宣鋼生產(chǎn)C72DA工藝控制

閆 軍

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司，河北 宣化075100）

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）生產(chǎn)的C72DA盤條采用控軋控冷技術(shù)，主要用于加工胎圈鋼絲，要求具有成品具有強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊、抗疲勞的良好性能。因此對鑄坯質(zhì)量要求較高，生產(chǎn)初期，顧客反映宣鋼生產(chǎn)的C72DA在拉拔過程中的斷絲率較高，無法滿足生產(chǎn)要求。技術(shù)人員經(jīng)過跟蹤統(tǒng)計(jì)、反復(fù)試驗(yàn)，不斷對煉鋼、精煉、連鑄工藝進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化，終于成功地解決了生產(chǎn)中的難題。目前成分控制穩(wěn)定，鑄坯質(zhì)量良好，生產(chǎn)穩(wěn)定，合格率穩(wěn)定在97%以上。

1 工藝路線

宣鋼生產(chǎn)的C72DA成品盤條供貨予巨力公司，依據(jù)終端客戶鋼種質(zhì)量、使用性能和拉拔加工的要求，結(jié)合宣鋼設(shè)備及實(shí)際控制情況，確定該鋼種的化學(xué)成分控制（見表1）。

表1 C72DA化學(xué)成分控制 %

工藝路線為：鐵水KR脫硫預(yù)處理—150 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉—180 t LF爐精煉—150 mm2連續(xù)澆鑄—鑄坯緩冷—軋制—成品緩冷。

2 生產(chǎn)工藝控制

2.1 鐵水預(yù)處理工藝

該鋼種硫含量要求較低，考慮到轉(zhuǎn)爐冶煉過程中物料帶入硫，要求入爐鐵水w（S）≤0.003%。宣鋼自產(chǎn)鐵水中P、S含量普遍偏高，因此采用KR鐵水預(yù)處理技術(shù)對鐵水進(jìn)行脫硫處理，為保證脫硫效果，脫硫前扒除前渣，處理后脫硫渣扒除干凈，防止冶煉過程中回硫。

為了保證轉(zhuǎn)爐吹煉過程中快速成渣，要求入爐鐵水溫度T≥1 250℃，但鐵水深脫硫后溫降較大，因此，在保證有效脫硫的前提下，脫硫劑加入量控制越少越好，降低脫硫過程中的溫降。同時(shí)必須掌握好脫硫劑加入時(shí)機(jī)，加入過早，脫硫劑不能隨渦流充分彌散至鐵水中，影響脫硫效果；加入過晚，高速攪拌時(shí)，易產(chǎn)生飛濺，使脫硫劑利用率降低，最好控制在渦流即將剛形成或剛形成時(shí)加入，1.5～2.0 min內(nèi)加完，后逐漸提高攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度，確保脫硫效果。

2.2 轉(zhuǎn)爐冶煉工藝

為了減少廢鋼帶入雜質(zhì)，冶煉C72DA時(shí)，廢鋼使用宣鋼自循環(huán)鋼筋，且廢鋼必須干凈，不得含有油污，C72DA要求成分穩(wěn)定，鋼中雜質(zhì)元素及P、S等有害元素含量盡可能低，因此對轉(zhuǎn)爐過程和終點(diǎn)控制要求較高。轉(zhuǎn)爐采用雙渣法冶煉，造渣料保證干燥，過程采用恒氧壓、變槍位操作，根據(jù)爐口火焰情況及時(shí)調(diào)整槍位和加料，終渣堿度不小于3.5，確保轉(zhuǎn)爐脫磷效果，復(fù)吹采用全程底吹氬氣工藝，終點(diǎn)控制碳、磷、溫度三者協(xié)調(diào)，要求終點(diǎn)控制如表2所示。

表2 轉(zhuǎn)爐冶煉C72DA終點(diǎn)控制

采用低氮增碳劑對鋼水配碳，合金化采用低碳錳鐵和低鈦硅鐵，避免使用強(qiáng)脫氧劑，采用低鈦硅鐵合金本身脫氧，減少雜質(zhì)元素的帶入，合金使用前必須經(jīng)過合金烘烤爐進(jìn)行烘烤加熱，合金加完后加入72A專用預(yù)熔精煉渣1 750 kg，確保鋼水進(jìn)LF后快速成渣。出鋼前30 s打開鋼包氬氣開關(guān)吹氬，排凈包內(nèi)空氣，出鋼過程采用鋼包全程吹氬進(jìn)行強(qiáng)攪拌，出鋼后調(diào)小氬氣流量，保證液面微動即可。

轉(zhuǎn)爐出鋼采用滑板擋渣[1]，操作中使用前擋加后擋工藝配合紅外下渣自動檢測技術(shù)，調(diào)整滑板擋渣控制參數(shù)，將下渣百分比調(diào)整為最高要求，保證擋渣效果，盡可能減少鋼包下渣量，鋼包渣層厚度≤20 mm。加強(qiáng)出鋼口的維護(hù)，保證冶煉C72DA時(shí)出鋼口壽命在40～120次之間，出鋼口形狀規(guī)整不散溜，出鋼時(shí)間不得小于5 min。

2.3 LF精煉工藝

LF是精確調(diào)整鋼水成分，去除夾雜物的主要環(huán)節(jié)，為連鑄提供合格的、可澆性良好的鋼水。宣鋼冶煉C72DA時(shí)，LF采用雙工位生產(chǎn)，鋼水進(jìn)站后補(bǔ)加72A專用預(yù)熔精煉渣950 kg，采用低鋁硅鐵粉和90碳化硅進(jìn)行脫氧，隨后加入渣料早白渣。為保證進(jìn)站成分具有代表性，送電15 min后，確保渣料全部熔化良好，取鋼樣和渣樣進(jìn)行分析。LF處理過程中及時(shí)蘸取渣樣，將堿度控制在0.8～1.0之間。

精煉過程在保證鋼液面不裸露的情況下采用最大吹氬強(qiáng)度，精煉結(jié)束后進(jìn)行軟吹氬處理，軟吹時(shí)間≥40 min，足夠的軟吹時(shí)間可以使夾雜物充分上浮[2]，從而減少鋼中夾雜物的含量，提高鋼水的潔凈度。軟吹過程中暫時(shí)不加覆蓋劑，待鋼水出站前加覆蓋劑上連鑄平臺。

2.4 方坯連鑄工藝

宣鋼使用十二機(jī)十二流小方坯連鑄機(jī)澆注，斷面采用150 mm×150 mm，其主要工藝參數(shù)如表3所示。

表3 連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)

為保證鑄坯質(zhì)量合格，C72DA生產(chǎn)前，C72DA生產(chǎn)前，連鑄機(jī)修查水需求，確保機(jī)設(shè)備工況良好，二冷噴淋管對中，檢查噴嘴霧化情況，保證噴射角度正常，氣霧噴嘴無堵塞，避免鑄坯冷卻不均勻。

澆注過程中執(zhí)行恒拉速拉鋼，避免拉速波動，拉速控制在1.8 m/min，防止鋼坯內(nèi)出現(xiàn)間隔性疏松，避免產(chǎn)生縮孔，采用二冷水自動配水技術(shù)，比水量控制在0.55～0.65 L/kg。C72DA液相線溫度為1 470℃，控制過熱度保持在20～30℃，避免過熱度太高在結(jié)晶過程中鋼坯內(nèi)柱狀晶發(fā)達(dá)而出現(xiàn)的搭橋現(xiàn)象。

連鑄機(jī)采用氣霧冷卻，為保證鑄坯合格，C72DA生產(chǎn)前，必須對連鑄機(jī)進(jìn)行檢修查水，保證鑄機(jī)設(shè)備工況良好，二冷噴淋管對中，檢查噴嘴霧化情況，保證噴射角度正常，氣霧噴嘴無堵塞，避免鑄坯冷卻不均勻。

結(jié)晶器水流量控制在115～125 m3/h，電磁攪拌參數(shù)為240 A/4 Hz，采用液面自動控制技術(shù)，結(jié)晶器內(nèi)加專用保護(hù)渣澆筑，做到少加、勤加保持液面覆蓋良好，保證適當(dāng)?shù)囊涸鼘雍穸群鸵欢ǖ姆墼鼘雍穸龋砻鏌o發(fā)紅和裸露現(xiàn)象，火苗均勻。

采用F-EMS末端電磁攪拌技術(shù)，針對C72DA方坯1.8 m/min工作拉速，通過射釘法測定坯殼厚度，末端電磁攪拌裝置中心處安裝在距彎月面6.5 m處，參數(shù)控制為260 A/4 Hz，充分發(fā)揮末端電磁攪拌攪拌效果，保證末端鑄坯內(nèi)鋼液快速流動，抑制柱狀晶的發(fā)展，避免最后凝固區(qū)域形成的“搭橋”現(xiàn)象[3]，獲得中心寬大的等軸晶帶，有效控制鑄坯中心碳偏析。

保證鑄坯質(zhì)量必須減少鋼水二次氧化。產(chǎn)生鋼水二次氧化的原因一是大包開澆后，長水口保護(hù)掛得不及時(shí)或提前摘下長水口保護(hù)，二是在中包內(nèi)的注流沖擊區(qū)的覆蓋劑加入不及時(shí)[4]。宣鋼采用全過程保護(hù)澆注，大包采用鋁碳質(zhì)長水口，先掛大包長水口在開澆，嚴(yán)禁敞流澆鑄，大包嚴(yán)禁下渣，水口插入鋼水液面200 mm以上，氬封保護(hù)澆注，浸入式水口加裝密封圈，水口插入鋼水液面100～150 mm。基本杜絕了鋼水的二次氧化，同時(shí)減少了鋼液鑄流在流動過程中產(chǎn)生負(fù)壓而造成的鋼液吸氮。

2.5 鋼包要求

鋼包應(yīng)為在線周轉(zhuǎn)包（甲級罐），5個(gè)鋼包周轉(zhuǎn)，并能滿足精煉要求，鋼包包口及時(shí)清理，鋼包內(nèi)必須潔凈，無包底，無積渣，鋼包兩塊底吹磚透氣良好，能夠滿足精煉吹氬需要。

3 連鑄坯質(zhì)量分析

生產(chǎn)中，每流取1塊做低倍，選取過熱度25℃和30℃的爐次，每流取碳偏析樣，鑄坯質(zhì)量控制如表4所示。

表4 鑄坯質(zhì)量控制情況

4 結(jié)論

宣鋼經(jīng)過C72DA生產(chǎn)過程中不斷對煉鋼、精煉、連鑄工藝的調(diào)整優(yōu)化，鋼水成分控制穩(wěn)定，連鑄澆注順利，鑄坯質(zhì)量控制良好，各項(xiàng)指標(biāo)均有較大提升，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可控。目前宣鋼生產(chǎn)C72DA胎圈鋼質(zhì)量穩(wěn)定，可拉拔至0.28 mm，得到了下游用戶的認(rèn)可。