转炉流程冶炼钢锭的生产实践

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1、转炉流程冶炼钢锭的生产实践王前张小华李少华韩红亮（天津市天重江天重工有限公司）摘要：介绍了转炉流程冶炼钢锭的生产工艺及过程控制。关键词：转炉钢锭脱氧工艺引言天津市天重江天重工有限公司（以下简称江天）为了提高钢锭在市场上的竞争力，结合转炉生产的特点，形成特有的一套生产工艺，并批量生产钢锭，合格率达到98%以上。国内钢锭主要由电炉+精炼冶炼，很少见到转炉流程批量生产钢锭的报道。但是，由于近年来转炉生产的连铸圆坯发展很快，其成本低，成材率高等因素，挤占了10吨以内的钢锭部分市场。转炉生产特殊钢棒材已经是成熟的工艺。国外大量采用转炉冶炼特殊钢，日

2、本转炉冶炼的特殊钢已经占全部特钢产量的75％以上。在国内，由于电价高、废钢少，采用转炉炼钢具有更明显的成本优势，特钢厂大部分采用转炉-连铸流程生产特殊钢。1江天冶炼钢锭的工艺路线及设备1.1冶炼工艺路线江天现有的转炉长流程生产线：LD顶底复吹转炉-LF精炼-VD真空脱气-浇注。1.2冶炼设备江天主要生产设备：120吨转炉一座，配套的120吨双工位LF精炼炉两座、100吨VD双工位真空炉一座以及钢锭浇注系统（包括VC上注和IC下注系统）。2转炉流程生产钢锭的工艺2.1原料为了保证高质量的冶炼要求，转炉配料要求铁水比≥90%。由于本公司有锻造

3、分公司，所以转炉所用废钢全部为大块的连铸坯切头切尾、钢锭的帽口、机加工的废料以及废锻件，含有的有害残余元素少。冶炼含有Ni、Mo等钢种，则加入镍铁、含Mo等废钢，不但有利于降低成本，还减少在LF炉加合金产生的温降2.2转炉的生产转炉的主要任务是脱C、脱P和温度控制，脱氧和合金化；为了提高钢锭质量，降低钢水原始(O)含量，转炉出钢控制适当的碳含量，161转炉吹炼过程采用全程底吹氩，转炉钢水的(N)的范围为20-30ppm；经过精炼、真空脱气及浇注后，成品(N)的范围为50-60ppm。2.2.1终点C控制转炉通过顶吹氧枪向熔池吹O2和底吹A

4、r，使得熔池中钢水与O2充分接触，脱C能力很强，一般15min左右就能将(C)降到0.06%以下。但是随着钢中(C)低于0.06%，(O)则急剧增加。转炉终点碳、温度与钢水中氧含量的测量数值见表1。转炉的终点温度来源主要有两方面，一是铁水物理热，二是氧化铁水中C获得。因此，为了保证出钢温度和钢水的氧含量，一般的钢种出钢(C)≥0.06%。表1转炉终点碳、温度与钢水中氧含量炉号钢种C/%温度/℃[O]/ppmZ13599820MnMo0.041610823Z13605135#0.061616368.7Z13606440Mn0.0516054

5、50Z13607940Mn0.061625394Z13609040Mn0.081603328Z136159-165CrNiMo0.1115992872.2.2终点P控制因为P是形成冷脆的元素，对钢的危害很大，除了很少一部分特殊钢种要求高P外，一般客户要求钢中的（P)≤0.015%，江天没有铁水预处理的情况下，应用双渣冶炼技术和留钢操作技术，降低钢水中的P含量，脱P达到98%以上，控制冶炼终点合适的C含量，做到钢水不过氧化，保证成品（P)≤0.015%。2.2.3终点温度控制由于要求（P)≤0.015%，转炉吹炼终点温度高，容易回P，导致出

6、钢P含量达不到要求；而温度过低，不利于后续精炼操作。终点温度一般控制为1610士15℃。2.2.4脱氧及合金化为了保证钢锭的质量，降低钢水的氧含量：（1）采用预脱氧技术，在转炉出钢前向炉内加入预脱氧剂（预脱氧剂的成分见表2），对转炉钢水进行无害化预脱氧；（2）出钢过程中，应用复合脱氧技术，改变钢水中夹杂物的数量和形态；（3）最后加入预熔精炼渣和石灰，覆盖在钢水上面，隔绝空气及吸附脱氧产物；出钢全程吹氩搅拌，促进脱氧产物的上浮。162表2预脱氧剂的成分/%编号TFeCSPH2O1‐03059.9828.200.0530.0920.41‐03

7、160.6029.320.0860.0880.42‐00862.2226.320.1100.0870.42‐00962.1527.540.1080.0850.52.3LF的精炼2.3.1造渣转炉即使出钢结束时，炉内留钢水，仍然有少量的氧化渣在转炉出钢前、出钢过程中流入钢包内以及出钢过程中的脱氧产物有部分上浮到钢包顶渣中。因此，LF在精炼脱氧前，将钢水加热3-5min，熔化钢包顶渣后，将其倒掉80%以上，重新造渣，有利于减少LF的脱氧剂使用以及缩短造白渣时间，通常能缩短5-8min。2.3.2脱氧经过转炉的脱氧，再加上生产前的倒渣，此时的钢

8、水（O）已经比较低，采用Al脱氧，容易产生细小的絮状（Al2O3）夹杂，难以去除。因此，LF采用白渣扩散脱氧为主，防止产生的脱氧产物污染钢水。控制炉渣碱度≥3.5，有利于炉渣吸附氧化物，达到脱