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SPHC钢硅窄成分控制

时间:2019-10-09 10:57:05|来源:2019炼钢生产新工艺新技术新产品研讨会论文集|浏览:|评论:0条   [收藏] [评论]

SPHC钢硅窄成分控制赵永安 王渐灵 于朋(鞍钢集团朝阳钢铁有限公司,辽宁朝阳,122000) 摘 要:针对低碳硅铝镇静钢SPHC硅含量窄成分控制进行研究,结果表明控制硅含量的关键点在于:转炉…

SPHC钢硅窄成分控制

赵永安  王渐灵  于朋

(鞍钢集团朝阳钢铁有限公司,辽宁朝阳122000

 要:针对低碳硅铝镇静钢SPHC硅含量窄成分控制进行研究,结果表明控制硅含量的关键点在于:转炉控制下渣量、LF控制各阶段合适的钢水Als含量、降低入精炼S含量、减少精炼处理时间。通过以上措施,SPHC钢硅窄成分控制取得了较好的效果。

关键词:SPHC低硅铝镇静钢窄成分控制

Control of narrow Silicon composition in SPHC steel

Zhao YonganWang Jianling

(Ansteel Group Chaoyang Iron & Steel Co. Ltd.Chaoyang122000LiaoningChina)

Abstract: Study on the control of narrow Silicon content in SPHC sedation steel with low carbon Silicon aluminum.The results show that the key point of controlling Silicon content is: reducing amount ofthe ladle slagLF controls appropriate steel Als content at all stagesreduce S content in refiningReduce refining processing time.Adoption of the above measures,SPHC steel narrow Silicon component control has achieved good results.

Key words:SPHC;Low Silicon aluminum sedation steel; Narrow component control

1 前言

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司(以下简称朝阳钢铁)现拥有2座板坯连铸机,生产钢种主要包括普碳系列钢、集装箱钢、低碳以及低碳钢等,目前,国内外对低碳低硅钢的需求日益增大,其中SPHC钢是用途广泛的热轧钢种之一,朝阳钢铁2018年SPHC钢种产量占总产量的58.52%。因此,SPHC系列低碳低硅钢的成分控制影响到整个生产线产品的品质,其中以硅含量的控制显得尤其突出。

目前朝阳钢铁SPHC钢种Si含量内控为0.05%以下,窄成分控制目标为0.03%以下,通过一系列措施,目前SPHC钢种硅含量小于0.03%比例由45%提升至80%以上。

2 设备概况和工艺流程

2.1设备概况

朝阳钢铁主要工艺设备包括:单喷颗粒镁铁水脱硫站2座,120t顶底复吹转炉2座,120tLF精炼炉2座,ASP1700连铸机2台。

2.2工艺流程

优质低碳低硅钢的工艺流程为:铁水预处理一120t顶底复吹转炉冶炼一LF精炼一薄板坯连铸一加热一热轧一分卷一包装。

3 SPHC钢的化学成分及性能

SPHC属于低碳、低硅、供冷轧用的钢种,多用于冲压和面板成形等深加工用材,因此要求钢材的延伸性能要好。为了保证钢材的性能(较低的强度和较好的镀锌、彩涂效果),内控要求在0.05%以下。成分要求见表1。

1 SPHC钢种成分要求

化学成分/

C

Si

Mn

P

S

企业标准

≤0.12

≤0.05

≤0.60

≤0.030

≤0.020

内控

0.0250.06

≤0.05

≤0.25

≤0.020

≤0.015

Si元素对钢板的涂镀性能有着重要的影响,钢中Si含量大于0.04%时,高温涂镀板面上形成氧化膜,很难被还原,涂镀后表面生成很厚的灰白色镀层,其粘附性能差,Si含量高了还会影响钢的可塑性和韧性。所以控制好钢水中Si元素,就能够提高低碳低硅钢的质量。

4 控制回硅的措施

4.1 原材料成分控制

4.1.1 铁水成分

朝阳钢铁的铁水质量经常发生波动,铁水条件及精炼初始成分如下表2、表3:

2 铁水条件

成分

C

Si

Mn

P

S

含量%

3.96~7.38

0.16~0.69

0.15~0.32

0.056~0.155

0.010~0.066

平均含量%

5.22

0.38

0.22

0.102

0.033

3 精炼初始成分

成分

C

Si

Mn

P

S

含量%

0.017~0.048

0-0.02

0.09~0.19

0.005~0.19

0.022~0.086

平均含量%

0.033

0.006

0.13

0.012

0.043

精炼处理前S含量分布在0.022%~0.086%,平均0.042%;成品S含量在0.002%~0.012%,平均S含量0.006%。钢水进精炼站硫普遍偏高,LF 精炼炉脱硫任务重,控硅难度大。LF精炼炉脱硫量越大,成品硅含量越高,因此从控硅角度讲应降低入炉铁水及废钢S含量,确保转炉供LF炉钢水中较低硫含量,减轻LF炉脱硫压力。

4.1.2 石灰成分

目前朝阳钢铁使用自产石灰及石灰小粒,理化指标见表4

4 自产石灰、石灰小粒理化指标

成分

CaO

MgO

SiO2

S

Ig

活性度

石灰%

87.5

4.91

1.00

0.033

5.95

340

石灰小粒%

86.2

5.06

1.11

0.035

6.83

328

精炼用石灰小粒SiO2含量为1.11%,符合石灰小粒(w(SiO2)<2 )标准,并控制原材料带人的SiO2量,满足现有生产需求。

4.2 转炉下渣量控制

转炉冶炼为氧化性气氛,铁水中的硅元素经过转炉冶炼后几乎全部氧化进入渣中,转炉终渣中w(Si02)一般为7%~17%,平均含量12.8%。因此,控制钢水硅含量首先在于出钢过程中减少下渣量,避免渣中存在大量的Si02,下渣量与SPHC 硅含量成正比关系(见图1)


从图1可以看出,随着LF前渣厚的增加,SPHC中包Si含量逐渐增加。

朝阳钢铁转炉采取顶底复吹,冶炼低碳钢终渣w(FeO)<20 ,严格控制出钢时间3 min以上,不散流,否则更换出钢口,并通过转炉下渣检测系统和挡渣锥挡渣从而使下渣量得到有效控制。

4.3 LF精炼操作控制

4.3.1 氩前钢水S控制

LF炉造渣脱S化学反应方程式如下:

FeS+CaO=Fe0+CaS

3Fe0+2Al=A1203+3Fe

由于低碳低硅钢SPHC是铝镇静钢,若是转炉出钢S含量高,在LF处理周期固定的情况下,精炼需更快造成白渣以降低钢中S含量,过多过快的加入铝粒导致渣中SiO2快速被还原,因此入精炼S对低硅钢回硅有一定影响,入精炼S含量与钢水Si含量关系见图2。


由图2可以看出随着入精炼S含量的增加钢水Si含量有上升趋势,尤其是当入精炼S大于0.030%时,中包Si含量大于0.03%比例明显增加。因此降低LF前S含量控制在0.03%以下对控制精炼回Si有利。

4.3.2 入精炼前氧含量控制

精炼前氧含量高的炉次,一般其顶渣的氧化性较强。在处理过程中为达到还原渣效果需加入更多的铝线段及铝粉进行渣的脱氧,渣中的Si02也将被A1还原成Si,进入钢水中,导致LF炉处理过程回Si。

4.3.3 精炼Al含量控制

精炼处理过程,铝线段及铝粉加入量大,炉次过程Als偏高,促进了钢渣中SiO2与铝发生还原反应,从而增加了钢水中Si含量,过程铝含量与成品Si关系见图3


从图3中可以看出,精炼过程A1s含量与终点钢水Si含量有一定正比关系。实际生产前期精炼过程Als控制越高,Si含量超标炉次较多,经过调整后在满足造白渣任务的前提下,精炼LF炉注意控制Als在0.03%~0.05%,对控制回Si起到较明显的效果。因此精炼过程Als含量控制是影响钢水Si含量的重要因素。

4.3.4 处理周期控制

随着精炼处理周期不同,中包Si含量有一定变化,两者之间关系见图4


从图4可以看出,随着LF处理周期的增加,中包Si呈上升趋势,尤其是当精炼处理周期超过50min以后,中包Si含量均达到0.03%以上,因此控制LF炉处理周期是影响精炼过程回Si的主要因素。要严格控制精炼时间,要求控制在35~50 min。

5 结论

1)控制SPHC系列低碳低硅钢回硅的关键在于转炉工序。转炉工序通过下渣自动检测技术辅助,同时提高转炉挡渣成功率,有效地控制了下渣量,使精炼进站渣厚控制在65mm以内。

2)精炼处理过程中要合理控制造渣脱氧剂的加入量,过程[Als]含量在0.03%~0.05%。

3)精炼前S对LF控Si有一定的影响,因此应尽可能降低精炼前S含量,保证前S含量控制在0.03%以下。

4)精炼前O含量高以及顶渣氧化性强会导致LF炉处理过程回Si严重。

5)LF处理周期不宜超过50min,否则会使钢中Si明显增加。



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