SPHD钢的工艺控制措施

摘要：文章介绍了日照钢铁有限公司第二炼钢厂SPHD钢的生产情况及工艺控制难点，重点分析了转炉终点碳、LF炉增硅、铸机絮流的工艺控制措施，对于SPHD钢的生产管理和操作进行了总结，能够有效控制钢水碳含量超标、精炼增硅、连铸絮流的发生。

关键词：SPHD；终点碳；增硅；絮流；工艺控制

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）06-0105-02

日照钢铁有限公司开发的SPHD是冲压用热轧钢板或钢带属于低碳低硅铝镇静钢，具有韧性好、可焊接性强、易于加工成型等优良性能，适用于制造冷成型加工的零件，并广泛应用在船舶、汽车、桥梁、建筑、机械等行业，有着十分广泛的市场前景。但该钢种低碳、低硅、铝含量高，根据该钢种的特点需制定严格的工艺控制措施。该冷轧基板的成功开发，进一步拓宽了产品品种，增强了市场竞争力，为日钢打造“品牌日钢、效益日钢”走出坚实的一步。

一、生产SPHD钢的设备现状

日钢二炼钢厂现有120t铁水脱硫站两座、120t顶底复吹转炉4座、120t双工位LF炉4座、直弧形板坯连铸机5台，浇注断面210mm*（700～2050）mm、230*（1000～2050）采用干式料中间包；塞棒控制；结晶器液面自动控制；大包长水口、浸入式水口、氩封等保护浇注方式。

二、生产SPHD钢工艺要求

（一）装入量要求

总装入量 铁水量 废钢 Si% P% S% 温度℃

135±3t 110±2 25±1 0.3～0.6 ≤0.200 ≤0.03 ≥1300

（二）工艺流程

高炉铁水 铁水预处理 转炉 LF炉 板坯连铸 热送1580、2150（精整堆垛）。

（三）SPHD钢种成分要求

三、SPHD钢种的工艺控制难点

（一）转炉终点碳的控制

通过对渣样、钢水定氧等实践摸索，二炼钢现有设备条件下，临界碳量约在0.03%。所以冶炼SPHD终点碳控制在0.03%～0.04%，这样既满足了钢种成分要求，又节约了成本。

（二）精炼硅的控制

钢水进入精炼后，加入石灰和萤石等渣料，送电造白渣。钢水回硅除了合金、辅料带入以外，主要是铝和渣中的SiO反应置换出了Si进入钢液所致，为了减少钢水回硅，需把钢水铝控制在合理的范围内，减少渣中的SiO，减少反应时间。

（三）钢水絮流的控制

SPHD钢是低碳、低硅铝镇静钢，而钢中溶解铝含量在0.030%～0.050%。钢水中的铝含量大于0.01%时，生成单相的AlO，导致钢水絮流。

从其氧势图上看出铝元素氧势最低，钢水发生氧化优先氧化铝，生成AlO，如果精炼、连铸控制不当，影响连铸的可浇性。

四、SPHD钢的工艺控制措施

根据以上工艺控制难点分析，冶炼SPHD钢种需从以下几个方面加强工艺控制。

（一）转炉的工艺控制

1．要求铁水及废钢中的硫尽力降低含量，对于S＞0.03%，必须进行脱硫。原料原始硫高势必增大SPHD的精炼脱氧和脱硫，容易还原渣中硅，而使钢水回硅。

2．转炉终点碳控制在0.03%～0.04%范围内，这样钢水终点碳控制在临界碳量以上，有利于提高脱氧剂的回收率，降低钢铁料消耗，降低成本。

3．提高一倒率，减少补吹，提高钢水的纯净度。

4．钢芯铝加入量以精炼炉不补铝为原则。出钢时按要求加入足量钢芯铝，以利于脱氧产物的有时间充分上浮，在精炼喂铝容易增硅。转炉酸溶铝成份控制平均在0.066%。

5．出钢时严禁下渣。出钢过程部分转炉渣进入包内成为精炼渣中SiO重要来源。出钢采用二次挡渣。

6．出钢过程采用全程吹氩，均匀钢水成分和温度，促夹杂物上浮，取样具有代表性。

（二）精炼的工艺控制

精炼炉的操作主要是造白渣脱出渣中的氧，加快钢水中的氧化夹杂物特别是AlO的上浮排除及钙化处理。

1．增加石灰萤石等渣料的使用量。根据作用定律可提高对夹杂物的吸附量和减少增碳的机会。采用大渣量稀释炉渣中的（FeO+MnO）、SiO抑制还原增硅。根据需要加入量在吨钢8kg左右，而一般的钢种控制在吨钢3kg钢左右。

2．黄白渣操作。LF炉的核心内容就是快速造还原渣并保持一定的时间，将渣中的氧还原并加快钢水中的夹杂物的排除。

3．吹氩控制，调节氩气压力使钢水微露渣面即可，不能在冶炼过程大氩气翻动，减少钢水的二次氧化。底吹氩控制不当，在LF升温的过程中，会造成钢渣对石墨电极的严重冲刷，造成钢水增碳。在生产低碳低硅铝镇静钢时，由于它加快了1/2[si]+1/3A1203=1/2SiO2+2/3[A1]之间界面反应的进行，使反应更易向增硅方向进行。

4．脱氧剂的加入原则勤加、少加、散加、适量的原则。避免脱氧剂进入钢液增碳。

5．精炼喂铝操作。根据转炉成份化验结果及时补铝。以免后期补铝增硅，铝线喂入速度设定值4～6m/s，铝线由钢包中心位置垂直喂入，喂丝机导管端部距钢水液面100～200mm，减少铝线在渣中停留时间或进入渣中与SiO反应使钢水回硅。

6．.钢液的钙化处理。要降低钢水中夹杂物的影响，一是使夹杂物充分上浮去除，二是对没有上浮去除的夹杂物通过钙处理改变夹杂物的形态，降低其熔点，改善铝镇静钢水的流动性。

铝镇静钢进行钙处理，要求Ca、Al比（Ca/Al）为0.09～0.14，是保证顺利浇注的基本条件。实际生产中，严格控制钢中硫含量，钢水充分脱氧，尽量稳定钙的收得率，以提高钢水的可浇性。为了减少或避免生成硫化钙夹杂，LF处理后必须保证钢中硫含量不大于0.015%。根据钢水钙处理前的Alt含量，喂入300～350m/炉的钙铁包芯线，可以满足钙处理工艺条件。

7．保证软吹时间大于12分钟，使夹杂充分

上浮。

8．喂钙铁线或硅钙线钙化处理后，严禁送电或大翻降温。

（三）连铸的工艺控制

1．提高钢包自开率。钢包不能自开，需烧氧引流，注流直接和空气接触，使钢水二次氧化。

2．采用套长水口对钢流进行保护浇注，减少钢流与空气接触机会。

3．按照工艺要求恒拉速，减少铝化物在水口壁上富集，结瘤。

4．中包覆盖剂加入均匀、足量覆盖渣面，中包塞棒吹氩保证结晶器液面平稳。

5．结晶器液面自动控制系统浇铸，确保液面稳定，防止卷渣。

五、结论

针对SPHD钢的三个控制难点，从转炉、精炼、连铸三个方面，通过优化工艺及加强过程控制，得到有效解决，重点控制以下几方面：

1．转炉钢水终点碳。通过数据对比、试验，找出临界碳量，结合实际操作，提高转炉对终点碳的合理控制，精炼加大渣量、氩气搅拌的控制，减少

增碳。

2．钢水回硅。防止转炉下渣，控制钢水酸溶铝的加入量；精炼采用加大渣量、喂铝的合理的操作等避免钢水回硅。

3．钢水絮流。转炉提高终点碳和一倒率，精炼黄白渣操作、吹氩控制，喂铝及钙化处理软吹。连铸防止中间包吸气，保护浇注，保持结晶器液面稳定，恒拉速减少二次氧化。

4．合理安排送钢计划，避免SPHD的冷热混装。

参考文献

[1] 黄希祜．钢铁冶金原理[M]．冶金工业出版社，2002. ．

[2] 郑淑胜，唐立冬，张茂存．济钢低碳低硅钢冶炼工艺的开发与应用[J]．山东冶金，2006，（6）．

作者简介：姚永强（1980-），男，供职于日照钢铁公司第二炼钢厂，研究方向：120T转炉生产。