转炉高拉碳.doc

高拉碳法冶炼82B系列钢的生产实践
发布时间： 2011-04-08 　 浏览次数：409
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姚志超1，吕成洵2
(1．北京矿冶研究总院，北京 100044；2．首都钢铁股份有限公司第二炼钢厂，北京 100041)
摘 要：根据首都钢铁股份有限公司第二炼钢厂生产的实际情况，初步分析了高拉碳法冶炼82B系列钢的过程控制。在分析了复吹转炉脱磷的热力学与动力学条件的基础上，利用吹炼前期低温的有利条件实现钢-渣充分脱磷、前期双渣后进行少渣冶炼、高碳出钢，以实现复吹转炉吹炼前期高效脱磷。出钢碳质量分数由原来的平均0.10％左右提高到0.34％左右，大于0.40％者达到50％。
关键词：转炉；82B盘条钢；高拉碳法
中图分类号：TF762.5 文献标识码：B 文章编号：1002-1043(2010)03-0034-03
Practice on refining 82B steel by high tapping carbon content
YAO Zhi-chao1。LV Cheng-xun2
(1．Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy，Beijing 100044，China；2．No．2 steel-making plant of Shougang Group，Beijing 100041，China)
Abstract：In 1ight of the actual conditions of the converter production in No．2 Steelmaking Plant of Shougang the process control in refining 82B steel by high tapping carbon content is preliminarily analyzed．On the basis of analysis on the thermodynamics and dynamics conditions of dephosphorization in the combined top and bottom blown converter it's concluded that high efficient dephosphorization in the early combined blowing stage in converter can be realized by taking the advantages of low temperature in this stage to fully dephosphorize the liquid steel with single slag and then refine with double slags of small quantity and finally tap the liquid steel with high carbon content．The carbon quality fraction in tapping rises to about 0.34％ from original 0.10％ and the fraction over 0.40％ reaches 50％．
Key words：converter；82B wire rod；high tapping carbon content

82B系列钢主要用作桥梁缆索，本钢种要求钢质纯净，非金属夹杂含量低，并具有较好的表面质量[1]。在硬线盘条82B系列钢生产的脱磷处理工艺中，结合国外复吹转炉脱磷理论及具体条件[2-3]，分析了复吹转炉脱磷的热力学与动力学条件。开发复吹转炉在中、高碳出钢条件下(出钢碳质量分数控制在0.4％～0.6％)钢水(P)≤0.01％的冶炼工艺技术，充分发挥转炉高碳出钢时钢水洁净度高、生产成本低的技术优势[4]，形成复吹转炉高拉碳生产方式冶炼低磷钢的工艺技术。高拉碳法冶炼为后续吹炼操作创造了较大的调整空间，同时也为开发与完善复吹转炉吹炼中期不倒炉的预炼、直炼脱磷工艺奠定基础。

1 高拉碳脱磷理论分析
采用脱磷的经典计算公式为黑勒(Healy)公式(1)和STB复吹转炉脱磷经验公式(2)，分析复吹转炉炼钢条件下脱磷过程的主要影响因素和脱磷限度[5-6]
lg(P)／([P])=22350／T-16.0+2.5 lg(T．Fe)+0.08(CaO)         (1)
lg(P)／([P])=12210／T-9.332+0.74519(T．Fe)+2.35819(CaO)    (2)
熔池反应：2[P]+5[0]=(P205)
渣钢反应：(P205)+3(Ca0)=(3CaO·P205)
根据上述反应式，可计算出渣、钢间磷的分配系数。图1给出了温度对磷分配系数的影响。

2 冶炼工艺及成分控制
2.1 工艺路线
铁水鱼雷罐→(脱硫) →210t顶底复吹转炉→LF→160 mm× 160 mm方坯铸机。

2.2 生产的部分82B钢种成分
82B系列部分钢种的成分如表1所示。

Cr含量判定成分按季节进行调整，具体情况如表2所示；

2.3冶炼操作和枪位控制
图2和图3分别为单渣和双渣冶炼的典型枪位控制图。

从图2和图3可以看出，单渣法造渣制度及吹炼制度为开吹枪位为2.6 m，拉碳枪位为1.8 m，顶吹供氧流量为42500m3／h，造渣方式为石灰分两次加入，4.5 min内加完，第1批6t，第2批5t，矿石第1批2t吹炼后期加矿石0.5 t，萤石300 kg。冶炼时间11.9 min耗氧量8 470 m3；终渣碱度按3.2～3.6控制；双渣法造渣制度及吹炼制度为前期开吹枪位2.6～2.7 m，提枪枪位2.5～2.6 m，前期造渣料采用石灰和矿石造渣，化渣良好，碱度按2.0左右控制，在吹炼5 min左右倒出第1批渣。再吹枪位2.5～2.0 m，拉碳枪位1.8～1.9 m，2批造渣料采用石灰和矿石造渣。吹炼到9 min左右时将氧气流量由42000～42500 m3／h降低到37 000 m3／h，吹炼约50～60 s(耗氧500～600 m3)后，再恢复到原来的氧气流量，降氧流量时枪位在2.0～2.2 m，在吹炼8～9 min时添加500kg矿石和300～400kg萤石。在造渣制度选择上，一般在铁水硅含量高时采用双渣法。

2.4 终点碳和温度控制
终点钢液C质量分数按0.20％～0.40％控制，终点(C)＜0.10％改炼其他钢种，后吹两次以上改炼其他钢种。出钢目标硼(P)≤0.012％，出钢温度按1580～1610℃控制。

2.5 脱氧合金化
采用低氮增碳剂增碳；采用Si-Mn合金配Si，不足Mn用高碳Mn-Fe补齐。根据钢种成分要求，采用高碳Cr-Fe配Cr，V-Fe配V，Cr及V的吸收率均按90％考虑。终脱氧采用每炉加入300kg Si-Ca-Ba合金，考虑Si-Ca-Ba合金增Si量。

2.6 出钢要求
出钢口寿命在200炉以下，保证圆流出钢，出钢时间控制在5～8 min。严格采用挡渣出钢措施，确保挡渣出钢效果，钢包目标渣层厚度在100mm以下。视终点情况在出钢过程中加入合成渣500～1 000 kg／炉。

3 生产结果及讨论
自2006年2月以来，针对高碳钢高拉碳做了多次试验，无论是从出钢成分控制还是从温度控制都取得了明显的进步。仅取2007年以来数据进行说明，2007年1～5月SWRH82B-1钢终点控制情况如表3所示。

从表3可以看出，1～5月冶炼82B系列钢终点控制情况，在出钢碳上，一季度平均出钢碳质量分数为0.34％，4、5月份平均出钢碳质量分数为0.40％和0.42％；可见，自采用高拉碳控制方案以来，终点碳控制较理想，特别是4月份以来，平均出钢碳质量分数达到了0.40％的水平，基本达到了高拉碳的控制目标。
在出钢温度和成品磷控制上，一季度平均出钢温度为1589℃，4、5月份平均出钢温度为1581℃和1582℃，出钢温度与第一季度相比有所下降，但4、5月份自废钢量向下调整以后，出钢温度控制基本稳定，没有出现大的波动现象。一季度成品钢平均磷质量分数为0.015％，4、5月份成品钢平均磷质量分数为0.016％和0.014％，在4月份曾出现成品钢磷控制偏高，这与4月份副原料以及铁水条件波动有一定关系，但主要还是出钢碳与出钢温度控制上影响了成品磷的控制水平，同时岗位操作也不够精心。其中4月份和5月份已经实现了出钢碳质量分数大于0.40％的比例达到50％的目标，这为以后开发更高级别的高碳钢创造了条件。
本次试验为生产性试验，是为了更好地为冶炼提供经验数据。在以后的生产中，随着该厂考核奖励指标的改变，以及随着出钢碳的提高，炉内反应比较剧烈，容易造成喷溅。所以在以后的生产中，出钢碳以满足操作要点为准。

4 结论
1)在82B系列钢转炉冶炼工艺中，利用吹炼前期低温的有利条件实现钢-渣充分脱磷、前期双渣后进行少渣冶炼、高碳出钢等工艺，可以实现复吹转炉吹炼前期高效脱磷。
2)自采用高拉碳控制方案以来，终点碳控制较理想，出钢碳质量分数由原来的平均0．10%左右提高到0.34％左右，出钢碳质量分数大于0.40％者的比例达到50％。

[参考文献]
[1]李桂英。姜世全．盘条质量研究[J]．金属制品，2005，31(3):42-44．
[2]杨文远。陈华。郑丛杰。等．大型转炉炼钢脱磷的研究[J]．炼钢，2(R)2，18(1)：30-34．
[3]张昭，屈文胜．赵殿清．210 t转炉顶底复吹技术的开发和应用[J]．包钢科技。2004．30(2)：34-37．
[43 田志红．李永东．乇海宝．等．高托碳法冶炼高碳钢的生产技术[C]//第15届全嗣炼钢学术会议文集．180-183．
[5]刘跃．刘浏．佟溥翘．等．优质高碳钢高拉碳前期脱磷过程控制[J]．炼钢．2006，22(2)：27-29．
[6]陈家祥．炼钢学原理l-M]．北京：冶金工业出版社．1999．