通鋼120噸轉(zhuǎn)爐冶煉45鋼生產(chǎn)實(shí)踐

秦緒華+張秀華

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

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；45鋼；生產(chǎn)實(shí)踐

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

0 前言

45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制作各種軸、輥、拉桿、活塞等機(jī)械運(yùn)動零部件，對鋼水質(zhì)量要求較高。過去，通鋼45鋼由第二煉鋼廠25噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，鋼水無精煉，質(zhì)量水平低。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，改由通鋼第一鋼軋廠120噸轉(zhuǎn)爐進(jìn)行45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)開發(fā)。2014年6月至12月第一鋼軋廠共生產(chǎn)45鋼36925噸，鑄坯合格率99.98%。

1 主要設(shè)備及工藝流程

通鋼第一鋼軋廠現(xiàn)有2座魚雷罐倒罐站，1臺900t混鐵爐，2座鐵水預(yù)脫硫裝置，3座公稱容量為120t的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)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(jī)，2臺八機(jī)八流直弧形方坯連鑄機(jī)（R9m）。

采用流程：魚雷罐→鐵水包→120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→吹氬站→LF精煉爐→方坯連鑄機(jī)→軋鋼廠。

2 工藝控制

2.1 轉(zhuǎn)爐冶煉操作

（1）終點(diǎn)控制。在煉鋼生產(chǎn)過程中，有一次拉碳、高拉補(bǔ)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(jīng)常采取一次拉碳和高拉補(bǔ)吹的控制方法，目的是為了降低轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧含量，從而控制鋼中氧化夾雜物數(shù)量，保證鑄坯質(zhì)量。通鋼第一鋼軋廠采取的是轉(zhuǎn)爐高拉碳操作，能夠滿足終點(diǎn)雙命中的需求，特別是能夠保證鋼水P含量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，具體見表1。

（2）終點(diǎn)碳的控制。確保終點(diǎn)碳在可控的范圍內(nèi)。煉鋼過程中有時會發(fā)生雖然終點(diǎn)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(diǎn)碳又保證不了。因此在原料入爐時就要保證終點(diǎn)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(bǔ)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(diǎn)磷的控制。現(xiàn)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(xiàn)“返干”現(xiàn)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(jīng)嘗試了雙渣操作，去磷效果好，終點(diǎn)命中率高。但是生產(chǎn)節(jié)奏慢，并且噴濺率明顯提高，影響了鋼鐵料的消耗，不適合現(xiàn)場操作，很少采用。

（5）出鋼擋渣。轉(zhuǎn)爐出鋼過程采用擋渣帽和擋渣棒相結(jié)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(zhuǎn)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(bǔ)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(kuò)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?yàn)橄略可伲籼汲鲣摚菀自斐砂自鲣摚摿蛑聊繕?biāo)范圍內(nèi)的壓力不大。（3）造渣工藝 實(shí)際生產(chǎn)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(chǎn)過程中，精煉造渣分兩步進(jìn)行，一是在轉(zhuǎn)爐出鋼過程加入一定量預(yù)熔精煉渣，在鋼水表面形成稀薄渣，保護(hù)鋼水脫去部分夾雜物。二是鋼水進(jìn)入精煉后，加入適量石灰和鋁礬土，進(jìn)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(tài)，提高鑄坯內(nèi)在質(zhì)量，在精煉處理結(jié)束后，對鋼水進(jìn)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(hù)渣，實(shí)行全程保護(hù)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(tǒng)，拉速控制在1.7m/min，過熱度控制在15-30℃。（4）結(jié)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(jī)抽取100爐成品成分檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，合格率為100%。成分指標(biāo)見表2。

（2）鑄坯質(zhì)量。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼表面質(zhì)量、尺寸、外形均符合要求。對鑄坯內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)部分鑄坯存在1.0級的角部裂紋。低倍檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

（3）性能檢驗(yàn)。隨機(jī)抽取100爐轉(zhuǎn)爐冶煉的45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能檢驗(yàn)情況，力學(xué)性能均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。指標(biāo)見表4。

4 結(jié)語

（1）留碳操作生產(chǎn)的45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）留碳生產(chǎn)45鋼，對冶煉過程中的脫磷提出較高的要求，經(jīng)常出現(xiàn)終點(diǎn)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(biāo)惡化指標(biāo)。（4）鑄坯偶爾會出現(xiàn)1.0級的角部裂紋，分析原因?yàn)殍T坯角部冷卻強(qiáng)度大引起的。

目前通鋼第一鋼軋廠開發(fā)冶煉45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼已取得成功，但是在實(shí)際生產(chǎn)中還存在著生產(chǎn)準(zhǔn)備、原料質(zhì)量、操作水平、工藝參數(shù)改進(jìn)及控制等方面的問題。隨著各項(xiàng)條件、措施的完備，45鋼的質(zhì)量會得到進(jìn)一步提升。