提高熱軋窄帶鋼Q355B連續(xù)冶煉能力的生產(chǎn)實踐

王 利，張慶峰，劉洪銀，郝 帥

（山鋼股份萊蕪分公司，山東 濟南271104）

1 前 言

在萊鋼620 mm 生產(chǎn)線生產(chǎn)窄帶低合金鋼Q355B產(chǎn)品的過程中，其薄弱環(huán)節(jié)為轉(zhuǎn)爐對連鑄鋼水的持續(xù)供應(yīng)能力不足。其原因是轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕嚴重，使得轉(zhuǎn)爐每連續(xù)冶煉40～60 爐就需進行補爐操作。采用向爐襯侵蝕嚴重部位投擲或噴補耐火材料的方法進行補爐，經(jīng)過1～2 h 的爐內(nèi)高溫?zé)Y(jié)后，補爐料能與轉(zhuǎn)爐爐襯有緊固的結(jié)合，從而增加轉(zhuǎn)爐爐襯厚度，提高轉(zhuǎn)爐爐襯的抗侵蝕性［1］。但對轉(zhuǎn)爐進行補爐的行為降低了轉(zhuǎn)爐連續(xù)冶煉的能力，使轉(zhuǎn)爐的鋼水產(chǎn)量降低，嚴重制約窄帶低合金鋼Q355B生產(chǎn)效率的提升。

2 成分優(yōu)化設(shè)計

Q355B 低合金高強度熱軋鋼帶作為萊鋼620 mm 窄帶線的高效產(chǎn)品，前期化學(xué)成分設(shè)計采用了中碳、高錳（1.3%）并加入少量V（約0.01%～0.02%）微合金化的成分方案，其成分如表1 所示。轉(zhuǎn)爐出鋼過程需添加大量硅錳等合金，且Q355B不進行LF 精煉，無法通過LF 爐通電提溫，出鋼后添加合金量大、溫度損失較大，只能采取轉(zhuǎn)爐高溫出鋼的方法來彌補冷合金加入、爐后吹氬等環(huán)節(jié)的溫降，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐平均出鋼溫度達1 665 ℃，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度統(tǒng)計如圖1所示。

表1 工藝優(yōu)化前Q355B熔煉成分（質(zhì)量分數(shù)） %

圖1 成分優(yōu)化前轉(zhuǎn)爐出鋼溫度統(tǒng)計

以前期研究及生產(chǎn)實踐為基礎(chǔ)［2-3］，對Q355B窄帶鋼的化學(xué)成分進行優(yōu)化，通過減少出鋼時合金加入量，降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，來達到減少爐襯侵蝕，提高單批次冶煉爐數(shù)及產(chǎn)能的目的。相較于優(yōu)化前，將Mn含量降低0.6%，增加0.02%的C、0.01%的V；受620 mm 軋線現(xiàn)場冷卻工藝所限制，≤3.0 mm的薄規(guī)格產(chǎn)品加入0.005%～0.015%的Nb，＞3.0 mm 的厚規(guī)格產(chǎn)品加入0.01%～0.02%的Nb，進行Nb、V 復(fù)合微合金化，以此來保證產(chǎn)品的各項力學(xué)性能符合標準及用戶要求。Q355B 工藝優(yōu)化成分設(shè)計如表2所示。

表2 Q355B工藝優(yōu)化成分設(shè)計（質(zhì)量分數(shù)） %

根據(jù)理論計算，預(yù)計成分優(yōu)化后的Q355B熱軋窄帶鋼，硅錳、釩氮、鈮鐵等合金加入總量降低約10 kg/t鋼，增碳劑增加約0.2 kg/t鋼。合金料的顯著減少對轉(zhuǎn)爐出鋼溫度的降低具有十分積極有效的作用。合金加入量變化如表3所示。

3 生產(chǎn)試制

熱軋窄帶鋼工藝流程為：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬→連鑄→620 mm窄帶成材。

在萊鋼煉鋼老區(qū)1#爐，對優(yōu)化后的Q355B進行了生產(chǎn)試制冶煉。成分優(yōu)化后轉(zhuǎn)爐出鋼溫度情況統(tǒng)計如圖2所示。與前期相比，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度有顯著降低的趨勢。經(jīng)計算，平均出鋼溫度在1 650 ℃左右，且基本控制在1 665 ℃以下。

表3 Q355B工藝優(yōu)化前后合金加入量 kg/t

圖2 成分優(yōu)化后轉(zhuǎn)爐出鋼溫度統(tǒng)計

在620 mm 窄帶生產(chǎn)線對試制鋼坯進行軋制，軋制規(guī)格為2.0～4.85 mm。在軋制過程中，控制終軋溫度在880 ℃以下，卷取目標溫度控制在680 ℃。軋制成材產(chǎn)品的各項力學(xué)性能如表4所示。由表4可以看出，成分優(yōu)化后的Q355B各項力學(xué)性能均符合相關(guān)標準要求。相較于優(yōu)化前，厚度≤3.0 mm的產(chǎn)品平均屈服強度提高了約25 MPa，厚度＞3.0 mm的產(chǎn)品平均屈服強度提高了約21 MPa。抗拉強度和伸長率在優(yōu)化前后相當。

表4 合金優(yōu)化前后Q355B力學(xué)性能統(tǒng)計

4 成分優(yōu)化效果

由于轉(zhuǎn)爐持續(xù)供應(yīng)高溫鋼水的冶煉能力不足，經(jīng)統(tǒng)計，成分優(yōu)化前，在生產(chǎn)Q355B 的過程中，每生產(chǎn)50 爐左右就要進行澆次更換；由合金含量高的Q355B鋼種更換為合金含量低的Q235B、Q195等鋼種，更換澆次的時間約為1.5 h，降低了生產(chǎn)節(jié)奏，限制了Q355B 連續(xù)冶煉能力。成分優(yōu)化后，Q355B 連澆爐次可達120 爐，可持續(xù)生產(chǎn)較高等級的Q355B鋼種，Q355B單澆次產(chǎn)量由1 500 t提高到3 500 t。全年預(yù)計Q355B 熱軋窄帶鋼生產(chǎn)能力可提高5萬t，提高了高附加值鋼種的產(chǎn)量。

5 結(jié) 論

5.1 針對萊鋼620 mm 生產(chǎn)線生產(chǎn)窄帶鋼Q355B的薄弱環(huán)節(jié)，采用降Mn、加Nb、V 復(fù)合微合金化進行成分優(yōu)化，在煉鋼過程中可顯著減少合金料的投入，使轉(zhuǎn)爐出鋼溫度降低了約10 ℃。

5.2 成分優(yōu)化后的Q355B熱軋窄帶鋼各項力學(xué)性能均符合標準和用戶使用需求，且屈服強度較之前有了不同程度提高。

5.3 成分優(yōu)化后，Q355B 熱軋窄帶鋼單澆次產(chǎn)量有了顯著提高，由1 500 t提高到3 500 t。