２０１０年第１期 钢铁 总１１３期 转炉开发３ ５ ｒ ｃ钢的生产实践 刘玉宝阿不力克木・亚森 （八一钢铁股份有限公司） 摘要：介绍了八钢第一炼钢厂生产３５ ＦＣ钢的工艺，在出钢过程中利用碳锰合金球代替增碳剂增碳、脱氧， 并优化了连铸工艺参数。３５ ＦＣ钢冶炼合格率达９８．１８％，浇铸合格率达１００％。生产出了能够满足市场需求的 热轧带肋钢筋。 关键词： 氧气顶吹转炉；合金化；连铸浇注 中图分类号：ＴＦ７１３．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２－－４２２４（２０１０）０１—ｏｏ３３—０３ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ３５ＦＣ Ｓｔｅｅｌ ｉｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ ＬＩＵ Ｙｕ－ｂａｏ ＡＢＬＩＫＭ・Ｙａｓｅｎ （Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｂａｙｉ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．Ｌｔｄ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ３５ Ｆ Ｃ ｓｔｅｅｌ ｇｒａｄｅ ｉｎ Ｎｏ．１ ｓｔｅｅｌ ｏｆ Ｂａｙｉ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｃ－Ｍｎ ａｌｌｏｙ ａｄｄ Ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｄｅｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ａｄｄ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｉｔ ａｌｓｏ ｍａｋｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌ— ｏｇｙ ｂａｔｔｅｒ．，ｔｈｅ ｐａｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ３５ Ｆ Ｃ ｓｔｅｅｌ ｇｒａｄｅ ｉｓ ９８．１８％ｎｏｗ，ｔｈｅ ｐａｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ｔｏ １００％．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｓ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｏｆ ｍａｒｋｅｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｘｙｇｅｎ ｔｏｐ ｂｌｏｗｎｉｎｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ａｌｌｏｙｉｎｇ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ３５ＦＣ钢是美国ＳＡＴＭ标准中热轧带肋钢筋， 格率达９８．１８％，浇铸合格率达１００％，生产出了能够 该钢∞［ｃ】偏高，在转炉生产难度较大。２００６年八钢 满足市场需求的热轧带肋钢筋。 为扩大产品品种，在第一炼钢厂４０ｔ转炉开发并生 产了３５ ＦＣ。但在生产冶炼初期合格率较低，仅有 １ 生产工艺条件 ９１．９２％，同时连铸二次冷却及拉速等参数存在问 工艺流程：高炉铁水一混铁炉一氧气顶吹转 题，严重影响了轧钢工序的顺行。为了配合八钢调整 炉一出钢挡渣一转炉出钢过程脱氧合金化一底吹氩 产品结构，进一步降低３５ ＦＣ钢生产成本，２００７年 搅拌一连铸浇注 对３５ ＦＣ钢的生产工艺进行了优化，３５ ＦＣ钢冶炼合 ３５ＦＣ钢技术要求见表１。 表１ ３５ ｒ Ｃ钢的技术要求 ％ 设备条件：４０ｔ氧气顶吹转炉３座，３００吨、６００ ２ 工艺优化及效果验证 吨混铁炉各一座，两座倾翻支架，Ｒ６ｍ弧三机三流 小方坯连铸机２台，Ｒ８ｍ弧四机四流合金钢连铸机 ２．１ 转炉工艺优化及效果 ２台。 ． 由于３５ ＦＣ钢种属于中高碳钢，在冶炼过程中 联系人：刘玉宝，男，３２岁，大专，炼钢工程师，乌鲁木齐（８３００２２）八一钢铁股份公司炼钢厂第一炼钢分厂 Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｙｂ＠ｂｙｇｔ．ｃｏｒｎ．ｃｒｌ ３３ ２０１０．年第１期 钢铁 总。１１３期 炼钢工凭经验判断碳含量，同时转炉出钢脱氧合金 化合金选择高碳锰铁，合金化过程中需要增碳量为 ０．１２％～０．２０％，增碳剂加入量较大，成品碳含量回收 不稳定，造成冶炼合格率偏低。 针对增碳剂加入量大，增碳量波动大的问题，在 准确判断终点钢水碳含量的同时，在出钢脱氧合金 化过程中，由碳锰合金球合金代替增碳剂和部分高 表２碳锰铁，进行脱氧合金化。通过对Ｑ２３５钢种现场实 际使用分析，准确的算出碳锰合金球锰、碳的回收 率，有效避免了在冶炼３５ ＦＣ钢时由于增碳剂回收 不稳定造成碳成分的波动问题。 碳锰合金球在Ｑ２３５钢种上进行了６５炉次试 验，共计合金用量９．７５ｔ。碳、锰回收率见表２。 碳、锰回收率 由表２所示，在此次试验过程中碳锰合金球碳、 锰的回收率分别达到８８．６５％、９１．４％，完全满足 ３２４５．５４ｔ，本次浇注中包平均寿命达９小时５８分，达 到预期目标。从下线的中包观察来看，塞棒渣线部位 及中包包壁侵蚀程度均在正常范围内，满足安全生 产。中包钢水温度控制在１５２４—１５４６℃，拉速在 １．８～２．６ｒｎ／ｍｉｎ，根据此钢种液相线温度１４９９ｏＣ，中 包钢水温度可降低５～１０℃，拉速可升高０．２ｍ／ｍｉｎ。 从连铸坯的跟踪情况看，表面质量较好，共取４６个 ３５ＦＣ钢增碳、增锰的要求。 采取以上措施后，转炉不命中炉数明显减少，冶 炼合格率明显提高，２００７年１～８月３５ Ｉ、Ｃ钢冶炼 合格率见表３。 表３ ２００７年１月至８月３５ｒＣ钢冶炼合格率 铸坯样，其中有一个铸坯样出现中间裂纹，裂纹比例 为２．１７％，较其他钢种属于低裂纹率，此次浇铸达到 预期目的。 ２．２．２ Ｏ＃连铸机浇铸３５ＦＣ钢 ． Ｏ＃连铸机弧形半径为８０００ｍｍ，断面尺寸为 １５０ｍｍ×１５０ ｍｍ。根据３＃机浇铸３５ ＦＣ钢的成功 经验，结合０＃连铸机本身的特点，将０＃机二冷比 水量调整为１．４Ｌ／ｋｇ，最高拉速为２．８ｍ／ｍｉｎ。 由表３所示，２００７年１～８月第一炼钢厂累计冶 炼３５ＦＣ钢８２４９８．４４ｔ，废品量１２５８．０１ｔ，冶炼合格率 ９８．４８％，比２００６年提高了６．２６％。 ２．２连铸工艺优化 首次试验４炉钢，生产未出现异常。从连铸坯的 跟踪情况看，铸坯的表面质量都较好，铸坯内部无一 裂纹。后将最高拉速提高到３．０ｍ／ｍｉｎ，二冷比水量不 变，继续试验，并对连铸坯取样分析，共取样５５个， 有２个铸坯样出现中间裂纹，裂纹比例为３．６％。在 试验阶段’车Ｌ钢轧制３５ＦＣ钢过程中反映较好，能够 满足轧材的要求。 ２．２－３效果验证 ３５ Ｆ ｃ钢碳含量范围在０．３０％～０．３７％，随着碳 含量增加，裂纹敏感性也增加，对于裂纹敏感性的钢 种需要温和的冷却，即弱冷，拉速相应控制低一些。 针对 、３样连铸机各自特点，制定了相应的连铸试 验工艺方案。 ２００７年１～８月０＃连铸机生产合格钢坯 ５１４２２．６７１ｔ，３＃连铸机生产合格钢坯２９７６０，７５１ｔ， ２．２．１ ３＃连铸机试验３５ＦＣ钢 在连铸３＃机上试验浇铸３５ＦＣ钢，该机弧形 半径为６０００ｍｍ，断面尺寸为１５０ｍｍ×１５０ ｍｍ。大 包采用敞开式浇注方式。中包采用浸入式水口加保 护渣保护浇注，中包采用覆盖剂保温。相比其它钢 种，将浇铸３５ＦＣ钢的二冷比水量降低，调整为 １．５Ｌ／ｋｇ，最高拉速为２．８ｍ／ａｉｒｎ。 首次试验五个中包的３５ ＦＣ钢，共生产钢坯 合计８１１８３．４２２ｔ，浇铸合格率１００％。生产过程中，对 连铸坯抽查取样，铸坯的表面质量和内部质量都较 好，轧钢未出现一起质量异议。因此，３５ＦＣ钢连铸 工艺是成熟、稳定的，可以满足生产需求。 ３ ３５ＦＣ钢钢材化学成分及力学性能验证 ３．１ 钢材化学成分的控制 ３５ Ｆ Ｃ的成分控制主要为碳、硅、锰、磷和硫。见 ３４ ２０１０年第１期 图１、图２、图３、图４、图５、为各成分的控制。 ８ＯＯ 钢铁 总１１３期 制在０．９５％～１．１５％，硫控制在０．０２０％～０．０３６％，磷控 制在０．０３０％以下。除了锰含量控制偏高外，其它成 ＼ 采 分控制均好。 ㈣啪 瑚 善｝ 咖卿 ０ 器６ｏ０ ４００ ３．２钢材的力学性能 器２ＯＯ 钢材力学性能情况如图６及图７所示。 ｉ０００ ０ ３０ ３２ ０ ３２￣－－０．３４ ０ ３４＂－０ ３６ Ｏ ８２３ ４６８ ４５３ 碳含摄范围 ：器 羹 Ｏ 图１ 碳含量的控制范围 ９００ ｌ ｌ５９０￣６３０ ＿ ｌ６３０￣６７０ 一 ６７０￣７ＩＯ ８００ ７００ ６００ ＼ 抗拉强度，ＭＰａ ５００ 籁 ４００ 袅 ３００ ２００ １Ｏ０ Ｏ ０．６５ｎＯ ７０ ０ ７０－－０ ７Ｓ ０．７５ＮＯ．８０ ０ ８０ｔＯ ８５ 图６ 抗拉强度的控制范围 ８００ 蠡６００ 硅含攫范围，％ 凝４００ 器２００ Ｏ ４ＵＵ～ｑ Ｊ ４ｌ ～ｑＪＵ ｑＪＵ～ ｑ 图２ 硅含量的控制范围 ｉ０００ ８００ ６００ 屈服强度，船ａ ７７４ 图７ 屈服强度的控制范围 ４００ ２００ Ｏ ０ ８５４０ ９５ ０ ９５一一ｌ ０５ ｌ ０５～１ １５ ３Ｉ 从图６和图７可以看出，其抗拉强度控制范围 ５９０ ７１０ＭＰａ，大部分炉数抗拉强度控制在 ６３０～６７０ＭＰａ；屈服强度控制范围４００～４４７ＭＰａ，大部 锰含量范阁，％ 图３ 锰含量的控制范围 分炉数抗拉强度控制在４１５～４４７ＭＰａ。抗拉强度还 是屈服强度均符合标准要求。 ４ 结论 霞 （１）通过优化转炉及连铸工艺，使３５ＦＣ钢冶炼 ｌ＿＿＿ … 硗台盘范摄，％ ２２１ ～ 合格率达９８．１８％、浇铸合格率达１００％。 （２）３５ Ｆ Ｃ钢碳控制在０．３０％ ０．３４％，硅控制在 ０．０１２～Ｏ ０２０ ０ ０２０一Ｏ．０２８ ０ ０２８￣０ ０３６ ０．０３６￣０ ０４５ 图４硫含量的控制范围 ０．７０％～０．８０％，锰控制在０．９５％ １．１５％，硫控制在 ０．０２０％～０．０３６％，磷控制在０．０３０％以下。除了锰含 量控制偏高外，其它成分控制均好。 （３）抗拉强度控制范围５９０ ７１０ＭＰａ，大部分炉 数抗拉强度控制在６３０～６７０ＭＰａ；屈服强度控制范 围４００～４４７ＭＰａ，大部分炉数抗拉强度控制在 ４１５～４４７ＭＰａ。无论是抗拉强度还是屈服强度均符合 磷含量范厨，％ 标准要求。 八钢第一炼钢厂已经积累了冶炼中高碳钢的经 验，为转炉今后冶炼中高碳钢做好了准备和奠定了 基础。 图５ 磷含量的控制范围 由图ｌ、图２、图３、图４、图５所示，３５ ｒｃ钢碳 控制在Ｏ．３０％～０．３４％，硅控制在０．７０％ ０．８０％，锰控 参 考 文 献 ［ＩＩＪ 黄希祜．钢铁冶金原理（Ｍ】．北京：冶金工业出版社，２００４ ［２】冯捷．炼钢基础知识［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００５． 【３】陈家祥．钢铁冶金学【Ｍ埘Ｅ京：冶金工业出版社，１９９０． ３５
