if钢在梅钢rh炉的生产实践

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1、IF钢在梅钢RH炉的生产实践IF钢在梅钢RH炉的生产实践翟高民1刘相林2（1.宝钢集团梅山钢铁公司制造部2.宝钢集团梅山炼钢厂）摘要：梅钢RH炉在生产IF钢的实践中，充分结合自身的设备和生产状况，在真空脱碳、温度控制和微合金化等方面的工艺技术已基本稳定。本文结合基本理论重点阐述了梅钢RH炉生产IF钢的实践过程。关键词：IF钢真空脱碳控制0．前言IF钢也称为无间隙原子钢，具有优异的深冲性能和非时效性，在以汽车工业为代表的现代工业中得到了大量的应用。随着冶金生产技术的进步和汽车工业的发展。IF钢得到了迅速发展，已成为继沸腾钢、铝镇静钢后的第三代冲压用钢。由于IF钢要求超低碳（

2、≤0.005％）、低氮（≤0.003％）和微合金化，因此生产IF钢的关键工序之一就是通过真空精炼手段进行脱碳、防止增氮和微合金化得到无间隙原子的纯净铁素体钢[2]。梅钢RH精炼炉投运以来，在生产工艺逐步完善和操作水平不断提高的基础上，于2006年9月份成功生产出IF钢，并且具有批量生产的能力，截至07年3月份，已累计生产1.76万吨，处理后的碳含量均小于30ppm，氮含量平均在30ppm以下，生产工艺已基本稳定。1．工艺装备梅钢RH炉是2002年8月投用的精炼处理设备，其主要包括真空处理系统、多功能顶枪系统、合金系统等。设备的主要工艺参数见表1。具有的主要功能有：脱碳、脱

3、氢、脱硫、去除夹杂、合金微调、升温等。RH炉的处理模式主要有本处理、轻处理和顶枪处理三种模式。表1梅钢RH炉主要设备工艺参数项目技术参数钢包容量162tRH型式双槽横移钢包升降吹氧方式MFB多功能顶枪吹氧真空泵型式四级蒸汽喷射泵环流量80t/min真空系统泄漏量≤50kg/h(20℃)2．IF钢控制理论及生产实绩为了满足钢水成分和多炉连浇的生产要求，RH工序生产IF钢的关键点是：真空脱碳、温度控制和微合金化。梅钢在生产实际中，结合自身的设备能力、生产组织和操作技术等特点，已基本稳定了生产IF钢的生产工艺技术。2.1真空脱碳2.1.1基本理论RH脱碳处理仍是以冶金反应热力学

4、和动力学为基础的，热力学表示化学反应最终状态的稳定含量和可控制精度：动力学则表示完成化学反应过程并形成最终产物所要求的时间。RH脱碳时，利用[C]、[O]反应生成CO气体的发应，通过降低真空中CO分压，使[C]、[O]反应向生成CO的方向进行[3]，由式（1）表示。第4页共4页IF钢在梅钢RH炉的生产实践[C]＋[O]＝CO（气）……………………………………………………………………（1）在生产实际中，重要的是在最短的时间内达到脱碳的目的，即考虑影响脱碳速度的因素，真空脱碳的限制环节也是扩散过程，其脱碳反应的表达式见式（2）。……………………………(2)为扩散系数，称为反应

5、速度常数Kc，C为原始浓度，Ce为平衡浓度，由此可见影响脱碳反应动力学的因素为：（1）反应速度常数越大，反应越快，因此增加反应常数的因素都有利于加快反应速度；（2）任意时刻的浓度[C]t与平衡浓度[C]e差值越大，反应推动力越大，发应越快。值得注意的是，当吹氧强制脱碳时，必须在自然脱碳的基础上考虑吹氧量的作用和影响[1]。2.1.1初始条件为了达到高速脱碳的要求，真空脱碳前钢水中的碳、氧含量是否合理非常重要。钢水中保证有足够的氧对脱碳的效果是最有效的，但也不能过高，否则脱碳后过多的铝脱氧可能对钢水的洁净度不利。另外，真空脱碳前碳氧含量的不同直接影响脱碳的具体操作和处理时间

6、[4]。从脱碳最初的热力学条件限制来讲，最为理想的碳、氧初始含量为：[C]约为350ppm，[O]约为600ppm，在实际生产中，受真空处理设备及操作技术等外部条件的限制，初始碳、氧含量很难保证在理想状态，因此在操作实践中关键是钢水初始碳、氧含量稳定，目前梅钢进入RH炉的钢水碳、氧条件基本稳定，这也是RH处理IF钢操作稳定的前提。经统计，生产IF钢以来，梅钢初始碳的平均含量在400ppm左右，氧的含量在500ppm左右。2.1.2脱碳实践根据钢水碳、氧含量的初始条件，梅钢RH炉施行自然脱碳与强制脱碳相结合的模式。自然脱碳主要是在碳、氧初始含量相对合理，特别是氧含量在600

7、ppm以上时进行，一般在钢水开始环流初期进行。在自然脱碳时主要受反应动力学影响，因此，操作中主要采取增加碳氧反应界面、提高气、液界面的传质速率、快速降低真空压力等措施来提高脱碳反应速率。梅钢RH炉在实施自然脱碳时，运用的手段主要有：（1）浸渍管插入钢水前进行预抽真空，插入钢水开始处理后，在最短时间内使真空泵全泵投入。目前全泵投入的时间控制在短时间以内，使真空槽内压力快速降至目标值以下；（2）加大环流气体的流量。自然脱碳时，为加快钢液环流速度，也可以加大驱动气体的流量。为了进一步提高脱碳速率和满足多炉连浇批量生产的需要，在自然脱