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宣钢LF精炼炉生产45#钢的工艺控制

任剑波，李志鹏，孙贵平，张红奎

(宣化钢铁集团有限责任公司炼钢厂，河北宣化07500)

摘要：LF炉精炼渣对钢水脱硫和促进Al₂O₃等脱氧产物从钢水中的去除具有重要作用。针对45#含铝钢转炉生产的粗钢水[O]含量高和钢水[C]低的特点，提出了采用CaO- Al₂O₃的LF炉精炼渣系。论述了宣钢LF精炼炉生产45号钢工艺的可行性，介绍了炉前冶炼和LF精炼生产45号钢的工艺参数控制。

关键词：氧化性；LF精炼；酸溶铝；软吹炼

前言

45#钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，是机械行业中常用的一个钢种，其用量大，用途广，具有较大的市场范围，转炉配LF精炼炉生产45钢，具有效率高，成本低，质量好的优点。

1 45#钢生产工艺流程及工艺装备简介

1．1主要工艺装备

宣钢炼厂主要工艺装备见表1。

1．2生产工艺流程

高炉炼钢铁水经过转炉顶一底复吹后，倒入钢包中，经过钢包LF精炼炉精炼生产出成分合格的45钢水，再经过连铸机浇铸成合格的钢坯，经过轧钢轧制成材。

2  工艺控制

2．1转炉冶炼工艺

2．1．1  终点碳及钢水初炼碳含量的控制

终点碳高低，直接对应着冶炼用氧量的多少，即决定着钢水中氧含量的高低，终点碳过高，钢水温度难于达到要求，增加LF精炼炉的压力，钢中的磷含量不易达标；终点碳过低，钢水氧性过高，脱氧产物较多，钢质较差。根据实践总结，终点碳控制在0．15％～0．30％较宜。

初炼钢水碳含量的控制主要为LF精炼服务，根据实践得出，钢水的初炼碳含量控制在0．36％～0．40％为好。

2．1．2温度的控制

根据LF精炼炉为升温操作这一特性，要求转炉钢水温度(到达LF精炼炉的温度)控制在1540℃～1560℃。

2．1．3钢包渣层的控制要求

众所周知，放钢后钢包中的渣主要为氧化性渣，渣量的多少(渣层的厚薄)不但影响钢中氧化物夹杂的含量，且直接影响LF精炼炉的精炼效果，极易发生钢水回磷现象，因此控制出钢过程下渣尤为重要，根据实践总结得出，出钢过程下渣量即钢包中渣层的厚度必须控制在小于70mm。

2．2钢包吹氩要求

钢包吹氩是否畅通，搅拌好坏，不仅均匀成分，促使夹杂、气体上浮，对LF精炼炉来说，还直接为精炼提供动力学条件——搅拌，搅拌的好坏，直接与造渣的好坏、脱硫率的大小成正比，见表2数据统计。可见，钢包底吹氩的正常是保证LF精炼炉精炼效果的必要条件。

2．3 LF精炼炉工艺

LF精炼炉具有升温(保温)、去硫、成分微调等功能，因此制定适合45号钢的精炼工艺尤为重要。

2．3．1  温度制度

根据资料即生产实际统计可知，采用整个过程微量升温的操作是LF炉生产45钢的关键技术之一。

2．3．2去硫

去硫的必要条件是要有还原性气氛，因此LF炉的核心工艺是尽快形成还原渣，能否尽快形成还原性渣是能否生产出低硫钢及钢水得到净化的关键。南钢公司选用LF炉精炼渣，其成分见表3。

根据上述LF精炼渣的需求，配置一定量的石灰，萤石、电石、SiC和铝粒，加上良好的吹气钢包，进行微量升温工艺操作，得到以下效果(表4)。

由表4可知，平均脱硫率可达42．85％，酸溶铝提高到0．0047％，渣中FeO达0．73％，完全可达到45钢质量的要求

2．3．3钢中酸溶铝的控制

钢中酸溶铝的高低，即可说明钢中氧含量的多少，适量的酸溶铝含量也可改善钢的晶粒结构，改善钢的韧性等作用；酸溶铝过高，钢的氧化性降低，气泡减少，但夹杂物总量有所增加；酸溶铝过低，钢的氧性增加，气泡等缺陷增加。

2．3．4喂Ca—Fe线

当钢中铝含量大于0．006％时，易产生纯Al₂O₃夹杂，Al₂O₃高熔点(2230℃)夹杂极易结水口，使钢水流动性差，连铸生产极其困难，但当加入一定

量的钙金属时，它能使Al₂O₃夹杂形成低熔点的Ca·2Al₂O₃夹杂，有改善钢水流动性的效果，同时进行钙处理的钢又能有效细化晶粒。其脱硫作用，能改善钢的耐蚀性、耐高低温性能、增加冷墩性、硬度等，但加入量过多也有一定的弊端，根据资料介绍以Ca／Al％比值来控制(表5)

2．3．5  Ca—Fe线用量：4～5m／t，喂线速度2～3 m／s。如图1，图2所示

2．3．6钢水的软吹

保证一定时间的软吹和软吹的好坏是保证45号钢内在质量的又一关键工艺。

软吹的好坏是关系到钢中夹杂物和气体能否排除的关键，时间的长短是关系到钢种夹杂物和气体能否充分上浮的关键，根据生产统计数据可得关系由上述可确定，宣钢钢公司45号钢的软吹时间大于等于10min，且以钢水亮圈直径小于等于200mm。如图3，图4所示。

3  结束语

针对宣钢含铝45号钢成分对可浇性的影响在冶炼含铝45号钢时，白渣操作高碱度，尽可能的控制J1硫在0．010％以下，锰硅比尽可能接近于3，方坯钙铝比接近于0．1-0．14％，根据生产实践具体总结有以下4点：

第一点：当J1硫小于0．010％，酸溶铝小于0．006％，对钙铁线线量控制按正常操作吨钢4～5m／t。

第二点：当J1硫小于0．010％，酸溶铝大于0．006％，对钙铁线线量控制严格，方坯钙铝比最好在0．1～0．14

第三点：当J1硫大于0．010％，同时酸溶铝也大于0．006％，对钙铁线线量要严格控制，保证方坯钙铝比接近于在0．1～0．14。《保证方坯钙含量在0．0028％以下》

第四点：当J1硫大于0．010％，同时酸溶铝小于0．006％，对钙铁线线量要严格控制，保证方坯钙铝比接近于在0．1～0．14。

参考文献

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[2]胡元象，袁永等酸溶铝在钢中行为的探索[J]钢铁，2003，38(7)，43～44．

[3]史寰兴．实用连铸冶金技术[M]．北京：冶金工业出版社，1998

[4]王雅贞．转炉炼钢问答．北京：冶金工业出版社，2003

[5]张攀．炉外精炼的坪论与实践．北京：冶金工业出版社．1999