進與優化

苗金鵬

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鋼廠，山東 萊蕪271104）

窄帶冷軋用鋼質量控制技術改進與優化

苗金鵬

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鋼廠，山東 萊蕪271104）

針對煉鋼廠窄帶生產線工藝裝備相對落后，品種鋼質量要求高，生產控制難度大的現狀，采取了一系列工藝優化改進措施：開發多功能精煉預熔合成渣，優化轉爐出鋼反向渣洗技術；采用鋁錳鐵動態脫氧機制，優化轉爐鋁深脫氧技術；優化精煉渣系和操作模式；升級優化保護澆注工藝等方法。優化改進后，提高了鋼水潔凈度，鑄坯全氧含量穩定在30×10-6以下，夾雜物總級別穩定在2.0級以下，帶鋼坯內部質量明顯改善，杜絕了冷軋彎裂、起皮等質量問題。

窄帶冷軋用鋼；夾雜物控制；動態脫氧；質量控制

1 原工藝現狀

山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠老區窄帶生產線因工藝裝備相對落后，普鋼等產品質量不穩定，品種鋼質量控制難度較大。1#～3#小噸位轉爐不能實現低碳鋼成分穩定控制；1#、2#精煉爐功率低，冶煉效率低，不能實現單精煉爐供鋼，冶金效果差，鋼水潔凈度不夠高；1#連鑄機弧形半徑小，大包連澆小車、二冷段無法整體更換，保護澆注、夾雜物上浮效果差，二冷設備精度差。為此，改進優化工藝管控措施，梳理完善各工序關鍵控制點，優化窄帶生產線，進一步提升各品種鋼質量。

工藝路線：鐵水預處理（鈍化顆粒鎂脫硫）→1#轉爐（50 t氧氣頂吹式轉爐）→1#LF爐（50 t電弧爐）→1#連鑄機（四機四流全弧形二點矯直連鑄機）。

工藝目標：1）進精煉品種鑄坯全氧含量具備30×10-6以下控制能力。2）進精煉品種鑄坯低倍檢驗中心疏松≯1.5級，中心偏析≯1.5級，中心縮孔≯1.0級，角部裂紋0級，中間裂紋0級，中心裂紋≯0.5級。3）進精煉品種具備單類夾雜物級別均不超過1.5級、總級別3.0級以下能力，夾雜物總級別≤2.0級比例合格率達到95%以上。

2 控制措施

2.1 轉爐反向渣洗技術優化

2.1.1 反向渣洗機理

在轉爐出鋼前期將預熔渣、合成渣料平鋪加入鋼包包底，利用轉爐出鋼過程中高溫鋼水強大的沖擊攪拌動能形成高堿度、低熔點小液滴，對鋼水進行渣洗，利用渣洗過程中液態高堿度渣與鋼水的比重差，液態渣小液滴不斷從鋼水內部上浮析出，形成倒沉淀現象，在上浮過程中，能夠捕捉彌散在鋼中細小的高熔點夾雜物，上浮到鋼液表面并穩定存在，提高對鋼水的“過濾”效果。

2.1.2 反向渣洗預熔渣、合成渣組分

目前煉鋼老區轉爐用SPHC專用預熔渣成分見表1。合成渣成分為CaO 90%、CaF 10%。

表1 SPHC專用預熔渣成分 %

2.1.3 渣洗工藝

1）原渣洗工藝。為使合成渣能夠充分與鋼水混合，形成“倒沉淀”式反向渣洗效果，在出鋼前加入合成渣（平鋪）到包底2/3，剩余的1/3在出鋼1/2前隨鋼流均勻加入，參考加入量5 kg/t。缺點：一是容易造成造成渣料與引流砂混合燒結，水口不自開；二是由于渣料密度比鋼水密度低，放鋼時渣料漂浮在鋼水表面燒結，阻礙合金化時的合金熔化通路，產生合金結坨[1]。

2）優化渣洗工藝。50 kg全預熔渣+150 kg合成渣（90%石灰、10%螢石），加完合金后開始加入，出鋼結束前加完。

3）優化效果。多功能精煉預熔合成渣及優化的轉爐出鋼反向渣洗技術，發揮了最佳的預脫氧、脫硫能力，降低了精煉進站鋼水頂渣的氧化性及初煉硫含量，縮短了精煉前期成渣時間。渣洗工藝優化前后效果對比見表2。

表2 渣洗工藝優化前后效果對比

2.2 轉爐鋁深脫氧技術優化

1）采用鋁錳鐵動態脫氧機制，根據終點碳含量及補吹次數靈活調整鋁錳鐵加入量。下渣爐次適當補加鋁粒，進一步穩定鋁含量，控制目標為進站鋁含量0.020%～0.030%。

具體加入標準見表3。

表3 轉爐鋁錳鐵動態脫氧參照加入量

2）優化爐型控制及出鋼口部位控制，保證擋渣效果，減少下渣量，根據爐渣氧化性及成分靈活調整擋渣球比重，強化擋渣效果。使出鋼口部位自然形成漏斗形狀，提高擋渣成功率，減少控鋼時間。

2.3 精煉渣系精準控制

爐渣的精煉能力決定于爐渣的化學性質和物理性質，為確保渣盡快形成，并具有良好的流動性、發泡埋弧作用、脫硫及吸附夾雜物的能力，要綜合考慮各組分對造渣的影響[2]。

1）目標渣系化學成分設計見表4。

表4 目標渣系化學成分

2）操作模式優化。結合1#、2#LF精煉爐設備特點，優化完善過程冶煉模式，合理分配不同時間段的任務，杜絕長時間大功率提溫，形成1#、2#LF精煉爐操作模式，見圖1。

圖1 優化后1#、2#LF精煉爐操作模式

3）精煉渣料調整計算。目標控制：渣中CaO含量 45%～55%，CaF2含量 7%，A12O3含量 10%～20%?？紤]轉爐爐渣和渣洗渣量帶入，根據精煉所用石灰、螢石成分計算。精煉加料石灰、螢石比例約為3.5∶1時，可完成控制目標。

4）控制效果。渣中（FeO+MnO）含量由2%降為0.45%；鋼水中溶解氧含量由15×10-6降為5×10-6。

2.4 全保護澆注工藝優化

1）全面推廣使用喇叭式大包水口，品種鋼全部使用AlC質喇叭水口，每爐大包操作實現帶水口開澆，停澆摘水口。

2）優化氬氣管路。增設中間包車隨車氬封管路，完善塞棒中間包沖擊區吹氬管路布置，提高沖擊區密封吹氬保護效果；塞棒中間包塞棒孔、烘烤孔增加密封蓋板，提高密封保護效果。

3）優化氬氣介質保護管路，在現有控制箱基礎上對流量、管路排布、壓力等參數進行了優化，確定合理的氬氣流量控制要求，保證吹氬保護效果[3]。

4）對保護渣結合水口插入深度的變化進行優化，達到減少渣圈、穩定渣厚、保證鑄坯質量的使用效果。通過優化保護渣，水口插入深度由原來的60～80mm提高到80～100mm。

3 實施效果

3.1 鑄坯全氧含量

對質量控制技術優化前后帶鋼坯取樣進行全氧含量及氣體檢測，優化前帶鋼坯全氧含量平均在66×10-6，優化后帶鋼坯[O]含量均大幅下降，全氧含量穩定控制在30×10-6以下。優化前后鑄坯全氧含量對比見表5。

表5 優化前后鑄坯全氧含量及氮含量對比×10-6

3.2 夾雜物等級

對優化前后窄帶軋材夾雜物等級進行檢測對比分析（見表6），優化前軋材夾雜物等級平均在2.11級，優化后軋材夾雜物等級平均控制在1.17級以下。

3.3 低倍檢測

對優化前后帶鋼坯切樣進行冷蝕液酸洗，優化前帶鋼坯存在缺陷較多，包括中心疏松、縮孔、角部裂紋、中間裂紋、較嚴重的三角區裂紋等（見圖2）。優化后未發現內部裂紋等缺陷，組織致密，鑄坯內部質量良好（見圖3）。

表6 優化前后窄帶軋材夾雜物等級對比

圖2 優化前帶鋼坯低倍組織

圖3 優化后帶鋼坯低倍組織

4 結 語

山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠改進優化系列工藝管控措施：1）開發多功能精煉預熔合成渣，研究轉爐出鋼反向渣洗技術，降低了精煉進站鋼水頂渣的氧化性，縮短了精煉前期成渣時間，有效防止了回磷。2）實施轉爐鋁錳鐵動態脫氧工藝和優化轉爐爐口，大幅度提高了深脫氧能力和擋渣能力。3）采用精煉渣系優化和操作模式優化，提高了精煉渣吸附夾雜的能力，鋼水潔凈度顯著提升，鋼中夾雜物總級別明顯降低。4）通過對保護澆注工藝的升級優化，提高了大包、中間包密封保護澆注效果，減少了鋼水二次氧化，改善了中間包流場，延長了夾雜物上浮時間。工藝優化改進后，提高了鋼水潔凈度，鑄坯全氧含量穩定在30×10-6以下，夾雜物總級別穩定在2.0級以下，帶鋼坯內部質量明顯改善，杜絕了冷軋彎裂、起皮等質量問題，滿足了用戶要求，實現了窄帶冷軋用鋼的穩定、批量生產，提升了產品的利潤空間。

[1] 張莉萍，葛建國，趙愛軍.淺談鋼中夾雜物的控制對鋼質量的影響[J].包鋼科技，2002，28（4）：85-87.

[2] 張愛梅.非金屬夾雜物對鋼性能的影響[J].物理測試，2006（4）：42-44.

[3] 李任龍.淺析如何加強冷軋帶鋼表面的質量控制[J].中國機械，2015（9）：102-103

學會動態

2017年焦化行業節能環保及新工藝新技術交流會在河北邢臺召開

7月24、25日，山東、河北、山西、河南金屬學會和河北、山東焦化行業協會在河北邢臺聯合主辦了“2017年焦化行業節能環保及新工藝新技術交流會”，會議由旭陽集團邢臺園區、河北省金屬學會焦化學術委員會協辦、石家莊博華展覽有限公司承辦。來自焦化企業、科研院所、高等院校共70余家企業的180余名專家和代表參加了會議，有16位專家、代表圍繞大會主題作了大會演講。與會代表考察參觀了旭陽集團邢臺園區。

（山東金屬學會秘書處）

Improvement and Optimization for Narrow Cold Rolled Steel Quality Control Technology

MIAO Jinpeng
（The Steelmaking Plant of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

In view of the backward production process,the high quality requirements and the difficult production control of the steel products in the narrow strip production line of the steelmaking plant,a series of technological optimization and improvementmeasures were taken.They are developingmultifunctional refining premelting synthetic slag,optimizing reverse slag washing technology for converter steelmaking,adopting dynamic deoxidizationmechanism of aluminiummanganese iron,optimizing converter aluminum deep deoxidization technology,optimizing the refining slag system and operationmode,upgrading and optimizing protect pouring process and othermethods.After optimization and improvement,the cleanliness ofmolten steel is improved,the total oxygen content of the slab is stable below 30×10-6,the total grade of inclusions is stable below 2,the inner quality of the billet is improved obviously,and the quality problems such as cold roll bend cracking,peeling and so on are avoided.

narrow strip cold rolled steel;inclusion control;dynamic deoxidation;quality control

TG335.5+6

B

1004-4620（2017）04-0019-03

2017-02-08

苗金鵬，男，1987年生，2008年畢業于湖南工業大學鋼鐵冶金專業?，F為山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠技術科助理工程師，從事煉鋼工藝技術及管理工作。