高品质钢洁净度控制

首秦炼钢厂设计产能为年产260万t，产品为厚板坯，炼钢厂主要装备有：三套颗粒镁脱硫设备，三座100吨顶底复吹转炉，三座LF钢包精炼炉，一座双工位RH真空精炼炉，三台单流板坯连铸机，1#机厚×宽：150mm-250mm×1200mm-1800mm；2#机厚×宽：200mm-320mm×1500mm-2400mm；3#机厚×宽：250mm-400mm×1400mm-2400mm；

2产品要求

该厂生产钢种主要有普碳钢、造船用钢、管线钢、容器钢、建筑结构钢、桥梁钢、高强工程机械用钢等。随着竞争加剧和市场需要，高级别钢种所占比例越来越大，由于中厚板不仅仅对各项常规力学性能有要求，还对落锤、探伤、金相和焊接等的性能提出了严格的条件，因此主要采用低碳、低磷、低硫和低气体含量的成分设计，还对夹杂物有严格要求[1]。其中管线钢、高强船板、高强工程机械用钢、容器用钢等代表钢种要求如表1所示。

表 1各钢种主要成分要求

钢种
 C
 P≤
 S≤
 H≤/ppm
 N≤/ppm
 夹杂物
 
X80
 0.030-0.060
 0.008
 0.002
 2
 50
 均不大于2.0级
 
F40
 0.040-0.060
 0.008
 0.002
 2
 40
 -
 
Q690CFD
 0.050-0.070
 0.010
 0.004
 -
 50
 -
 
07MnCrMoVR
 0.060-0.080
 0.010
 0.003
 2
 45
 均不大于2.0级
 

3工艺路线选择

一般生产中厚板坯有两条不同的工艺路线：“铁水脱硫预处理－转炉冶炼－RH炉精炼－LF炉精炼－板坯连铸”（路线1）和“铁水脱硫预处理－转炉冶炼－LF炉精炼－RH炉精炼－板坯连铸”（路线2）。由于该厂出钢过程温降大，所以在温度控制上很难采用RH-LF工艺，又由于该厂地处沿海，空气湿度大，且没有合金烘烤等装备，所以只有采用路线2才能保障精炼末期钢中的氮氢含量符合要求。

4过程控制

4.1碳含量控制

该厂炉容小造成了精炼过程钢水温降速率较大，因此需要在LF炉大幅加热补偿热量，这又给防止增碳带来了巨大压力。品种钢开发初期，碳含量的控制难点主要为：（1）转炉出钢到LF到站增碳不稳定，平均增0.015%（最大可达0.025%），占总增碳量32%；（2）LF炉精炼过程中的增碳严重，增量可达0.027%，占总增碳量的57%；（3）连铸前三炉增碳平均为0.0047%，虽然增碳不严重，但其波动较大，最大可达0.012%，成为不可控环节。因此在开发初期，时常导致成品的碳含量超标。

随着对各关键工艺技术的研究和改进，采用全流程控制增碳技术，各品种钢成品碳含量已经可以稳定的控制在内控范围内，满足了高级别钢种冶炼的要求，其中主要有：（1）加强了转炉终点钢水成分均匀性控制，使检验结果具有代表性；（2）对底吹制度、造渣制度和加热制度进行了匹配优化，使LF增碳量降低为0.015%；（3）减少出钢温降，保障LF到站温度，减小LF升温压力；（4）降低了合成渣、保温剂、中间包覆盖剂等辅料碳含量，稳定了连铸工序增碳，最大增碳量不大于0.003%；通过采用以上措施使增碳量稳定降低，工艺优化前后碳含量变化