90t電弧爐冶煉Q235B生產(chǎn)實(shí)踐

李維華，林致明 ，王偉，王光文

（福建三寶鋼鐵有限公司技術(shù)中心，福建 漳州 363000）

Q235B帶鋼產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于自行車車架、彈簧片、焊接鋼管、卡箍、輪圈、墊圈、冷彎型鋼配料和鋸條等，按照加工方法分為熱軋和冷軋兩種，鋼鐵廠一般以熱軋狀態(tài)交貨，一般熱軋帶鋼工藝：加熱爐→除磷機(jī)→粗軋機(jī)→除磷機(jī)→精軋機(jī)→表面質(zhì)檢儀→層冷→卷取機(jī)→打捆機(jī)→噴號(hào)機(jī)→入庫(kù)。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，Q235B帶鋼產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力和利潤(rùn)空間越來越大，公司經(jīng)過市場(chǎng)考察后，于2018年年底引進(jìn)了一條熱連軋帶鋼生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)熱軋普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，產(chǎn)品供應(yīng)到下游生產(chǎn)鏈作為冷軋坯料、冷彎型鋼坯、焊接鋼管坯和自行車、小五金制品的制造。本次冶煉試驗(yàn)主要摸索帶鋼用Q235B冶煉的生產(chǎn)工藝及可行性，為后續(xù)連鑄工序和軋鋼工序提供前提條件。

1 冶煉過程控制

碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B生產(chǎn)試驗(yàn)采用堿性電弧爐煉鋼法與LF精煉爐法，脫氧方法采用鎮(zhèn)靜鋼脫氧法，整個(gè)工藝流程為90t堿性電弧爐全廢鋼冶煉→出鋼及脫氧合金化→LF精煉爐→板坯連鑄，具體控制過程如下。

1.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

結(jié)合碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B相關(guān)元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國(guó)標(biāo)GB/T 700-2006規(guī)定的化學(xué)范圍要求，設(shè)計(jì)了其相關(guān)元素含量控制標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

備注：鋼中殘余元素Cr、Ni和Cu含量都不大于0.25%；當(dāng)成品S≥0.030%時(shí)，Mn按照0.30%～0.35%控制；鐵水S＞0.045%不允許入爐冶煉，連鑄開澆爐次Si含量按照目標(biāo)值上限控制。

1.2 步料操作控制

電弧爐裝料操作采用爐頂料罐裝料，裝入量控制在90±10t。為了提高爐襯壽命，減少冶煉時(shí)間與合金元素?zé)龘p，降低電耗與電極消耗、操作過程中主要控制爐料在料罐中的布料合理性，遵循上疏松、下致密、四周低、中間高、爐門口無大料、穿井快、不搭橋、融化快和效率高的原則，具體控制情況如圖1所示。

表1 化學(xué)成分控制標(biāo)準(zhǔn)

表2 爐料熔化過程與操作

圖1 步料操作

1.3 熔化期操作控制

熔化期的主要任務(wù)是將塊狀的固體廢鋼快速熔化，并加熱到氧化溫度，同時(shí)，提前造渣，早期去磷，減少鋼液吸氣與揮發(fā)，操作關(guān)鍵點(diǎn)在于合理供電、及時(shí)吹氧和提前造渣。為了縮短熔化期操作時(shí)間，采用強(qiáng)化用氧、減少熱停工時(shí)間、廢鋼預(yù)熱和提高變壓器輸入功率的措施，具體操作按表2進(jìn)行。

1.4 氧化期操作控制

當(dāng)固體廢鋼料完成熔化，并達(dá)到氧化溫度，脫磷率達(dá)到70%～80%以上時(shí)進(jìn)入氧化期，氧化期的主要任務(wù)是去除鋼液中的磷、氣體和夾雜物、脫碳和升溫到指定溫度，一般為了冶金反應(yīng)的進(jìn)行，氧化開始溫度控制在1550～1580℃，后續(xù)合理控制金屬料的升溫曲線。

1.5 出鋼及預(yù)脫氧合金化操作控制

出鋼過程采用偏心爐底無渣出鋼方式，采用脫氧劑（硅鈣鋇和鋁錠）、硅錳合金進(jìn)行脫氧預(yù)合金化。合金加入順序?yàn)椋好撗鮿桢i合金，合金在出鋼至1/4～1/3時(shí)開始加入，出鋼至2/3～3/4時(shí)加完。合金加入量計(jì)算過程中，出鋼量按90.00t/爐計(jì)，鋼液成分按照各元素含量下限控制。

1.6 鋼包精煉操作控制

鋼包精煉操作的主要任務(wù)是微調(diào)成分、調(diào)整溫度、去氣去夾雜和調(diào)節(jié)電爐與連鑄生產(chǎn)節(jié)奏。精煉操作的核心在于白渣精煉，因精煉操作處理周期有限，白渣形成時(shí)間越早，則有效精煉時(shí)間越長(zhǎng)，效果也越好，精煉渣采用CaO-Al2O3-SiO2系，以保障熔渣良好的流動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)高堿度、低熔點(diǎn)、低氧化鐵的精煉過程，控制好LF爐內(nèi)的還原性氣氛，同時(shí)，做好良好的底吹氬攪拌，保證爐內(nèi)具有較高的傳質(zhì)速度，過程中取樣查看鋼液成分情況，適當(dāng)補(bǔ)加合金元素達(dá)到目標(biāo)值，精煉渣成分如表3所示。

表3 精煉渣成分

2 冶煉結(jié)果

通過采取以上工藝控制措施，對(duì)Q235B前5爐鋼液生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表4所示。

表4 冶煉結(jié)果

3 結(jié)語

通過采用合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，控制好轉(zhuǎn)爐煉鋼五大制度和爐后吹氬處理等工藝手段，冶煉獲得了符合國(guó)標(biāo)Q235B的化學(xué)成分，并且鋼液的氧含量和氮含量較低。試驗(yàn)工藝生產(chǎn)Q235B鋼液相關(guān)的氧含量和冶煉周期均在正常生產(chǎn)控制范圍之內(nèi)，在以后日常生產(chǎn)中是合理可行和值得推廣的。