鞍钢第三炼钢厂IF钢冶炼技术进展
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鞍钢技术
2003 年第 3 期 AN GAN G T ECHNOLO GY
·47·
鞍钢第三炼钢厂 IF 钢冶炼技术进展
孙群 张锦刚 (鞍钢集团新钢铁公司)
D eve lopm en t of Sm e lt ing IF Stee l in A ngang N o. 3 Stee lm ak ing P lan t
况见表 1。
表 1 转炉冶炼终点情况
熔炼 第一次倒炉 点吹 第二次倒炉 底气 出钢 号 [C ], % [O ], % s [C ], % [O ], % 强搅, m in[C ], %
1D 6122 0. 086 40 0. 043
3 0. 04
1D 6123 0. 065 0. 06237 60 0. 051 0. 0646 2 0. 04
(2) RH 脱碳技术 为满足钢种和多炉连浇的要求, 提高 RH 脱 碳速率、缩短脱碳时间是超低碳钢冶炼的关键问 题。 为此三炼钢厂采用如下几种方法进行脱碳。 ① 采用“硬脱碳”模式: 在脱碳初期, 真空压 力快速下降, 加速脱碳。 ② 采用“强制脱碳”模式: 在脱碳时, 向钢种 吹入大量氧气, 以增加反应界面, 提高反应速度。 本次冶炼两炉 IF 钢, 前期均采用硬脱碳, 第 二罐 1D 6123 处理到 8m in 时开始采用强制脱碳。 具体见表 2。
为满足上述需要, 鞍钢第三炼钢厂在工艺及 装备方面做了大量的研究开发工作, 本文将重点 介绍该厂冶炼高质量 IF 钢方面所做的研究。
2 高质量 IF 钢冶炼技术
2. 1 IF 钢中碳的控制 近年来, 由于对 IF 钢质量的要求日益提高,
对钢中的碳含量提出了更高的要求。 世界上一些 先进的钢厂要求 IF 钢中[C ]≤0. 002%。 关于超 低碳 IF 钢中碳的控制技术主要集中于以下三点:
鞍钢第三炼钢厂 1 号转炉冶炼两炉 IF 钢, 第 一次倒炉 [C ] 偏高, 结果进行了补吹, 对钢水的 [C ]、[O ]控制不利。转炉底气强搅作用有脱碳、脱 磷的功效, 对控制终点 [C ] × [O ] 的值有重要作 用。
转炉炉前定氧采用贺利士定氧仪, 第一炉没 有定成, 第二炉的[C ]、[O ]效果比较理想。
(2) 转炉低氮吹炼技术: 提高铁水比; 提高氧 气纯度; 控制转炉炉内为正压; 减少补吹; 出钢过 程中控制好出钢钢流, 减少出钢过程中吸氮。
( 3) 板坯连铸中, 最大的增氮环节发生在钢 包和中间包之间, 目前很多钢厂采用中间包氩气 保护浇铸。三炼钢厂由于条件限制, 只采用了中间 包覆盖剂覆盖钢水保护, 在钢包和中间包之间采 用长水口保护浇铸, 并且长水口与钢包水口连接 处采用纤维体和氩气密封。
本次冶炼采用了以上措施, 钢水增碳情况见 表 3。
熔炼号 1D 6122 1D 6123
表 3 钢水增碳值, %
RH 搬出 中间包
铸坯
0. 0030
0. 0040 0. 0041
0. 0027
0. 0035 0. 0043
增碳 0. 0011 0. 0016
以上两罐增碳分别为 0. 0011% 和 010016%。 宝钢生产 IF 钢时, 从 RH 脱碳终点至铸坯的增碳 量可控制在 0. 0007% 以内。 2. 2 低氮钢的生产技术
(1) 转炉终点碳、氧的控制技术 RH 脱碳的最佳成分范围应控制在[C ]= 01025%～ 0. 035% , F [O ] = 0. 04%～ 0. 06% , 此 成分范围的钢水脱碳处理后[C ]、F [O ]均较低, 减 少了脱氧用铝量, 有利于提高钢水洁净度。三炼钢 厂在吹氧强度, 特别是后期拉碳时的吹氧强度有 所提高, 并运用底吹技术加强搅拌, 提高了冶炼过 程中的效果, 尽量减小[C ]与[O ]的积。 鞍钢第三炼钢厂 2001 年 12 月 29 日由 1 号 顶底复吹转炉冶炼了两炉 IF 钢, 转炉冶炼终点情
转炉采用低氮吹炼模式后, 终点氮含量能控 制 在 0. 002% 左 右, 而 连 铸 坯 的 成 品 样 含 氮 在 010025%～ 0. 003%。 由此可见, 鞍钢在生产低氮 钢方面还需做很多工作。
4 结论
( 1) 根据生产情况来看, 鞍钢第三炼钢厂基 本 能 生 产 [C ] ≤ 010045%、[N ] ≤ 0. 003% 的 IF 钢。
④ 中间包覆盖剂: 减少钢水在中间包增碳, 中间包增碳要小于 0. 0003% , 应采用无碳覆盖剂 以防止增碳。
⑤ 水口、滑板等耐材增碳: 钢水经过水口滑 板等耐材时, 因耐材含碳会增碳, 采用无碳耐材会 减少钢水增碳, 钢水增碳小于 0. 0002%。
⑥ 结晶器保护渣: 连铸保护浇铸过程中, 采 用低碳高粘度保护渣, 使结晶器保护渣增碳小于 0. 0002%。
表 2 脱碳情况
熔炼
进 RH
脱氧时 搬出 RH 温度
号 [C ], % [O ], % 间, m in [C ], % ℃
备注
1D 6122 0. 041 0. 057 28 0. 0030 1596
1D 6123 0. 044
24 0. 0027 1589 强制脱碳
(3) 防止增碳技术 增碳的原因及所采取的主要防止措施包括: ① 钢水罐有残钢和残渣会增碳, 因此我们采
Sun Qun Zhang J ingang (A ngang N ew Iron and Steel Co. )
1 前言
IF 钢是英文 In terstitia l2F ree Steel 的简称。 这类钢的基本特点是钢中碳、氮原子被铌、钛等微 量合金元素固溶成碳、氮化合物, 使钢中无间隙原 子存在, 故称之为无间隙原子钢。 为获得 IF 钢成 品钢材的高延展性、高 r 值以及优良的表面性能, 要求钢中碳、氮、全氧及夹杂物的含量尽可能低。
孙群, 工程师, 1995 年毕业于东北大学钢铁冶金系, 现工作于鞍钢集团新钢铁公司第三炼钢厂 (114021)。 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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《鞍钢技术》2003 年第 3 期
(2) 转炉底吹和增加供氧强度对冶炼 IF 钢起 到关键作用。由于目前只有一座转炉有底气, 所以 目前大批量生产 IF 钢会有困难, 需进一步解决转 炉底气寿命问题。
(3) RH 真空百度文库态的稳定是批量生产 IF 钢的 必要条件。
(编辑 许平静) 收稿日期: 2002—12—08
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
用无碳整体打结钢水罐。 ② 合金增碳: RH 处理后期, 钢水终点合金化
时有增碳现象, 因此我们采用低碳合金, 现在三炼 钢 厂 使 用 的 T i2Fe 合 金 平 均 增 碳 010003%～ 010005% 。
③ RH 真空槽冷钢: 冷钢不仅对 RH 脱碳不 利, 而且引起 RH 脱碳后的钢水增碳。真空槽内的 残钢及残渣对脱碳速率, 特别是终点碳含量有重 要影响, 必须采取措施清除。
在 Sup er EDDQ 钢中要求 [N ]≤0. 003% , 因 此, 必须严格控制钢水中的氮。 在超低碳 IF 钢的 生产中, 减少吹炼终点的氮含量和避免钢水增氮 是获得低氮钢水的主要手段。
(1) 采用全程底吹 CO 2 技术: 冶炼 IF 钢时, 底气全程采用 CO 2 气体, 减少钢水增氮。
2003 年第 3 期 AN GAN G T ECHNOLO GY
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鞍钢第三炼钢厂 IF 钢冶炼技术进展
孙群 张锦刚 (鞍钢集团新钢铁公司)
D eve lopm en t of Sm e lt ing IF Stee l in A ngang N o. 3 Stee lm ak ing P lan t
况见表 1。
表 1 转炉冶炼终点情况
熔炼 第一次倒炉 点吹 第二次倒炉 底气 出钢 号 [C ], % [O ], % s [C ], % [O ], % 强搅, m in[C ], %
1D 6122 0. 086 40 0. 043
3 0. 04
1D 6123 0. 065 0. 06237 60 0. 051 0. 0646 2 0. 04
(2) RH 脱碳技术 为满足钢种和多炉连浇的要求, 提高 RH 脱 碳速率、缩短脱碳时间是超低碳钢冶炼的关键问 题。 为此三炼钢厂采用如下几种方法进行脱碳。 ① 采用“硬脱碳”模式: 在脱碳初期, 真空压 力快速下降, 加速脱碳。 ② 采用“强制脱碳”模式: 在脱碳时, 向钢种 吹入大量氧气, 以增加反应界面, 提高反应速度。 本次冶炼两炉 IF 钢, 前期均采用硬脱碳, 第 二罐 1D 6123 处理到 8m in 时开始采用强制脱碳。 具体见表 2。
为满足上述需要, 鞍钢第三炼钢厂在工艺及 装备方面做了大量的研究开发工作, 本文将重点 介绍该厂冶炼高质量 IF 钢方面所做的研究。
2 高质量 IF 钢冶炼技术
2. 1 IF 钢中碳的控制 近年来, 由于对 IF 钢质量的要求日益提高,
对钢中的碳含量提出了更高的要求。 世界上一些 先进的钢厂要求 IF 钢中[C ]≤0. 002%。 关于超 低碳 IF 钢中碳的控制技术主要集中于以下三点:
鞍钢第三炼钢厂 1 号转炉冶炼两炉 IF 钢, 第 一次倒炉 [C ] 偏高, 结果进行了补吹, 对钢水的 [C ]、[O ]控制不利。转炉底气强搅作用有脱碳、脱 磷的功效, 对控制终点 [C ] × [O ] 的值有重要作 用。
转炉炉前定氧采用贺利士定氧仪, 第一炉没 有定成, 第二炉的[C ]、[O ]效果比较理想。
(2) 转炉低氮吹炼技术: 提高铁水比; 提高氧 气纯度; 控制转炉炉内为正压; 减少补吹; 出钢过 程中控制好出钢钢流, 减少出钢过程中吸氮。
( 3) 板坯连铸中, 最大的增氮环节发生在钢 包和中间包之间, 目前很多钢厂采用中间包氩气 保护浇铸。三炼钢厂由于条件限制, 只采用了中间 包覆盖剂覆盖钢水保护, 在钢包和中间包之间采 用长水口保护浇铸, 并且长水口与钢包水口连接 处采用纤维体和氩气密封。
本次冶炼采用了以上措施, 钢水增碳情况见 表 3。
熔炼号 1D 6122 1D 6123
表 3 钢水增碳值, %
RH 搬出 中间包
铸坯
0. 0030
0. 0040 0. 0041
0. 0027
0. 0035 0. 0043
增碳 0. 0011 0. 0016
以上两罐增碳分别为 0. 0011% 和 010016%。 宝钢生产 IF 钢时, 从 RH 脱碳终点至铸坯的增碳 量可控制在 0. 0007% 以内。 2. 2 低氮钢的生产技术
(1) 转炉终点碳、氧的控制技术 RH 脱碳的最佳成分范围应控制在[C ]= 01025%～ 0. 035% , F [O ] = 0. 04%～ 0. 06% , 此 成分范围的钢水脱碳处理后[C ]、F [O ]均较低, 减 少了脱氧用铝量, 有利于提高钢水洁净度。三炼钢 厂在吹氧强度, 特别是后期拉碳时的吹氧强度有 所提高, 并运用底吹技术加强搅拌, 提高了冶炼过 程中的效果, 尽量减小[C ]与[O ]的积。 鞍钢第三炼钢厂 2001 年 12 月 29 日由 1 号 顶底复吹转炉冶炼了两炉 IF 钢, 转炉冶炼终点情
转炉采用低氮吹炼模式后, 终点氮含量能控 制 在 0. 002% 左 右, 而 连 铸 坯 的 成 品 样 含 氮 在 010025%～ 0. 003%。 由此可见, 鞍钢在生产低氮 钢方面还需做很多工作。
4 结论
( 1) 根据生产情况来看, 鞍钢第三炼钢厂基 本 能 生 产 [C ] ≤ 010045%、[N ] ≤ 0. 003% 的 IF 钢。
④ 中间包覆盖剂: 减少钢水在中间包增碳, 中间包增碳要小于 0. 0003% , 应采用无碳覆盖剂 以防止增碳。
⑤ 水口、滑板等耐材增碳: 钢水经过水口滑 板等耐材时, 因耐材含碳会增碳, 采用无碳耐材会 减少钢水增碳, 钢水增碳小于 0. 0002%。
⑥ 结晶器保护渣: 连铸保护浇铸过程中, 采 用低碳高粘度保护渣, 使结晶器保护渣增碳小于 0. 0002%。
表 2 脱碳情况
熔炼
进 RH
脱氧时 搬出 RH 温度
号 [C ], % [O ], % 间, m in [C ], % ℃
备注
1D 6122 0. 041 0. 057 28 0. 0030 1596
1D 6123 0. 044
24 0. 0027 1589 强制脱碳
(3) 防止增碳技术 增碳的原因及所采取的主要防止措施包括: ① 钢水罐有残钢和残渣会增碳, 因此我们采
Sun Qun Zhang J ingang (A ngang N ew Iron and Steel Co. )
1 前言
IF 钢是英文 In terstitia l2F ree Steel 的简称。 这类钢的基本特点是钢中碳、氮原子被铌、钛等微 量合金元素固溶成碳、氮化合物, 使钢中无间隙原 子存在, 故称之为无间隙原子钢。 为获得 IF 钢成 品钢材的高延展性、高 r 值以及优良的表面性能, 要求钢中碳、氮、全氧及夹杂物的含量尽可能低。
孙群, 工程师, 1995 年毕业于东北大学钢铁冶金系, 现工作于鞍钢集团新钢铁公司第三炼钢厂 (114021)。 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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《鞍钢技术》2003 年第 3 期
(2) 转炉底吹和增加供氧强度对冶炼 IF 钢起 到关键作用。由于目前只有一座转炉有底气, 所以 目前大批量生产 IF 钢会有困难, 需进一步解决转 炉底气寿命问题。
(3) RH 真空百度文库态的稳定是批量生产 IF 钢的 必要条件。
(编辑 许平静) 收稿日期: 2002—12—08
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
用无碳整体打结钢水罐。 ② 合金增碳: RH 处理后期, 钢水终点合金化
时有增碳现象, 因此我们采用低碳合金, 现在三炼 钢 厂 使 用 的 T i2Fe 合 金 平 均 增 碳 010003%～ 010005% 。
③ RH 真空槽冷钢: 冷钢不仅对 RH 脱碳不 利, 而且引起 RH 脱碳后的钢水增碳。真空槽内的 残钢及残渣对脱碳速率, 特别是终点碳含量有重 要影响, 必须采取措施清除。
在 Sup er EDDQ 钢中要求 [N ]≤0. 003% , 因 此, 必须严格控制钢水中的氮。 在超低碳 IF 钢的 生产中, 减少吹炼终点的氮含量和避免钢水增氮 是获得低氮钢水的主要手段。
(1) 采用全程底吹 CO 2 技术: 冶炼 IF 钢时, 底气全程采用 CO 2 气体, 减少钢水增氮。