河南济钢45_钢生产实践
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5)该钢种碳含量高 ,比低碳钢更易产生中心偏 析和中心裂纹等缺 [ 1 ] ,必须制定合理的温度 、拉坯 速度和二冷配水制度 。同时 ,使用结晶器电磁搅拌 技术和塞棒自动控制技术 ,减少铸坯中心偏析 、中心 裂纹的产生 。
6)完善全程保护浇注工艺 ,减少外来夹杂物的 卷入 ,保证钢水良好的流动性 ,防止水口结瘤 。
1)必须使用带挡渣墙中间包 ; 2)中间包包盖周围采用耐火泥进行密封 ,防止浇 注过程中包盖由于热应力变形致使空气进入中间包 ; 3)浇注过程中 ,中包包盖烘烤孔 、塞棒孔必须 进行覆盖 。 采用全保护浇注工艺 :钢包 →中间包采用氩封 长水口 ,中间包液面使用双层覆盖剂 (碱性覆盖剂 +炭化稻壳 ) ,中间包 →结晶器采用浸入式水口 ,并 对中包下水口与浸入式水口接缝处吹氩气保护 ,防 止空气进入 。以钢中增 N 含量来评价保护效果 ,钢 包至钢坯增 N 含量平均在 12 ×10 - 6左右 。
LF精炼采用石灰 、预熔型合成渣造还原渣 ,总 渣用量为 15～17kg / t,精炼前期采用 3档电压操作 , 使造渣材料尽快熔化 ,形成泡抹状 。精炼渣碱度控 制在 2. 5～3. 0范围内 ,渣子化好后 ,采用 4档电压 、 高电流埋弧操作 ,升温速度在 3℃～6℃ /m in 范围 内 ,并保证白渣时间大于 15m in (截止目前白渣保持 平均时间已经达到 25m in 以上 ) ,充分去除夹杂和 降低钢中的 T[O ]量 ,同时向钢包喂 Si - Ca线 ,对夹 杂进行变性处理 ,喂入量为 80m ～120m ,喂线后软 吹时间不小于 5m in。
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河 南 冶 金 2006 年第 5期
物能力难以充分把握 ,所以 ,优先采用无铝脱氧 ,不 但可以改善钢水流动性 ,并避免了钢中生成大量 A l2O3 脆性杂质 ,防止拉拔脆断现象 。待相关工艺成 熟后 ,将考虑用铝脱氧 ,以加快精炼速度 ,求得更低 [O ]量 。目前采用锰铁 、硅铁加硅钙钡的脱氧方式。 3. 2. 5 氩站吹氩
2006年 第 5 期
河 南 冶 金 · 4 7·
所以要求硬度 、强度适中 ,延伸性好 ,尤其对通条性 之间成分差异 。
要求更为严格 。所以规定将 C 元素成分控制在中 2. 2 力学性能要求
下限 ,且缩小 C、Si、M n内控范围 ,以便减少炉与炉
经 LF精炼处理后 ,钢中自由氧含量平均降低 至 15 ×10 - 6 ,降低比例为 50%左右 。 3. 3 连铸工艺 3. 3. 1 中间包冶金和保护浇注
中间包冶金效果做得好 ,不仅不污染钢液 ,还会 使钢中夹杂排除 2 /3,使 T[O ]降低 50%左右 。为进 一步提高 45#钢洁净度和保证钢水二次精炼效果 , 结合实际情况对中间包提出严格要求 :
为确保炉机匹配 ,转炉总装入量确定为 52 t。同 时为提高终点一次拉碳命中率 ,根据铁水 、废钢条件 适时调整废钢比 。对 150炉 45#钢装入量进行统计
转炉渣属于强氧化性的渣 ,平均 ( FeO ) ≥15% , ( P2 O5 ) ≥1. 5% ,而且其中含有大量的非金属夹杂 物 ,如果下渣量太大 ,既对 LF炉的造渣影响很大 , 而且容易造成大量回 P。因此 ,对转炉下渣量进行 严格控制 。转炉采用多面体挡渣球进行挡渣 。同时 加强出钢口的维护 ,尽量避免下渣 。
3. 1. 2 主要设备及参数 50 t顶底复吹转炉 1座 。冶炼周期 28m in;出钢
量 47 t。 50 t钢包精炼炉 1 台 。变压器功率 : 8000kVA;
升温速度 : 4. 5℃ /m in左右 。 4机 4流弧形方坯连铸机 1台 。弧形半径 : 8m;
浇注铸坯断面 : 150mm ×150mm;中包容量 : 20 t。 3. 2 转炉冶炼 3. 2. 1 转炉装入量
8)需采用专用的适合中碳钢的结晶器保护渣 。 3 工艺介绍 3. 1 主要工艺流程
高炉 →混铁炉 →转炉冶炼 →氩站 →LF精炼 → 方坯连铸 →轧制
拉碳增碳法控制终点 ,要求补吹次数不得大于 2次 。 严防钢水过氧化 ,确保 C - T协调出钢 ,终点控制为 ( % ) : [ C ]0. 08～0. 12、[ P ] ≤0. 015、[ S ] ≤0. 030, 温度为 1660℃～1680℃。 3. 2. 3 转炉渣量控制
表 3 转炉装入量
程中常发生碳不稳定现象 ,难以准确达到成品的内 控要求 ;
2) [ C ]、[O ]控制要合适 ,保证 C、Si、M n成分的 稳定 ;
3)需优化冶炼 、精炼工艺 ,尽量降低钢中硫 、磷 等有害元素 ;
4)针对钢中磷 ,尽量在转炉内脱除 。出钢后经 LF炉可能造成回磷 , LF炉采用的是还原渣不利于 脱磷 ,而且在还原气氛下长时间冶炼可能造成回磷 现象 。因此 ,炉前必须脱好磷 ,出钢挡好渣 。
W ang W enhu L I B ing Chao Xia W ang Xinghua ( Steel - making p lant of J igang Co. , L td, J iyuan, China )
ABSTRACT In light of the current furniture and raw material level of steel - making p lant of J igang, To lay down the p rocess of converter、LF and Continuous Caster and research the metallurgical effects and quality of p roduction, The ability
±0. 05%以上 。 炼钢厂由于所用原料质量较差 :铁水未经予处
理 , Si、P含量较高 ;石灰粉末多 、生过烧率高 。当钢 水中 ω (C) < 0. 08%时 ,随着碳含量的降低 ,钢中氧 含量迅速增加 。所以 ,控制转炉终点钢水 ω ( C) > 0. 08%时 ,钢中 ω (O )控制在 500 ×10 - 6以下 ,可有 效降低钢中夹杂物及有害元素的含量 ,从而可以提 高钢材的实物质量 [ 2 ] 。因此 ,为便于脱 S、P,采用低
氩站吹氩是出钢后钢水的初次精炼 ,济钢使用 碳粉进行炉外增碳 ,增 C量为 0. 30%左右 ,容易出 现 C溶入钢水不均匀性 ,所以必须要求大氩量搅拌 操作 ,尽快均匀成分 。同时为达到脱硫 、去夹杂 、深 脱氧的目的 ,在吹氩的同时 ,根据渣况进行调渣 ,加 强吹氩站精炼效果 。
通过严格工艺操作 , 45#钢白渣出现时间较以前 提前 5m in;并保证入精炼炉前钢水碳含量稳定在 0. 40% ～0. 44%。 3. 2. 6 LF精炼
精炼炉造白渣工艺 、以及对连铸生产工艺进行优化
等措施 。该钢种大批量生产后 ,铸坯质量良好 ,轧制 过程力学性能合格 。
2 45#钢主要技术要求
2. 1 化学成分
45#钢的化学成分及要求见表 1:
表 1 45#钢化学成分
%
元素
C Si Mn P S Cu、N i Cr
国标
0. 42～0. 50 0. 17～0. 37 0. 50～0. 80
7
平均 / t 38 14
范围 / t 36～40 16～12
炉数 150 150
3. 2. 2 终点控制 转炉作为初炼炉 ,其工作状态对控制磷 、夹杂物
有重要影响 。对于中高碳钢 ,转炉终点控制方法有 两种理论 :低拉碳增碳法和高拉碳补吹法 。两种方 法对比 ,高拉碳法特点 :增 C 量小 ,成品 C 波动小 , 终点 a [O ]低 ,对铁水 S、P要求较严格 ;低拉碳法特 点 :对铁水 S、P要求可放宽些 ,有利于脱 S、P;终点 a [O ] 高 ,增 C量大 ,碳粉收得率不稳 ,成品 C波动在
如果下渣量超过 50mm ,则要根据转炉氩站的 调渣情况以及 LF炉进站取的渣样的氧化性判断渣 的性能 ,从而决定 LF炉的后序造渣操作 。 3. 2. 4 脱氧合金化
济钢的 45#钢大部分为硬线材 ,夹杂物种类对 其有一定的影响 ,且由于 LF工艺尚不稳定 ,去夹杂
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
of batch p rocess has been realized. KEY WO RD S grade 45 converter p rocess LF Continuous Caster quality of p roduction
0 前言 45#钢属于优质中碳结构钢 ,是机械行业的主要
原材料 ,用途广泛 ,可用于轴件 、机壳箱体 、制丝 、制 钉 ;做钢绳 、缆线 ;雨伞中的骨架等 ,市场需求量大 。 要求轧材必须适应削 、热压加工 、顶锻和冷拔等各种 不同加工工艺的需要 , 对钢质量要求较高 。济钢 2004年底开始试生产 45#钢 ,由于刚刚步入优质钢 生产领域 ,产品初步定位为雨伞 、车轮辐骨架和制钉 (这些产品对钢成分 、夹杂物形态和总量 ,以及对铸 坯组织形态要求不十分苛刻 )等行业 。2005年初小 批量生产该钢种 , 6月份开始进行大批量生产 ,满足 了公司生产品种钢要求 ,并赢得了用户的一致好评 。 1 概况
≤0. 035 ≤0. 035 ≤0. 30 ≤0. 25
内控
0. 43～0. 46 0. 25～0. 37 0. 65～0. 75
≤0. 025 ≤0. 015 ≤0. 30 ≤0. 25
45#钢产品定位为线材用钢 ,要经过冷拉加工 ,
3 联系人 :王文虎 ,副厂长 ,工程师 ,河南. 济源 (454650) ,河南济源钢铁 (集团 )有限公司炼钢厂 ; 收稿日期 : 2006—9—20 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
6)完善全程保护浇注工艺 ,减少外来夹杂物的 卷入 ,保证钢水良好的流动性 ,防止水口结瘤 。
1)必须使用带挡渣墙中间包 ; 2)中间包包盖周围采用耐火泥进行密封 ,防止浇 注过程中包盖由于热应力变形致使空气进入中间包 ; 3)浇注过程中 ,中包包盖烘烤孔 、塞棒孔必须 进行覆盖 。 采用全保护浇注工艺 :钢包 →中间包采用氩封 长水口 ,中间包液面使用双层覆盖剂 (碱性覆盖剂 +炭化稻壳 ) ,中间包 →结晶器采用浸入式水口 ,并 对中包下水口与浸入式水口接缝处吹氩气保护 ,防 止空气进入 。以钢中增 N 含量来评价保护效果 ,钢 包至钢坯增 N 含量平均在 12 ×10 - 6左右 。
LF精炼采用石灰 、预熔型合成渣造还原渣 ,总 渣用量为 15～17kg / t,精炼前期采用 3档电压操作 , 使造渣材料尽快熔化 ,形成泡抹状 。精炼渣碱度控 制在 2. 5～3. 0范围内 ,渣子化好后 ,采用 4档电压 、 高电流埋弧操作 ,升温速度在 3℃～6℃ /m in 范围 内 ,并保证白渣时间大于 15m in (截止目前白渣保持 平均时间已经达到 25m in 以上 ) ,充分去除夹杂和 降低钢中的 T[O ]量 ,同时向钢包喂 Si - Ca线 ,对夹 杂进行变性处理 ,喂入量为 80m ～120m ,喂线后软 吹时间不小于 5m in。
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河 南 冶 金 2006 年第 5期
物能力难以充分把握 ,所以 ,优先采用无铝脱氧 ,不 但可以改善钢水流动性 ,并避免了钢中生成大量 A l2O3 脆性杂质 ,防止拉拔脆断现象 。待相关工艺成 熟后 ,将考虑用铝脱氧 ,以加快精炼速度 ,求得更低 [O ]量 。目前采用锰铁 、硅铁加硅钙钡的脱氧方式。 3. 2. 5 氩站吹氩
2006年 第 5 期
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所以要求硬度 、强度适中 ,延伸性好 ,尤其对通条性 之间成分差异 。
要求更为严格 。所以规定将 C 元素成分控制在中 2. 2 力学性能要求
下限 ,且缩小 C、Si、M n内控范围 ,以便减少炉与炉
经 LF精炼处理后 ,钢中自由氧含量平均降低 至 15 ×10 - 6 ,降低比例为 50%左右 。 3. 3 连铸工艺 3. 3. 1 中间包冶金和保护浇注
中间包冶金效果做得好 ,不仅不污染钢液 ,还会 使钢中夹杂排除 2 /3,使 T[O ]降低 50%左右 。为进 一步提高 45#钢洁净度和保证钢水二次精炼效果 , 结合实际情况对中间包提出严格要求 :
为确保炉机匹配 ,转炉总装入量确定为 52 t。同 时为提高终点一次拉碳命中率 ,根据铁水 、废钢条件 适时调整废钢比 。对 150炉 45#钢装入量进行统计
转炉渣属于强氧化性的渣 ,平均 ( FeO ) ≥15% , ( P2 O5 ) ≥1. 5% ,而且其中含有大量的非金属夹杂 物 ,如果下渣量太大 ,既对 LF炉的造渣影响很大 , 而且容易造成大量回 P。因此 ,对转炉下渣量进行 严格控制 。转炉采用多面体挡渣球进行挡渣 。同时 加强出钢口的维护 ,尽量避免下渣 。
3. 1. 2 主要设备及参数 50 t顶底复吹转炉 1座 。冶炼周期 28m in;出钢
量 47 t。 50 t钢包精炼炉 1 台 。变压器功率 : 8000kVA;
升温速度 : 4. 5℃ /m in左右 。 4机 4流弧形方坯连铸机 1台 。弧形半径 : 8m;
浇注铸坯断面 : 150mm ×150mm;中包容量 : 20 t。 3. 2 转炉冶炼 3. 2. 1 转炉装入量
8)需采用专用的适合中碳钢的结晶器保护渣 。 3 工艺介绍 3. 1 主要工艺流程
高炉 →混铁炉 →转炉冶炼 →氩站 →LF精炼 → 方坯连铸 →轧制
拉碳增碳法控制终点 ,要求补吹次数不得大于 2次 。 严防钢水过氧化 ,确保 C - T协调出钢 ,终点控制为 ( % ) : [ C ]0. 08～0. 12、[ P ] ≤0. 015、[ S ] ≤0. 030, 温度为 1660℃～1680℃。 3. 2. 3 转炉渣量控制
表 3 转炉装入量
程中常发生碳不稳定现象 ,难以准确达到成品的内 控要求 ;
2) [ C ]、[O ]控制要合适 ,保证 C、Si、M n成分的 稳定 ;
3)需优化冶炼 、精炼工艺 ,尽量降低钢中硫 、磷 等有害元素 ;
4)针对钢中磷 ,尽量在转炉内脱除 。出钢后经 LF炉可能造成回磷 , LF炉采用的是还原渣不利于 脱磷 ,而且在还原气氛下长时间冶炼可能造成回磷 现象 。因此 ,炉前必须脱好磷 ,出钢挡好渣 。
W ang W enhu L I B ing Chao Xia W ang Xinghua ( Steel - making p lant of J igang Co. , L td, J iyuan, China )
ABSTRACT In light of the current furniture and raw material level of steel - making p lant of J igang, To lay down the p rocess of converter、LF and Continuous Caster and research the metallurgical effects and quality of p roduction, The ability
±0. 05%以上 。 炼钢厂由于所用原料质量较差 :铁水未经予处
理 , Si、P含量较高 ;石灰粉末多 、生过烧率高 。当钢 水中 ω (C) < 0. 08%时 ,随着碳含量的降低 ,钢中氧 含量迅速增加 。所以 ,控制转炉终点钢水 ω ( C) > 0. 08%时 ,钢中 ω (O )控制在 500 ×10 - 6以下 ,可有 效降低钢中夹杂物及有害元素的含量 ,从而可以提 高钢材的实物质量 [ 2 ] 。因此 ,为便于脱 S、P,采用低
氩站吹氩是出钢后钢水的初次精炼 ,济钢使用 碳粉进行炉外增碳 ,增 C量为 0. 30%左右 ,容易出 现 C溶入钢水不均匀性 ,所以必须要求大氩量搅拌 操作 ,尽快均匀成分 。同时为达到脱硫 、去夹杂 、深 脱氧的目的 ,在吹氩的同时 ,根据渣况进行调渣 ,加 强吹氩站精炼效果 。
通过严格工艺操作 , 45#钢白渣出现时间较以前 提前 5m in;并保证入精炼炉前钢水碳含量稳定在 0. 40% ～0. 44%。 3. 2. 6 LF精炼
精炼炉造白渣工艺 、以及对连铸生产工艺进行优化
等措施 。该钢种大批量生产后 ,铸坯质量良好 ,轧制 过程力学性能合格 。
2 45#钢主要技术要求
2. 1 化学成分
45#钢的化学成分及要求见表 1:
表 1 45#钢化学成分
%
元素
C Si Mn P S Cu、N i Cr
国标
0. 42～0. 50 0. 17～0. 37 0. 50～0. 80
7
平均 / t 38 14
范围 / t 36～40 16～12
炉数 150 150
3. 2. 2 终点控制 转炉作为初炼炉 ,其工作状态对控制磷 、夹杂物
有重要影响 。对于中高碳钢 ,转炉终点控制方法有 两种理论 :低拉碳增碳法和高拉碳补吹法 。两种方 法对比 ,高拉碳法特点 :增 C 量小 ,成品 C 波动小 , 终点 a [O ]低 ,对铁水 S、P要求较严格 ;低拉碳法特 点 :对铁水 S、P要求可放宽些 ,有利于脱 S、P;终点 a [O ] 高 ,增 C量大 ,碳粉收得率不稳 ,成品 C波动在
如果下渣量超过 50mm ,则要根据转炉氩站的 调渣情况以及 LF炉进站取的渣样的氧化性判断渣 的性能 ,从而决定 LF炉的后序造渣操作 。 3. 2. 4 脱氧合金化
济钢的 45#钢大部分为硬线材 ,夹杂物种类对 其有一定的影响 ,且由于 LF工艺尚不稳定 ,去夹杂
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of batch p rocess has been realized. KEY WO RD S grade 45 converter p rocess LF Continuous Caster quality of p roduction
0 前言 45#钢属于优质中碳结构钢 ,是机械行业的主要
原材料 ,用途广泛 ,可用于轴件 、机壳箱体 、制丝 、制 钉 ;做钢绳 、缆线 ;雨伞中的骨架等 ,市场需求量大 。 要求轧材必须适应削 、热压加工 、顶锻和冷拔等各种 不同加工工艺的需要 , 对钢质量要求较高 。济钢 2004年底开始试生产 45#钢 ,由于刚刚步入优质钢 生产领域 ,产品初步定位为雨伞 、车轮辐骨架和制钉 (这些产品对钢成分 、夹杂物形态和总量 ,以及对铸 坯组织形态要求不十分苛刻 )等行业 。2005年初小 批量生产该钢种 , 6月份开始进行大批量生产 ,满足 了公司生产品种钢要求 ,并赢得了用户的一致好评 。 1 概况
≤0. 035 ≤0. 035 ≤0. 30 ≤0. 25
内控
0. 43～0. 46 0. 25～0. 37 0. 65～0. 75
≤0. 025 ≤0. 015 ≤0. 30 ≤0. 25
45#钢产品定位为线材用钢 ,要经过冷拉加工 ,
3 联系人 :王文虎 ,副厂长 ,工程师 ,河南. 济源 (454650) ,河南济源钢铁 (集团 )有限公司炼钢厂 ; 收稿日期 : 2006—9—20 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
