SPHC鋼硅窄成分控制

趙永安  王漸靈  于朋

（鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司，遼寧朝陽(yáng)，122000）

摘  要：針對(duì)低碳硅鋁鎮(zhèn)靜鋼SPHC硅含量窄成分控制進(jìn)行研究，結(jié)果表明控制硅含量的關(guān)鍵點(diǎn)在于：轉(zhuǎn)爐控制下渣量、LF控制各階段合適的鋼水Als含量、降低入精煉S含量、減少精煉處理時(shí)間。通過(guò)以上措施，SPHC鋼硅窄成分控制取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：SPHC；低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼；窄成分控制

Control of narrow Silicon composition in SPHC steel

Zhao Yongan，Wang Jianling

(Ansteel Group Chaoyang Iron & Steel Co. Ltd.，Chaoyang，122000，Liaoning，China)

Abstract: Study on the control of narrow Silicon content in SPHC sedation steel with low carbon Silicon aluminum.The results show that the key point of controlling Silicon content is: reducing amount ofthe ladle slag，LF controls appropriate steel Als content at all stages，reduce S content in refining，Reduce refining processing time.Adoption of the above measures,SPHC steel narrow Silicon component control has achieved good results.

Key words:SPHC;Low Silicon aluminum sedation steel; Narrow component control

1 前言

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)朝陽(yáng)鋼鐵)現(xiàn)擁有2座板坯連鑄機(jī)，生產(chǎn)鋼種主要包括普碳系列鋼、集裝箱鋼、低碳以及低碳鋼等，目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)低碳低硅鋼的需求日益增大，其中SPHC鋼是用途廣泛的熱軋鋼種之一，朝陽(yáng)鋼鐵2018年SPHC鋼種產(chǎn)量占總產(chǎn)量的58.52％。因此，SPHC系列低碳低硅鋼的成分控制影響到整個(gè)生產(chǎn)線產(chǎn)品的品質(zhì)，其中以硅含量的控制顯得尤其突出。

目前朝陽(yáng)鋼鐵SPHC鋼種Si含量?jī)?nèi)控為0.05%以下，窄成分控制目標(biāo)為0.03%以下，通過(guò)一系列措施，目前SPHC鋼種硅含量小于0.03%比例由45%提升至80%以上。

2 設(shè)備概況和工藝流程

2.1設(shè)備概況

朝陽(yáng)鋼鐵主要工藝設(shè)備包括：?jiǎn)螄婎w粒鎂鐵水脫硫站2座，120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座，120tLF精煉爐2座，ASP1700連鑄機(jī)2臺(tái)。

2.2工藝流程

優(yōu)質(zhì)低碳低硅鋼的工藝流程為：鐵水預(yù)處理一120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一薄板坯連鑄一加熱一熱軋一分卷一包裝。

3 SPHC鋼的化學(xué)成分及性能

SPHC屬于低碳、低硅、供冷軋用的鋼種，多用于沖壓和面板成形等深加工用材，因此要求鋼材的延伸性能要好。為了保證鋼材的性能（較低的強(qiáng)度和較好的鍍鋅、彩涂效果），內(nèi)控要求在0.05％以下。成分要求見(jiàn)表1。

表1 SPHC鋼種成分要求

Si元素對(duì)鋼板的涂鍍性能有著重要的影響，鋼中Si含量大于0.04％時(shí)，高溫涂鍍板面上形成氧化膜，很難被還原，涂鍍后表面生成很厚的灰白色鍍層，其粘附性能差，Si含量高了還會(huì)影響鋼的可塑性和韌性。所以控制好鋼水中Si元素，就能夠提高低碳低硅鋼的質(zhì)量。

4 控制回硅的措施

4.1 原材料成分控制

4.1.1 鐵水成分

朝陽(yáng)鋼鐵的鐵水質(zhì)量經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，鐵水條件及精煉初始成分如下表2、表3：

表2 鐵水條件

表3 精煉初始成分

精煉處理前S含量分布在0.022%～0.086%，平均0.042%；成品S含量在0.002%～0.012%，平均S含量0.006%。鋼水進(jìn)精煉站硫普遍偏高，LF 精煉爐脫硫任務(wù)重，控硅難度大。LF精煉爐脫硫量越大，成品硅含量越高，因此從控硅角度講應(yīng)降低入爐鐵水及廢鋼S含量，確保轉(zhuǎn)爐供LF爐鋼水中較低硫含量，減輕LF爐脫硫壓力。

4.1.2 石灰成分

目前朝陽(yáng)鋼鐵使用自產(chǎn)石灰及石灰小粒，理化指標(biāo)見(jiàn)表4

表4 自產(chǎn)石灰、石灰小粒理化指標(biāo)

精煉用石灰小粒SiO2含量為1.11%，符合石灰小粒(w(SiO2)<2 )標(biāo)準(zhǔn)，并控制原材料帶人的SiO2量，滿(mǎn)足現(xiàn)有生產(chǎn)需求。

4.2 轉(zhuǎn)爐下渣量控制

轉(zhuǎn)爐冶煉為氧化性氣氛，鐵水中的硅元素經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉后幾乎全部氧化進(jìn)入渣中，轉(zhuǎn)爐終渣中w(Si02)一般為7%～17%，平均含量12.8%。因此，控制鋼水硅含量首先在于出鋼過(guò)程中減少下渣量，避免渣中存在大量的Si02，下渣量與SPHC 硅含量成正比關(guān)系（見(jiàn)圖1）

從圖1可以看出，隨著LF前渣厚的增加，SPHC中包Si含量逐漸增加。

朝陽(yáng)鋼鐵轉(zhuǎn)爐采取頂?shù)讖?fù)吹，冶煉低碳鋼終渣w(FeO)<20 ，嚴(yán)格控制出鋼時(shí)間3 min以上，不散流，否則更換出鋼口，并通過(guò)轉(zhuǎn)爐下渣檢測(cè)系統(tǒng)和擋渣錐擋渣從而使下渣量得到有效控制。

4.3 LF精煉操作控制

4.3.1 氬前鋼水S控制

LF爐造渣脫S化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

FeS+CaO=Fe0+CaS

3Fe0+2Al=A1203+3Fe

由于低碳低硅鋼SPHC是鋁鎮(zhèn)靜鋼，若是轉(zhuǎn)爐出鋼S含量高，在LF處理周期固定的情況下，精煉需更快造成白渣以降低鋼中S含量，過(guò)多過(guò)快的加入鋁粒導(dǎo)致渣中SiO2快速被還原，因此入精煉S對(duì)低硅鋼回硅有一定影響，入精煉S含量與鋼水Si含量關(guān)系見(jiàn)圖2。

由圖2可以看出隨著入精煉S含量的增加鋼水Si含量有上升趨勢(shì)，尤其是當(dāng)入精煉S大于0.030％時(shí)，中包Si含量大于0.03%比例明顯增加。因此降低LF前S含量控制在0.03%以下對(duì)控制精煉回Si有利。

4.3.2 入精煉前氧含量控制

精煉前氧含量高的爐次，一般其頂渣的氧化性較強(qiáng)。在處理過(guò)程中為達(dá)到還原渣效果需加入更多的鋁線段及鋁粉進(jìn)行渣的脫氧，渣中的Si02也將被A1還原成Si，進(jìn)入鋼水中，導(dǎo)致LF爐處理過(guò)程回Si。

4.3.3 精煉Al含量控制

精煉處理過(guò)程，鋁線段及鋁粉加入量大，爐次過(guò)程Als偏高，促進(jìn)了鋼渣中SiO2與鋁發(fā)生還原反應(yīng)，從而增加了鋼水中Si含量，過(guò)程鋁含量與成品Si關(guān)系見(jiàn)圖3

從圖3中可以看出，精煉過(guò)程A1s含量與終點(diǎn)鋼水Si含量有一定正比關(guān)系。實(shí)際生產(chǎn)前期精煉過(guò)程Als控制越高，Si含量超標(biāo)爐次較多，經(jīng)過(guò)調(diào)整后在滿(mǎn)足造白渣任務(wù)的前提下，精煉LF爐注意控制Als在0.03％～0.05％，對(duì)控制回Si起到較明顯的效果。因此精煉過(guò)程Als含量控制是影響鋼水Si含量的重要因素。

4.3.4 處理周期控制

隨著精煉處理周期不同，中包Si含量有一定變化，兩者之間關(guān)系見(jiàn)圖4

從圖4可以看出，隨著LF處理周期的增加，中包Si呈上升趨勢(shì)，尤其是當(dāng)精煉處理周期超過(guò)50min以后，中包Si含量均達(dá)到0.03％以上，因此控制LF爐處理周期是影響精煉過(guò)程回Si的主要因素。要嚴(yán)格控制精煉時(shí)間，要求控制在35~50 min。

5 結(jié)論

1）控制SPHC系列低碳低硅鋼回硅的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)爐工序。轉(zhuǎn)爐工序通過(guò)下渣自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)輔助，同時(shí)提高轉(zhuǎn)爐擋渣成功率，有效地控制了下渣量，使精煉進(jìn)站渣厚控制在65mm以?xún)?nèi)。

2）精煉處理過(guò)程中要合理控制造渣脫氧劑的加入量，過(guò)程[Als]含量在0.03％～0.05％。

3）精煉前S對(duì)LF控Si有一定的影響，因此應(yīng)盡可能降低精煉前S含量，保證前S含量控制在0.03%以下。

4）精煉前O含量高以及頂渣氧化性強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致LF爐處理過(guò)程回Si嚴(yán)重。

5）LF處理周期不宜超過(guò)50min，否則會(huì)使鋼中Si明顯增加。