錨桿鋼坯生產工藝研究

張興洲

（山東石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城 271612）

石橫特鋼集團有限公司煉鋼廠一煉鋼車間有1座80t轉爐、1座LF爐和一條六機六流連鑄機生產線，于2016年4月投產，主要生產螺紋鋼、錨桿鋼，設計年生產能力為140萬t鋼坯/年。錨桿鋼是石橫特鋼的專業化產品，每年將近40多萬噸的產品銷售計劃，根據公司產品布局，一煉鋼車間是錨桿鋼坯的主要生產車間。車間生產錨桿鋼的種類也較多，MG335、MG400、MG500等三個系列十多個品種。每個品種對應不同的生產工藝，從轉爐、精煉、連鑄等都需要不同的生產過程調整。不同于普通的螺紋鋼，錨桿鋼對鋼坯的質量要求非常高，因為錨桿在軋制成材后，需要截斷使用，作為礦用支護工具，需要有較強的支撐力，且在受較強沖擊力下不能出現斷裂。因此，為保證錨桿鋼的質量，需要做好從轉爐到連鑄整個生產工序的工藝研究，以穩定鋼坯質量。

1 基本條件

1.1 車間生產工藝流程

我公司煉鋼廠一煉鋼車間生產流程如下圖所示，其中連鑄機是由上海重礦設計的六機六流剛性引錠桿式全弧形連鑄機。2016年4月投入生產，主要生產165mm×165mm規格的小方坯，定尺6m～12.4m，產品主要用于生產螺紋鋼、錨桿鋼。其具體工藝參數見表1。

圖1 一煉鋼車間（45t），二、三煉鋼車間（60t）工藝流程圖

1.2 冶煉條件

轉爐爐座數與形式：1座頂底復吹轉爐；

轉爐平均出鋼量：85t/爐；

轉爐平均冶煉周期：24min/爐；

精煉設備：1座LF；

精煉平均處理周期：18min。

2 分崗位生產控制要點

2.1 轉爐

（1）生產錨桿前，對鐵水和廢鋼要充分了解，做好鐵水成分的提前檢測，對于P含量超標、S含量超標的進行鐵水預處理；廢鋼中有害元素較多的要分類處置。

（2）實施留渣操作：在鐵水條件符合留渣工藝要求的前提下，積極實施留渣操作。將轉爐上爐部分或全部的高堿度、高氧化亞鐵渣留在爐中濺干后加料，以加速下一爐初期渣的成渣過程。過程增加石灰用量，提高終渣堿度至2.5～2.8，提高轉爐終點碳含量，終點碳含量要大于0.06%，出鋼強脫氧，降低鋼水氧化性。提高終點命中率，減少點吹次數。

（3）提高轉爐爐后鋼水成分進限率，穩定在70%以上，以減少精煉爐補加合金量，留出充分的時間進行鋼水成分、溫度均勻性控制。

（4）加強轉爐出鋼擋渣操作控制，保證擋渣出鋼，避免出鋼下渣，減少下渣回磷造成磷超。

（5）控制轉爐點吹過氧化爐次，加強脫氧，減少后期氧化性強造成鋼水氧化物超標。

2.2 精煉爐

2.2.1 成分控制

確保坯樣成分指標符合規定要求，在此基礎上為降低合金成本努力做到Si、Mn指標控制在下線+0.03%～0.05%范圍內。

2.2.2 溫度控制

作為中間環節，精煉爐出鋼溫度的高低，對連鑄的生產節奏和鑄坯的質量起著重要作用。精煉爐要控制好轉爐提供給精煉爐的不合適溫度，提高操作水平，創造符合生產的有利條件，使連鑄達到順產、穩產、高產。杜絕因溫度低導致鋼包鋼水拉不凈或出現中間包凍死現象；杜絕因溫度高導致中間包溫度過高，出現鑄坯質量缺陷等問題。

2.2.3 吹氬控制

預吹氬、加軋廢調溫、調合金時采用強攪拌，以加速軋廢、合金的熔化，鋼包到達精煉爐吹氬站時包內各部位的溫度和成分不均勻，需用強攪拌來保證鋼水成分和溫度均勻。其后采用軟吹氬以促進夾雜物上浮，時間必須保證在8min以上，才能起到凈化鋼水的作用。

因鋼水硫高需上精煉爐脫硫時，需在還原氣氛下進行強攪拌，更好的進行脫氧、脫硫反應，促進夾雜物的上浮，加速渣鋼界面反應以利于脫硫。

表1 錨桿鋼連鑄配水工藝參數

2.3 連鑄

（1）加強連鑄二冷室維護，定期校對二冷室支撐輥及噴淋，保證弧面精準及均勻冷卻。

（2）加強二冷水水質控制，定期取送水樣檢驗，對水質超標問題及時反饋廠家調整加藥工藝，保證水質穩定，滿足生產要求。利用換包時間做好對二冷噴嘴的檢查和更換工作。

（3）做好保護渣的使用，按照“勤”“少”“勻”的原則加入，保證液渣層厚度8mm～15mm，做好自動加保護渣系統的使用維護。

（4）嚴格按照鋼種液相線溫度+過熱度控制鋼水工序溫度，鋼水過熱度在15℃～20℃左右，對溫度超標爐次嚴格考核，提高崗位班組溫度精準控制意識。

（5）穩定生產節奏，實施滿液面拉鋼，通過及時更換中間包水口，保證中間包液面不低于700mm。

（6）加強連鑄細節操作控制，保證浸入式水口居中，不允許出現偏沖問題，浸入式水口使用前要做好烘烤，烘烤時間在1h～2h，使用壽命控制在6h～8h，根據浸入式水口紅亮程度及時更換，不允許出現掉塊后再進行更換。通過中間包車上下調整，確保浸入式水口插入深度控制在100mm～110mm左右。

（7）對于下渣或更換浸入式水口的鋼坯要截取出來，避免在軋制過程中出現堆鋼。

（8）做好設備點檢維護工作，保證拉矯機壓力穩定在2.0Mpa～3.0Mpa，如發現拉矯輥出現磨損要及時下線更換。

（9）做好中間包連續測溫系統的維護工作，確保連續測溫的準確性，定期使用熱電偶進行人工測溫進行效驗。

（10）做好中間包的砌筑跟蹤，中間包烘烤按照4h～5h烘烤，嚴格按照烘烤曲線進行烘烤。使用過程中要做好中間包包壁的溫度測量和包稱耐材（特別是沖擊區耐材）的監護工作。

（11）嚴格執行大包加長水口制度，實施全保護澆注。

（12）開啟電磁攪拌，采用非正旋振動方式。

（12）摸索高釩鋼種鋼坯冷卻制度。

（13）優化二冷配水系數，制定錨桿鋼專用配水曲線。為降低鋼坯中間裂紋，對二冷配水曲線進行優化。在編制水表時，可以將熱力學邊界條件的變化考慮在內。考慮比水量與拉速的關系，制定二次方程配水曲線Q=a*V2+b*V+c。根據上重礦設計參數，結合車間實際二冷分配比例零段：Ⅰ段：Ⅱ段：Ⅲ段=35%：37%：18%：10%，同時考慮不同鋼種特性及不同拉速下鋼坯冷卻需求量，進行調整配水系數，逐步優化試驗，結合低倍試驗情況進行完善，制定出弱冷配水曲線。

2.4 其它質量控制注意事項

（1）生產錨桿鋼必須使用磚包砌筑鋼包，同時要保證鋼包透氣磚的透氣性。

（2）鋼包灌裝引流砂時要注意水口眼灌滿，保證鋼包自開率100%。

（3）做好鋼包加揭蓋設備的維護工作，確保使用正常，降低轉爐出鋼溫度，降低鋼水氧化性，減少鋼包溫降。

（4）做好光譜分析儀的日常效驗，確保化學成分數據檢測的準確性。

（5）做好每爐鋼坯低倍取樣工作，根據低倍檢測數據進行參數調整。

（6）在鋼坯轉到軋鋼之后，跟蹤鋼坯軋制情況及性能檢測情況，對于性能不足或表面質量出現結疤、裂紋的及時調整后續生產工藝。

3 錨桿鋼坯低倍質量

表2 錨桿鋼坯低倍明細

4 結論

（1）通過加強全流程的生產工藝優化和生產，錨桿鋼質量穩定，低倍檢測數據符合要求。

（2）經過一系列摸索，車間在生產錨桿鋼時在保證鋼坯質量的前提下，提高了生產效率。