宝钢纯净钢生产技术进步

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1、宝钢纯净钢生产技术进步崔健，郑贻裕，朱立新(宝钢股份公司)摘要：重点叙述了宝钢在钢中碳、氮、氧、磷、硫以及夹杂物控制方面的技术进步。并介绍了宝钢IF钢、管线钢所达到的纯净度综合水平。关键词：纯净钢；IF钢；管线钢；炼钢1前言随着社会的进步，现代工业对钢的性能要求越来越高，为满足这一要求。纯净钢技术研究也越来越成为钢铁冶金技术领域的重要研究课题。所谓纯净钢一般是指钢中杂质元素磷、硫、氧、氮、氢（有时包括碳）和非金属夹杂物含量很低的钢。而所谓杂质又是随钢种而变的。某一元素在某钢种内是有害杂质，在另一

2、种钢内其有害程度可能轻些甚至是有益的。也就是说、对于钢性能要求不同，纯净度所要求的控制因素也不同。对IF钢，为获得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、氧含量尽可能低；为生产高强度、高韧性、优良的低温性能、更高的抗氢断裂能力的高质量管线钢，要求钢中低硫、低磷、尽可能低的氮、氧、氢和一定的Ca/S比。宝钢从20世纪90年代中期就着手研究开发纯净钢冶炼技术，主要工作集中在两方面。第一方面集中在纯净钢相关单项技术开发上，通过研究找寻控制钢中磷、硫、氧、氮、碳、氢和非金属夹杂物含

3、量的主要环节和影响因素。第二方面，主要针对纯净度要求很高的钢种（IF钢、管线钢等），开展提高纯净度的研究，开发批量生产纯净钢的生产技术和管理技术。本文拟介绍宝钢在纯净钢生产技术方面所开展的工作及所取得的进步。2纯净钢生产单项技术进步2.1超低硫钢生产技术钢中线性硫化物是裂纹源，使产品易于断裂，对于中厚板易于产生SSC裂纹和HIC－4裂纹。对于高洁净钢，过去要求最高的〔S〕为50×10％，现在，某些情况下已要－4－4－4【1】求〔S〕为30×10％，20×10％甚至＜10×10％。因此、开发超低硫

4、钢生产技术具有重要的意义。铁水脱硫是一种较经济、有效的脱硫方法，在工业生产中得到广泛的采用。宝钢曾先后采用了混铁车（CaO系、CaC2系脱硫剂）和铁水包（Mg系脱硫剂）两种脱硫方－4式。当铁水原始硫为（150～300）×10％时，脱硫后铁水硫含量最低可达（10～30）－4×10％的水平。众所周知，转炉的脱硫能力是相当有限的。特别在铁水原始硫含量很低的情况下，由于入炉的石灰、废钢等炉料带有较高的硫，往往出现转炉过程回硫现象。一般来说,－4仅靠铁水预处理要稳定生产硫含量小于30×10％的钢是有困难的

5、。因此、在转炉出钢后对钢水进行炉外脱硫势在必行。宝钢相继开发了三种钢水炉外深脱硫工艺，其基本特征如下：òRH处理过程加入脱硫剂方式（方式A）：开发高效CaO-CaF2系脱硫剂，通过RH合金溜槽将脱硫剂加入真空室；脱硫处理的炉次尽量控制转炉下渣量，并对钢包顶渣进行改质处理，使其具有高碱度和低FeO含量。òRH处理过程喷粉脱硫方式(方式B)：开发CaO-Al2O3系预熔型脱硫粉剂；采用低枪位操作，以使粉剂能充分进入钢水循环；处理前对钢水和钢包渣进行充分脱氧，以提高脱硫效率。-1-òLF炉深脱硫方式（

6、方式C）：开发钙铝系合成渣剂，优化渣脱氧制度；优化钢包底吹氩模式;对于深脱硫钢，为强化渣钢界面的脱硫反应,采用强搅拌方式。三种不同炉外脱硫方式的深脱硫效果如表1所示：表1深脱硫试验结果－4－4方式[S]i/×10％[S]f/×10％脱硫率/％A28.416.243.0B61.935.842.2C67.08.787.0[S]i:初始平均硫含量；[S]f：脱硫后平均硫含量对比上述三种脱硫方式可见：RH处理过程脱硫（方式A、方式B），其脱硫率均在40%左右，脱硫效率并不高。此类工艺作为一种钢水脱硫处理

7、的补充手段，以降低钢种的保留率是比较合适的。其具有占用工位时间少，增氮量小的优点。同时可见，LF炉深脱硫工艺具有很高的脱硫效率，平均脱硫率达87%，在原始硫含量并不很低－4－4（[S]i=67×10％）的前提下，脱硫后可使钢水硫含量稳定达到10×10％以下，平－4均为8.7×10％。为超低硫钢的生产提供了有力保证。2.2低磷钢生产技术钢中磷过高，在凝固时会产生严重的偏析而导致产品脆裂。对于高级管线钢需要－4将磷降至100×10％以下，而对于在极寒冷地区使用的管线钢，为防止冷脆，甚至－4需将钢中磷

8、含量控制在50×10％以下。宝钢相继开展了如下工艺试验：ò铁水三脱＋转炉小渣量（渣量指数为0.3）冶炼工艺（方式A）ò铁水脱硫＋转炉大渣量（渣量指数为1.0）冶炼工艺（方式B）ò铁水三脱＋转炉大渣量（渣量指数为1.0）冶炼工艺（方式C）ò转炉预处理脱磷＋脱碳转炉中渣量（渣量指数为0.6）冶炼工艺（方式D）上述4种不同工艺脱磷效果如图1所示：14012010080604020转炉终点磷含量，ppm0ABCD图1不同工艺转炉终点磷平均含量比较－4由图1可见，采用三脱铁水少渣量工艺的转炉终点平均磷含量