低碳低硅生产

Ｅｒｃｈｅｎｇ４ ３００６０，Ｃｈｉｎａ；２ ．Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓａ ｎｄＭ ｅｔａｌｌｕｒｇｙＳ ｃｈｏｏｌｏ ｆＷ ｕｈａｎＵ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏ ｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ乙Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗ ｕｈａｎ４ ３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ；Ｔ ｈｅｐ ｏｒｄｕｃｔｉｏｎｐ ｒｏｃｅｓｓｏ ｆｌ ｏｗ ｃａｒｂｏｎａ ｎｄｌ ｏｗ ｓｉｌｉｃｏｎｓ ｔｅｅｌＱ １９５－１ｉ ｓｉ ｎｔｒｏ－ ｄｕｃｅｄａ ｎｄｆ ａｃｔｏｒｓａ ｆｆｅｃｔｉｎｇｃ ｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏ ｆｔｈ ｅｓ ｔｅｅｌａ ｎｄｃ ｏｕｎｔｅｒｍ ｅａｓｕｒｅｓａ ｎａｌｙｚｅｄａ ｎｄ ｉｔｉｓ ｐ ｏｉｎｔｅｄｏ ｕｔｔ ｈａｔｔ ｈｅｋ ｅｙｔ ｏｃ ｏｎｔｒｏｌｔ ｈｅｃ ｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏ ｆｔ ｈｅｓ ｔｅｅｌｉｓ ｔ ｏｃ ｏｎｔｒｏｌｗ （Ｃ）
硅钢的终点碳都较低，这时钢水残锰也很低，可以
忽略不计。但当在一次倒炉出钢或冶炼 ＨＲＢ３３５
钢种的回炉钢时，终点的残锰量可能较高，这时在 确定锰铁合金加人量时应该考虑残锰的影响。
３．３．２ 出钢量的影响
在加 人 同 样锰铁合金量的条件下，随着出钢 量的增加，钢中锰含量降低，因此稳定转炉装人量
是重要的。
由于 装 人 量不准、石灰用量过大等不正常操 作所造成的终点钢水含碳量过低，主要影响脱氧 铝块和 Ｓｉ－ＡＩ－Ｃａ－Ｂａ的回收率和钢水的脱氧状 况，而吹炼过程中因枪位控制过高，尤其是终点前
２０＾３０ｓ 枪位控制过高造成炉内钢水温度和成分 不均匀导致终点钢水 ｚｖ（Ｃ）过高（＞０．０５ ％），将
会影响碳的准确控制，甚至会因碳高而报废。 因此 ， 应 通过采用合理的装人制度、正确控制
３．１．１ 终点碳含量
吹炼 终 点 钢水含碳量对碳成分的准确控制影 响较大，Ｑ１９５－１钢生产要求钢水终点 ｗ（Ｃ）必须 小于０．０５％。但钢中的ｗ（Ｃ）Ｇ０．０６ ％后，随着 碳含量的降低，钢水的氧化性就迅速增强。因此， 在保证成品钢 ｗ（Ｃ）镇０．０８％的前提下，尽可能 地提高终点碳含量是十分必要的。
摘 要：介绍了Ｑ１９５－１低碳低硅钢的生产工艺，分析了影响其成分的因素及控制措施，指出将终点钢水 ｗ（Ｃ）准确控制在０．０４ Ｙ ｏ－ ０．０５ ％和保证成品中Ｗ（Ｓｉ））０．０５ ％是其成分控制的关键。通过钢包喂 Ｓｉ－ ＡＩ－Ｃａ－Ｂａ线，可以增加钢中Ｃａ和Ｂａ含量、减少夹杂物含量以及改变夹杂物形态，改善钢的力学性能。 关键词：低碳低硅钢；成分控制；热带性能 中图分类号：ＴＦ７６１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－１０４３（２００５）０１－００２９－０３
３．２．２ 下渣情况的影响
生产 实 践 发现：未采用任何挡渣措施的炉次， 钢包内渣量约 ８０％为出钢过程下渣，其中一次下
万方数据
第 １期
陈 晋，等：Ｑ１９５－１低碳低硅钢的生产实践
３１
渣量约占５％，二次下渣量约为９５％，因此防止
转炉出钢时的二次下渣是挡渣操作的重点。一次 下渣可以用挡渣帽防止，其效果稳定可靠，二次下
渣可以用挡渣球（塞）挡渣，挡渣成功率达９０％以
上，效果显著。挡渣的炉次，包内渣层厚度波动在 ３０＾－６０ｍ ｍ，比未挡渣炉次减少 ７０－１１０ｍ ｍ，脱
氧合金 Ｓｉ和 Ｍｎ的收得率分别提高约 １０％和
５％，同时成品成分（尤其是 Ｓｉ）更趋稳定。 因此 出 钢 时采用挡渣帽及挡渣球挡渣对于稳
定 Ａｌ块和 Ｓｉ－ＡＩ－Ｃａ－Ｂａ的收得率，稳定成品中 Ｓｉ 元素含量是极其重要的。
ｃｏｎｔｅｎｔｉｎ ｓ ｔｅｅｌａ ｔｔ ｈｅｅ ｎｄ－ｐｏｉｎｔｗ ｉｔｈｉｎｔ ｈｅｌ ｉｍｉｔｏ ｆ０ ．０４ ％ ｔｏ０ ．０５ ％ ａｎｄｗ （Ｓｉ）） 。．０５％ｉｎｔ ｈｅｆｉ ｎｉｓｈｐ ｒｏｄｕｃｔｓ．Ｉ ｔｉｓ ｐ ｒｏｖｅｄｔ ｈａｔｔｈ ｅｉｎ ｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎ ｓ ｔｅｅｌｃａ ｎｂ ｅｒ ｅｄｕｃｅｄ，
３．２．３ 喂线量的影响
钢包 喂 Ｓｉ－ＡＩ－Ｃａ－Ｂａ时，因 Ｓｉ－ＡＩ－Ｃａ－Ｂａ线中
ｗ（ＳＩ）＝ ４５．４５ ％，所以在补充脱氧的同时还有增 Ｓｉ的作用。当钢中ｗ（Ｓｌ）小于临界值０．０５％时，
除了正常喂 Ｓｉ－Ａｌ－Ｃａ－Ｂａ线 １００ｍ 以外，还必须
增加喂线量确保成品ｗ（Ｓｉ）＞０．０５ ％的临界值，
钢锭翻皮缺陷，钢锭表面质量较好；沸腾钢碳、硅 含量较低，具有较好的焊接、冲压及冷弯性能；沸 腾钢的金属收得率高，脱氧剂和耐材消耗少，其成
本也低〔’」。由于沸腾钢具有这些优点，大多数国 家沸腾钢的产量曾经都 占钢产量的 ４０％一 ５０％，广泛用于板材、线材等大宗产品。
随着 全 连 铸生产厂（车间）的不断涌现，这些 企业就需要利用连铸设备来生产沸腾钢的替代 品— 低碳低硅钢，以继续占领市场。鄂城钢铁 股份有限公 司 （以下简称鄂钢）转炉炼钢厂于
２０００＾－２００１年在其３０ｔ 转炉上进行了 ＮＱ１９５低 碳低硅钢热带的试制工作，所试制热带的伸长率
大部分达到了８）３６％的预期性能Ｃｚ１。但就强度
而言，试制钢仍比沸腾钢高，且铸坯皮下气泡时有 发生，废品量过大。为此，鄂钢转炉炼钢厂在此基 础上，通过进一步控制化学成分、调整脱氧制度、 规范转炉和连铸操作等手段，生产出一种性能指 标全部达到沸腾钢标准的 Ｑ１９５－１低碳低硅钢。
Ｘ１ ０－６，从而使硅成分的稳定控制相当困难，因此
Ｓｉ－ＡＩ－Ｃａ－Ｂａ的加人时机相当重要，应在出钢中期
加人，不应加人过早或过晚。 当终 点 钢 水含碳量较高或一次倒炉出钢时，钢
水中氧含量相对较低，此时所加入的硅铝钙钡合金 的回收率大幅度提高且稳定，Ｑ１９５－１低碳低硅钢
成品中常出现碳高硅高的现象，其原因正是如此。
毛０．０８ ０．２０＾－０．４０ 毛０．１０ 毛０．０３５ （（）．０３５ （０．０２５ ２３５＾ ３００
３３０－ｖ３４５
＞ ３６
表 ２ Ｑ１９５－１低碳低硅钢生产主要工艺参数
出钢温度／℃ 氢后温度／０Ｃ 开浇温度／℃
１６ ４０－ １６ ６０ １６ ００－ １６ ２０ １ ５９０＾－１６ １０
Ｋｅｙｗ ｏｒｄｓ：ｌｏ ｗｃ ａｒｂｏｎａ ｎｄｌｏ ｗｓ ｉｌｉｃｏｎｓ ｔｅｅｌ；ｃｏ ｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃ ｏｎｔｒｏｌ；ｈ ｏｔｒｃ ＞ｌｌｃｄｓ ｔｒｉｐｐ ｒｏｐｅｒｔｙ
沸腾 钢 一 般只用弱脱氧剂锰铁脱氧，并加少 量的铝块调节氧化性，钢水的含氧量高于与碳平
衡的氧含量。在浇铸过程中，随着温度降低和进 行结晶，［Ｃ］和［（）」在凝固前沿发生液析和浓聚， 并进行反应，大量 ＣＯ气泡引起模内钢水沸腾。 钢水在模内沸腾，有利于去除气体和夹杂物，减少
毛０．１０％，控制范围较窄。理论上认为，对于一 定 Ｓｉ，Ｍ ｎ，Ｏ 含量的钢来讲，具有临界的 Ｃ－Ｓｉ含 量。在临界含量以上，凝固时不形成 ＣＯ，在临界 Ｃ－Ｓｉ含量以下，形成 ｃｏ，即有气孔形成。鄂钢转 炉炼钢厂生产实践发现，当ｚｖ（Ｓｉ）＜０．０５％时铸 坯易产生皮下气泡，即凡发现产生皮下气泡的铸 坯其对应的成品中ｗ（Ｓｉ）一般都小于０．０５％。
碳低硅钢时采用低碳锰铁是非常必要的。
３．１． ３ 出钢量的影响
在锰 铁 加 人量相同的条件下 ，出钢量增大 ，由 锰铁合金所产生的增碳量减少。所以稳定转炉装 人量，规范转炉的操作稳定出钢量不仅对碳成分 控制极其重要，而且对其他成分的控制也是重要
的。
３．２ 硅成分的控制
这种 钢 的 另一个特点是 Ｓｉ含量低，即 ｗ（Ｓｉ）
３．３．３ 合金含锰量的影响
在 出钢 量 、合金用量、合金收得率等相同的条
件下 ，合金含锰量越高 ，成品中锰含量越高 。
３．３．４ 锰铁收得率的影响
在出 钢 量 、合金用量、锰铁含锰量等相同的条 件下，合金收得率越高，成品中锰含量越高。但在 一般条件下，锰铁的收得率比较稳定，波动不大， 通常为 ８８０ ０－９３％。
年 卷 第 ２月
１期
炼 钢 Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ
Ｆｅ ｂ．２ ００５
Ｖｏｌ．２ １ Ｎｏ．１ ·２９ ·
Ｑ１９５－１低碳低硅钢的生产实践
陈 晋‘，黄道昌‘，倪红卫２
（１．鄂城钢铁股份公司 转炉炼钢厂，湖北 鄂城 ４３６０００；２ ．武汉科技大学 材料与冶金学院，湖北 武汉 ４３００８１）
以防止铸坯产生皮下气泡。
３．３ 锰成分的控制
由于 锰 铁 的收得率比较稳定，所以锰成分的 控制相对较简单些，主要受钢水残锰量、出钢量、 合金含锰量及锰铁收得率等因素的影响。
３．３．１ 钢水残锰量的影响
鄂 钢 转 炉炼钢厂所 用铁水 ｗ （Ｍｎ）＝ ０．２０％一０．４０％，在一般条件下，Ｑ１９５－１低碳低
ｔｈｅｉｎ ｃｌｕｓｉｏｎｓ ｈａｐｅｉｍ ｐｒｏｖｅｄａ ｎｄｔ ｈｅｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌｐ ｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏ ｆｓｔ ｅｅｌｉｎ ｃｒｅａｓｅｄｂ ｙｆ ｅｅｄｉｎｇ
Ｓｉ－ＡＩ－Ｃａ－Ｂａｃ ｌａｄｗ ｉｒｅｉ ｎｔｏｔ ｈｅｌ ｉｑｕｉｄｓ ｔｅｅｌｔｏ ｉ ｎｃｒｅａｓｅｔ ｈｅＣ ａａ ｎｄＢ ａｃ ｏｎｔｅｎｔｉｎ ｓ ｔｅｅｌ．
万方数据
炼钢
第 ２１卷
表 １ Ｑ１９５－１低碳低硅钢化学成分和热带性能要求
ｚｅ，Ｂ ／ ％ 力 学 性 能
Ｃ Ｍ ｎ Ｓｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｕ ａ ，／Ｍ Ｐａ ａｈ ／Ｍ Ｐａ ａ ／％ ｏ
枪位、在终点前２０－３０ｓ 枪位适当降低 ５０．１００
ｍｍ、精心操作保证终点碳一温协调等措施来控
制终点碳含量，确保 ｗ（ Ｃ）控制在０．０４％一 ０．０５％。
３．１．２ 合金含碳量的影响
鄂钢 转 炉 炼 钢厂 使 用 的锰 铁 ｗ（ Ｃ）＝ ５．０２％ －＾－６．６０％，用量一般在 １５０一１７０ｋ ｇ／炉，当 采用二（Ｃ）＝ ５ ．０２％的锰铁时，可以在终点 ｗ（Ｃ） ＝０ ．０５ ％ －０．０６ ％时 出钢，而 采 用 ｗ（Ｃ）＝ ６．６０％的锰铁时，必须在终点ｗ（０００．０５ ％时出 钢，否则将会造成碳成分超标。故冶炼 Ｑ１９５－１低