IF钢的转炉工艺研究

鞍钢技术6年第2期ANGANG TECHNOLOGY总第398期生产实践IF钢的转炉工艺研究王小善,魏元,王晓峰,朱国强,李冰(鞍钢股份有限公司炼钢总厂,辽宁鞍山114021)摘要:以鞍钢260转炉生产的超低碳I钢为对象,研究了超低碳I钢的转炉冶炼工艺。结果表明,采取优化铁水罐折铁量提高转炉装λ铁水比,增加复吹转炉底枪攴数和供气流量进行强化冶炼,部分炉次采取零位搅拌工艺等措施后,能够降低吹炼终点碳氧积和终点氧含量,为RH精炼提供较好的初始条件。关键词:IF钢;顶底复吹转炉;碳氧积中图分类号:704文献标识码:A文章编号:1006-4613(2016)02-0052-04Study on Steelmaking Process for IF Steel by ConverterWang Xiaoshan, Wei Yuan, Wang Xiaofeng, Zhu Guoqiang, Li BingGeneral Steelmaking Plant of Angang Steel Co. Itd, Anshan 114021, Liaoning, chirAbstract: Based on the analysis of the samples from the ultra-low carbon IF steel smelted by260 t converter in Ansteel, the steelmaking process for theconverter was studied. The study results show that when such measures as optimizing the appropri-ate amount of the hot metal pouring into hot metal ladle for increasing the ratio of hot metal to becharged into converter, increasing the number of bottom lances in converter and argon flow rate fostrengthening smelting and using the bottom-blowing stirring process at zero point for some heats,the product of both carbon content and oxygen content at the blowing end point in converter carbe reduced so that good primary.ons for RH refining can be achievedKm combined blown converter; product of carbon content andoxygen contentIF钢是高级别汽车板中的典型钢种,是衡量迅猛发展,国内市场对高质量、低缺陷的汽车板提个国家汽车钢板生产水平的重要标志之一,目出了更高的要求。炼钢作为汽车板生产的前端工前以IF钢为基础发展起来的高防腐蚀性能深冲序,必须为精炼和连铸提供优质洁净的钢水,从而热镀锌I钢板、深冲高强度I钢板、深冲高强度降低铸坯的夹杂缺陷。烘烤硬化I钢板等系列超低碳钢,已广泛应用于汽车内板与面板的生1超低碳IF钢转炉冶炼影响因素分析鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂现有鱼1.1废钢、铁水原料的影响雷罐折铁设备2套、复合喷吹脱硫设备2座、废钢量、铁水量和铁水条件是转炉物料平衡260t顶底复吹转炉3座,配套精炼设备包括和热平衡计算的基础。因此,F钢生产计划下达L炉2座、RH-TB装置2座,中薄板连铸机3台,后,转炉依据高炉出铁温度和成分及时组织废钢具有批量生产I钢的生产能力。随着汽车工业的量,铁水罐到达脱硫站测温后,再对废钢量进行微调。从而做到转炉冶炼I钢时,废钢量满足最理王小善,工程师,2003年毕业于东北大学冶金工程专业。想的热平衡计算。目前,F钢转炉冶炼终点氧含量E-mail:xiaowang200@sohu.com大于009的V中国煤化工数“罐52CNMHG鞍钢技术2016年第2期ANGANG TECHNOLOGY总第398期制”钢厂来说,由于鱼雷罐来铁量不稳定,不能达于碳温调整,而且能够稳定控制终点磷含量。最佳到每个鱼雷罐的折铁量都能满足转炉兑铁量的要Tsc碳含量应控制在0.4号~0.8号。为了控制最佳求。对此,制定了铁水罐最大折铁量控制原则,使的过程测试时机,除了废钢过磅数量准确外,转炉转炉裝入铁水比从85.2号提高至89.8号通过废钢兑铁时采用铁水量自动采集,保证兑铁量偏差控量精确调整和合理提髙铁水比,为转炉冶炼控制制在2t之内。吹炼前进行自动化炼钢静态计算,提供了最佳物理化学条件。TSC测试时间选在计算总氧累的82号进行。通过1.2副枪测试时机控制最佳Tsc碳含量控制IF钢吹炼终点一拉率达到安裝副枪的转炉TSc过程测试时机的判断非891号,碳含量控制在0.4号~0.8号的比例达到常重要,稳定过程测试时机不仅在吹炼后期有利82.6号。IF钢转炉过程控制实绩数据见图1。40.8t*,“∴0小啥◆小,·°…◆100150200250300350400450炉数/炉图1F钢转炉过程控制实绩数据从图1中可以看到,绝大部分Ts℃测试碳含磷,对于硅含量较低的铁水实施配硅操作。铁水配量数据点为0.4号~0.8号,能够更好的满足转炉在硅工艺是指兑入转炉的铁水硅含量小于0.4号时,rs℃测试后稳定控制终点温度和终点碳含量,大根据铁水量和硅铁硅含量计算后在高位料仓加入大提高了转炉一拉率和终点碳温命中率。硅铁,将铁水硅含量理论值配至0.4号。通过配硅1.3转炉冶炼控制工艺操作保证冶炼过程化渣状态良好,熔池温度1.3.1铁水配硅操作均匀升高,为转炉脱磷提供了条件的同时能够满铁水硅含量主要影响炉渣碱度和渣量,在碱足冶炼终点的温度要求。度、温度和底吹条件不变的情况下,铁水硅含量増1-.3.2顶底复吹冶炼加,渣量变大,提高了磷的分配比,从而提高了脱复吹转炉底枪分布在转炉炉底0.6D(D为住磷效率。铁水硅含量低不利于转炉过程化渣,易转炉直径)的位置上,底部气体主要靠流量调节阀引起冶炼过程返干,脱磷相对困难,炉衬提温效果进行调节,底枪工艺分布图如图2。转炉底吹主要变差。因此为了稳定IF钢的冶炼控制和有效脱参数见表1出钢側RTUR113RN24秒图例流量询F阀兑饮便R813J流量松止阀图2转炉底枪工艺分布图H中国煤化工CNMHG-53《鞍钢技术》2016年第2期王小善等:钢的转炉工艺研究总第398期表1转炉底吹主要参数供气元件及个数工作压力MPa供气强度(m3tmin)底吹气体种类零位搅拌供气强度/(m3t·min)多孔塞砖,6-10个N.Ar0.07~0.09转炉终点碳氧积是评价转炉终点控制效果的零位搅拌工艺能够促进钢水碳、温均匀,并促个重要指标。碳含量一定时,它的髙低是衡量钢进脱碳和钢渣界面反应继续进行。停止吹氧后进水中氧含量的重要依据。终点碳氧积低有利于行零位搅拌,进一步降低了钢水的氧含量和终渣降低合金消耗,减少脱氧过程中形成的夹杂物,从的氧化性,在出钢过程中减少了由于钢水液面波而提高钢水质量。转炉采用复吹冶炼工艺,增加底动造成的卷渣,提髙了钢水洁净度。利用转炉底枪枪支数和底部供气量,加强了熔池的搅拌力,促进数量多、分布均匀、底吹气体流量大的优点,对于钢渣界面的进一步反应,加速过程化渣。在冶炼后IF钢终点温度比目标温度高的冶炼炉次采用零位期钢渣中Feo含量较高的情况下,利用良好的底搅拌工艺,搅拌前后数据变化情况见表2。吹搅拌动力学条件,为低磷钢种后期脱磷提供了表2零位搅拌前后终点数据(平均值)变化情况保障。因此复吹工艺不仅获得了较好的脱磷效果,而且有效降低了终渣中的Feo含量。同时大大减阶段搅拌时间温度/olo]o[P]终渣FeO)/号少了冶炼过程的返干和大跑渣现象,冶炼过程更搅拌前17110.07820.010824.2加平稳,终点补吹炉次明显减少。补吹炉次减少和搅拌后3216940.06570067198补吹时间缩短有利于钢水中氮含量控制,有文献指出,转炉补吹时间对钢水的增氮量有一定的影由表2可见,采用零位搅拌工艺虽然终点温响随着补吹时间的增加,钢水的增氮量增加。度损失17℃,但终点氧值降低非常明显,平均降鞍钢某复吹转炉冶炼终点温度在1685-1705℃低了0.01253,平均终渣Feo降低了4.4。终点范围内,治炼终点平均碳氧积为0.0023,获得了氧值和终渣Peo的降低不仅对转炉钢铁料非常有良好的脱磷效果和较低的终点氧含量。图3为实益,同时降低了合金消耗。零位搅拌脱磷效果明际生产中IF钢冶炼终点碳氧关系图。显,大大降低了低磷钢种的补吹比例。12001.3.4出钢顶渣改质IF钢出钢前使用专用复合挡渣器阻挡出钢时1000的初期渣,出钢过程采用挡渣标挡渣,严格控制钢800水带渣量,钢包内渣厚控制在80mm以内。转炉出钢采用复合顶渣改质工艺,实现了钢水进一步脱600磷,同时顶渣脱氧改质。出钢过程脱磷率达到15号40030号,平均值为21.3号。顶渣中FeO脱除率达到30号~50号,平均值为44.6号,转炉终点与进精炼钢0.010.030.050.070.09水中P含量对比见图4。由图4可以看出,在出钢终点碳含量/%过程加入复合改质剂,通过出钢时钢水罐内钢水3IF钢转炉冶炼终点碳氧关系图流的动力学搅拌、渣洗,钢水中的磷元素得到进由图3可见,转炉在实际生产中的碳氧分布步脱除,大大提高了成品磷含量小于0.010号钢种与理想曲线比较接近,部分炉次终点氧含量超出的生产了理想氧含量。氧含量过高会给后道工序增加脱转炉终点与进精炼顶渣中FeO含量的对比见氧负担,还影响钢水洁净度和合金收得率。所以,图5。由图5可以看出,转炉出钢过程经过复合顶必须重点控制并持续降低转炉终点碳氧积渣改质后,到达RH精炼位时钢水顶渣中FeO的1.3.3复吹零位搅拌工艺含量比转炉终点渣中Feo的含量明显降低,减少中国煤化工CNMHG鞍钢技术2016年第2期ANGANG TECHNOLOGY总第398期了高氧化性顶渣向钢水传氧的过程,提高了钢水的洁净度。0.C20转的终点含量0.0150.00将姘”含99心岭分心小心”小的心小心心今心小炉号图4转炉终点与进精炼钢水中P含量的对比CRI ShEs炉号图5转炉终点与进精炼顶渣中FeO含量变化为了保证钢包内顶渣具备较强的吸附夹杂的0.060号,氧含量降低了0.0045号。出钢前采用复能力,有效提高钢水洁净度, CaO/Al,C3应控制在合挡渣器挡渣,并通过复吹降低了渣中FeO含量1.0~1.9。从而提高了出钢结束的挡渣效果,RH处理前的罐内渣厚有所降低,提高了钢水的洁净度。转炉出钢2超低碳钢冶炼工业应用时,顶渣改质优化后罐内o[cao]o[AlO3]控制在通过稳定控制转炉冶炼过程,优化底吹工艺1.0~1.9之间,提高了顶渣吸附夹杂的能力,IF钢制度,稳定控制钢水氧含量和碳含量,不断降低终的夹杂缺陷率有了明显的降低。渣Feo含量和钢包内FeO含量,并严格控制钢水带渣量,合理控制冶炼终点温度,为RH精炼创造3结论有利的初始条件。转炉工艺优化前后RH进站初通过采取铁水罐最大折铁量控制原则,增加始条件变化情况见表3。转炉底枪支数和底部供气强度,实施转炉复吹表3转炉工艺优化前后RH进站初始条件变化情况强化冶炼部分炉次采取零位搅拌工艺,以及转炉渣厚小于80mmo[ca项目[c]%oO]/号出钢过程采用复合顶渣改质工艺后,转炉装入铁的比例号ωA03]水比提高至89.8号,转炉终点碳氧积平均值达到优化前0.0420.059了0.0023,出钢过程脱磷率达到15号~30号,顶渣优化后0.0360.054893.5中FeO的脱除率达到30号~50号,为RH精炼创造了有利的初始条件。从表3可以看出,通过精确控制I钢的选铁操作和废钢、铁水量的装入操作,优化转炉副枪过参考文献程测试时机,强化复吹冶炼,部分炉次实施零位[1]朱荣,张海宁.150:转炉脱磷脱硫效率研究[J].炼钢,2011搅拌工艺,RH精炼前的钢水碳含量降低了中国煤化工第62页)CNMHG-55《鞍钢技术》2016年第2期贾豹等:无縫钢管水压机排气头樂统改进总第398期32水处理设施改进节约备件费用的同时,不仅避免了人力资源和能在水处理池中抽水泵的入口处安装过滤网,源的浪费,而且为降本增效做出了积极的贡献,为防止铁皮等杂质进入到蓄水罐中;在抽水泵的岀同行业设备改进提供一定的实际参考价值。口到蓄水罐间安装过滤器,进一步过滤水中杂质,防止杂质进入到水压机内部水循环系统;每6个5结语月对水处理池中的循环水进行一次彻底更换。同通过对水压机排气头系统的改进,采用将导时要求生产人员在每次更换打压水时,严格按照向套底部设计成盲孔、用铜套取代原导向套内的乳化液占5号的比例进行勾兑3,防止因为水质不密封圈的结构设计,实现导向套、封闭的阀口及无洁净,导致水压机设备零部件氧化腐蚀生锈,降低缝钢管内部形成密闭空间,对无缝钢管进行打压设备功能精度同时对水处理设施进行改进,彻底解决了排气头阀杆导套内密封损坏频繁,导致无缝钢管内压力4改进效果达不到设定压力值的难题。改进后设备运行平稳41实现生产连续性设备故障率及维护工作量大幅降低。水压机排气头系统改进后,杜绝了因为排气头导向套内密封圈频繁损坏造成停机检修。本技参考文献术的应用,解决了制约生产连续性的难题,使机组11张才安无缝钢管生产技术M重庆:重庆大学出版社,199的作业率提高2.4,自2015年1月使用至今,效2李长程现代钢管生产[M1.北京:治金工业出版社,393]周家启.工程系统可靠性评估原理和方法M.重庆:科学技果良好术文献出版社重庆分社,198842降低维护成本按照每次停机处理时间4h,每月停4次计(编辑袁晓青)算,每年估计节约费用15万元。本技术的应用,在修回日期:2015-09-07米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米(上接第51页)参考文献[3]郭东太钢4号高炉停炉操作实践]炼铁,2012(5)[1]赵长城,张磊,金国一,等.鞍钢新2号高炉降料面停炉生实践[J].鞍钢技术,2015(1):31-35[2]李仲,张延辉.鞍钢新10号高炉停炉操作实践[J鞍钢技编辑贺英群)术,2008(2):38-41修回日期:2016-01-2米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米(上接第55页)7(3):33[4]武贵生,杨嘉瑞,RH脱碳过程喷溅控制[J].太钢科技[2]冯捷,包燕平,转炉冶炼I钢终点氧含量控制分析[J.钢铁2001(1):19-22钒钛,2010,31(1):75-78[3]苏小利,刘文飞.260:复吹转炉底吹模式及钢水增氮的研究(编辑许营)[J].炼钢,2011,27(6):31-33修回日期:2015-11-26中国煤化工62CNMHG