25t转炉冶炼HRB400实践

25t转炉冶炼HRB400实践 25t转炉冶炼HRB400实践 2006年9月 第14卷增刊 河南冶金 HENANM肼AIJJ瓜GY Sep.2006 Vo1.14Supplement 25t转炉冶炼HRB400实践 肖乃成魏国强文小飞 (安钢集团信阳钢铁有限责任公司) 摘要了转炉冶炼?u00的难点,探讨了转炉冶炼?u00采用FeNb和FeV合金化的操作要点,以及控制好 ,热量平衡,做好造渣脱磷,硫操作,通过炉后增碳工艺25t顶吹转炉用装入结构 FeNb和FeV微合金化完全能够冶 炼出合格的职B400钢种. 关键词转炉HRB400钢FeNb和FeV合金 THEP1[0_F25TONsoDN,,】口[ER?町HR XiaoNaichengWeiGuoqiangWenXiaofei (Xiny~,,SIron&SteelCo.,LtdAJIlgStee1) AilffI'RACI'A眦thedifferentpointsoftheconvertertosmeltHRB400,discussedtheoperationpointoftheconv erterto smeltHRB400to11BeFeNbandtheFeValloy,Aswell鹊controlsloadsthestructtme,heatbalance,completestheslagformation dt-p呵on,sulfuroperation,Afterstovecementationcraft,25tonstop—blownconverterscallsmeltthetp~lifiedHRB400 almninumwithFeNbandtheFeVmiemalloy. KEYWORDSconverterHRB400FeNbandFeValloy 信钢转炉炼钢厂目前3座25吨顶吹转炉,底吹 氩炉外精炼,2台小方坯连铸机,其中台2机2流, 一 台4机4流罗可普型连铸机.具有生产冶炼速度 快,周期短的特点.钢种以Q235,Q195,20MnSi等为 主.2005年为适应钢材市场的需要,生产新品种 HRIMO0,以适应领市场的需求.HRIMO0热轧带肋 钢筋不但对产品屈服点和抗拉强度等指标有较高要 理是利用微合金元素阻止晶粒长大,起到细化晶粒 的作用.冶炼方面,主要考虑针对不同规格适当控 制碳当量,通过炉外精炼提高钢水纯净度,根据以前 的冶炼tHU1335数据及,对转炉冶炼生产作一 些适当改进,配加FeNb和FeV从而有效控制晶粒度 获得细晶组织. l试炼HRB400准备工艺 求,而且还必须保证钢筋有良好的焊接性能.其机试炼I-I1UMO0内控成分要求见 表1: 表1?400内控成分要求 表1可以看出,该钢种都是对C,Mn元素要求 比较严格,内控要求碳当量控制在0.420.48故不 适宜把碳拉过低,否则c含量偏低,依靠加碳粉增 碳,不利于提高钢的品质,同时增加成本,由于碳粉 吸收率不稳定,熔点高,还容易造成成品不合格等. 终点C含量控制在0.09%,0.13%比较合适. 由于铌铁容易使铸坯轧材表面产生裂纹,本次 试炼HRIMO0先采用了铌铁,钒铁微合金化工艺, FeNb的Nb含量为68.5,FeV的V含量为52%. 根据以前的冶炼HRB335数据及经验,生产 HRIMO0d工艺大约是一致的.采用如下的生产工 艺:转炉顶吹一钢包内脱氧合金化一钢包低吹氩一 小方坯连铸一扎制.装入装入量按26.5,27.5 (-t-O.5)吨控制,结合生产实际,可以根据铁水的si 含量适当调整其磁性钢渣和生铁块搭配比,一方面 可以降低成本,同时可以平衡热量. 2终点碳的控制 2.1增碳法 由于原材料的波动,为了提高冶炼命中率,通常 采用增碳法,转炉炼钢厂习惯低拉碳,根据炉口火焰 形状拉碳,在生产I-IRB335阶段一般为了稳定操作, 习惯把碳拉得比较低.但是HRB400对C当量要求 比较严格,为保证钢水质量,不适合把碳拉过低,否 则依靠碳份增碳则钢水质量难以保证,而碳粉的吸 收率不稳定.一般根据吹氧时间结合火焰形状拉 碳.实践证明,拉碳时间比条件相近的低碳钢水提 前0.3min左右. 2.2补吹降碳速度 河南冶金2OO6年增刊 根据实践统计结果,低碳钢水补吹平均降碳速 度为0.18,0.20%/min.在实际操作中,应稳定造 渣和供氧制度,使终渣有适当流动性.补吹用正常 枪位,降碳速度按平均值考虑.如终渣过粘,补吹枪 位高,降碳速度按低于平均值考虑;终渣稀发泡,补 吹枪位低,降碳速度按高于平均值考虑. 2.3取样过程的控制 实践表明,炉内存在成分不均,取样没有代表性 的,加上人为观察误差,取样观察碳含量容易造成较 大的误差. 2.4摇妒出钢过程的控制 在冶炼摇炉出钢过程中,有时炉内出现大翻腾 现象.这是因为拉碳和补吹枪位过高,炉渣氧化性 强,经摇炉作用,渣中FeO和熔池中碳发生反应,生 成CO气体,促进炉内搅拌所致.同时熔池碳含量 降低,而且无法准确估量降碳量.当降碳量大时便 会造成成品碳低而改判,可采取如下措施: 1)倒炉不要急于压渣,要尽量多倒渣,以减少炉 内渣量; 2)摇炉至零位时加一些压渣剂后立即出钢. 2.5磷的控制 如采用正常拉碳枪位,由于碳高,炉渣氧化性低, 流E差,不利于去磷,拉碳时磷高.终点处理磷比较 困难,且出钢过程回磷是冶炼中碳含量钢经常遇到的 问,也是造成磷高判废或改判钢号的重要原因. 1)吹炼过程和终点温度不要过高,降温料尽量 在吹炼前中期分批加入. 2)保证石灰加入量,使终渣碱度达到3.2以上. 3)挡渣出钢,做好二次挡渣,防止下渣多. 2.6硫的控制 冶炼时,终渣的氧化性较HRB335略低,正符合 去硫热力学条件.只要造出碱度合适和流动性良好 的炉渣,一般炉内脱硫率为30%左右,本厂的原料 条件下,出钢硫可控制在0.025%以下. 2.7脱氧合金化 试验阶段采用加FeNb+FeV出钢过程脱氧合 金化顺序为BaCaAIsi—FIesI—FeMn-'-~FeNb+FeV. FeNb加入量为0.4,0.6kg/t,按照出钢量计算,为了 稳定操作每炉固定加入13l【g,FeV加入0.25kg/t即 是每炉固定加入6ks.脱氧剂BaCaALSi加入量为0.7 , 1.1kg/t,根据终点钢水氧化性低与高分别取下线 和上限.出钢加入合金的时间范围是整个出钢过程 的1/4,3/4内进行.因此,要求控制和维护好出钢, 保证出钢时间.采用二次挡渣技术严格控制下渣, 确保合金吸收率稳定,并且FeNb和FeV均要求在预 脱氧的情况下加入,以确保其较高的吸收率. 2.8妒外精炼处理 含68%Nb的铌铁的熔点范围在1580?, 1630't2,它在钢中是通常是一个溶解过程,吹氩(氮) 保证在2.5,3min,由于铌铁的熔点比较高,必须要 保证吹氮时间. 连铸小方坯(150ram×150InIl1)浇铸,然后进入轧 钢进行扎制. 3成品结果分析 1)试生产阶段.转炉炼钢厂先采用FeNb+FeV 微合金化,生产的HRB400各项力学性能指标部达 到国家的要求,钢筋的屈服强度均在410MPa以 上,抗拉强度均在580MPa以上,延伸率均在26%以 上.随机抽取炉次分析成份表2: 表2钒铁和铌铁的吸收率 从表2可知,钒铁铌铁的吸收率比较稳定,而且 吸收率很高,平均吸收率在94%左右.在试生产阶 段,其成品的各项指标见表3,其对应的力学性能见 表4. 表3FeNb+FeV徽合金化钢样成分 2OO6年增刊河南冶金?145? 裹4FeNb+FeV徽合金化钢样力学性能 由上表可知,采用FeNb+FeV微合金化冶炼 m400成品的各项指标均是符合要求的.铸坯的 表面质量符合要求,没有出现含铌钢易发生的表面 横向裂纹问题,说明所采用的连铸工艺要求. 2)冶炼条件和前面一样,微合金化采用含68% Nb的铌铁.为节约成本,后采用全FeNb微合金化. ? 采用硅铝钡钙取代硅钙进行强脱氧,以脱氧和固定 现象.因而可以减轻钢对缺口的敏感性,并提高钢 的冲击韧性,特别是降低钢的脆性转变温度.出钢 过程的加料顺序为:先加BaCaAISi预脱氧,再加 FeMn,FeSi进行合金化,最后加入FeNb,加人FeNb 加入量0.4—0.6kg/t.根据实际使用的合金成分和 残余锰含量适当调整合金加入量. ? 控制合适的出钢温度,含68%Nb的铌铁的熔 点范围在1580?一1630?,它在钢中是通常是一个 溶解过程,吹氩保证在2.5—3min,必须要保证吹氮 时间. ? 要求碳当量控制在0.42%一0.48%,碳目标 0.20%锰1.25%一1.5%,以避免冷弯不合格,提高 强屈比. ? 钢坯经00n?n半连续式小型轧机轧制,开轧 温度1050?一1150~C,终轧温度950?一1050?,试 轧l6—25mm月牙肋螺纹钢筋. 氮,脱氧产物较易排出,并细化晶粒,阻抑钢的时效成品性能分析见表5: . 裹5FeNb徽合金化钢样力学性能 由表4与表5对比可以看出:加FeNb微合金化 的钢筋较加FeNb+FeV共同合金化的钢筋屈服强 度有一定程度的降低.但试验钢力学性能全部满足 GB1499—1998中l?m40o级别钢筋的要求. 3)个别炉次铸坯出现少量裂纹,裂纹为横向裂 纹,含Nb钢表面横裂纹敏感性机理主要包括以下 三个方面: ? 在铸坯凝固过程中,由于选分结晶,柱状晶晶 界富集杂质元素,使柱状晶界成为先共析铁素体优 先析出的部位.杂质富集降低了铁素体的表面能, 使该处断裂韧性降低.在张应力的作用下,先共析 铁素体带中的硫化物或氧化物夹杂成为应力集中 点,导致微孔的生成,长大和连接.所以柱状晶界上 的先共析铁素体带成为裂纹萌生和扩展的低能区. ? Nb微合金化钢在连铸过程中,铸坯表层弥散 析出碳氮化铌或铌与其它元素的复合析出相,使晶 内因析出物的弥散分布而硬化,更易导致应力集中 于晶界上的先共析铁素体带,加剧了裂纹沿晶界萌 生和扩展.因此,Nb微合金化钢连铸坯有明显的横 裂纹敏感性.(下转第175页) 2(X)6增刊 杆支架饥t勾.可住铸流侧进行维护不1】换jI链头. l5)切割前辊道:由辊道支架和带单独传动和带 配套什的辊子组成.辊颈冷却,轴承集中润滑,传动 可逆.位于切前辊道前端设有摆动液压缸脱引锭头 装置及1对立式引锭杆导向辊装置. 16)火焰切割机:采用焦炉煤气和氧气为切割介 质的切割枪.切割机本体及测长装置分别通过各自 的PLC进行控制.由电控,传动及带内冷机械组成 机电一体品.采用无接触式铸坯测长摄像装置测量 铸坯K度. 17)切割下辊道:由辊道支架和带单独传动可液 压缸摆动和带配套件的辊子组成.其中中间摆动的 辊子是通过链条从动的.2号连铸机将两个摆动辊 子改为平移式辊子. 18)切头输出装置:由滑道及收集箱组成. 19)输出辊道:分为1号和2号两段.结构形式 相同,段长不同.均由辊道支架和带单独传动和带 配套件的辊子组成.轴承集中润滑,其中1号段传 动可逆. 20)称量辊道:由辊道支架和带单独传动和带配 套件的辊子组成.轴承集中润滑.另外,增加两套 液压传动连杆的夹紧铸坯装置及液压传动连杆及升 降框架的称量装置. 21)打印机及其支撑台架:由带独立PIE控制的 控制台柜,带液压传动打号头的打印机本体及钢结 构件组成.在铸坯前端面打印.打印字符包括0— 9数字和Az文字.台架为钢结构件. 22)等待辊道:由辊道支架和带单独传动和带配 套什的辊子组成轴承集中润滑. 23)出坯辊道:结构形式与输出辊道结构形式基 本相同,由辊道支架和带单独传动和带配套件的辊 子组成.轴承集中润滑. 24)横移装置及其支撑台架:由电动走行的台车 和升降装置组成.台架为钢结构件. 25)推钢机台架:由液压推钢机和钢结构滑轨台 架组成. 26)升降挡板:由气缸,挡板及框架组成.分别 设置在1,2号输出辊道之间,称量辊道前后及等待 辊道和出坯辊道之间.每流4套. 27)固定挡板:由挡板支座及弹簧组成.设置在 出坯辊道的末端. 28)位置检测装置:配重摆动辊接触式.由配 重,连杆,辊子及接近开关组成.每流8套.分别设 置在切割前辊道,1号(3套),2号输出辊道,称量辊 道,等待辊道及出坯辊道. 29)热送辊道:由辊道支架和带单独传动和带配 套件的辊子组成.轴承集中润滑. 5结语 在以上两项工程中,中冶赛迪工程技术司自 始至终负责为攀钢建设服好务.完成项}l"r研设 计,参加与外商技术谈判,审查外商基本设计,完成 初步设计,施工图设计及施工服务等项设计,施工任 务.中冶赛迪工程技术公司在1号和2号方坯连铸 机工程建设的同时,还承担攀钢本部炼钢厂120t转 炉易地大修,新建LF及连铸机工程,以,乏相关工程 的拆,还,保等项目的设计和工程的总承也 (上接第145页) ? 振痕的凹陷处凝固速度较慢,晶粒界面杂质富 集更加明显,使柱状晶界上的先共析铁素体带高温断 裂强度急剧下降,加上凹陷处的缺口效应,因此,振痕 裂纹是Nb微合金化钢铸坯最常见的表面缺陷. 综上所述,为减少Nb微合金化钢铸坯的表面 裂纹发生率,改善铸坯表面质量,在维护好设备状 态,对钢液进行充分净化的前提下,最主要的是要对 二冷工艺制度进行改进优化.降低钢水过热度,低 温快拉有助减少裂纹的发生.在后期的的组织生产 中均未出现裂纹. 4结论 1)在本文介绍的生产工艺条件下,采用FeNb+ FeV共同微合金化与单一FeNb微合金化生产 HRIMO0热轧带肋钢筋,FeNb,FeV吸收率比较高并 且稳定在94%左右,并且钢力学性能全部满足 GB1499—1998中HRB400级别钢筋的要求, 2)采用FeNb微合金化可满足生产与实际需要, 成本相对降低. 3)优化二冷工艺制度,低温快拉,能'效防止因 Nb微合金化钢铸坯的表面裂纹发生率. 4)Nb微合金化生产HRIMO0热轧『力钢筋还 有进一步优化生产工艺降低成本的潜力,包括适当 降低Nb的加入量,降低初,终轧温度,采用热连轧 工艺等,达到进一步细化晶粒,强化Nb对钢的强韧 化作用,达到提高强度的同时,增强塑性的目的,以 获得最经济的投入和最佳的力学效果. 5参考文献 [1]张树星.20MnSiV(N)新?级螺纹钢的开发[J].炼钢,2~y2(3):12 , l3. [2]徐有邻.中国建筑科学研究院.混凝土结构用钢筋发展的探讨. 新III级钢筋推广暨钒氮合金化技术.2OOO.2.91.