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SPHC冶炼工艺路线优化设计

舒遗一¹，李斌¹，温良英²，杨中平²，周远华¹，李碧春¹

(1重钢股份公司钢研所，重庆，邮编400084；2重庆大学，重庆，邮编400044)

摘要：本论文针对重钢开发低碳低硅钢SPHC系列，按冶炼过程的技术分析、工艺过程控制要求，进行了生产试制。通过对比可知，RH精炼工艺路线比LF精炼工艺路线节约26．03元／吨，且夹杂物尺寸集中分布在10µm左右，主要是硅铝酸盐、Al₂O₃等类夹杂物，经表面和物理性能检验，表面和内部质量良好，符合有关标准要求。表明“高炉铁水(脱硫铁水)、废钢→转炉冶炼→合金化→CAS→(RH)精炼→板坯连铸→铸坯直送或热送或火焰清理→钢板厂轧制”的工艺路线是合理的、可行的、经济的。

关键词：工艺过程；RH

低碳低硅钢因其良好的抗拉性和延展性，经热轧后，其冷轧再加工性能仍较好，深受市场欢迎，在重庆钢铁股份有限公司(简称“重钢”)新区的主导产品中低碳低硅品种占有相当大的比例，炼钢的重要任务是为新区1780热连轧提供优质坯料。根据低碳低硅的成分特点和重钢现场实际，对冶炼工艺进行分析控制，试制生产出符合要求的优质板坯，对企业的大规模生产具有重要的指导意义。

1  成分要求

低碳低硅系列钢种，主要用于冲压和面板成型等深加工用材。该系列钢种要求碳、硅含量低，成品钢材延伸性和表面质量好。为使产品能够达到性能要求，针对相关标准要求及冶炼生产过程情况制定了成分控制标准。表1是重钢新区试制SPHC低碳低硅钢的化学成分要求。

2工艺路线设计

从该钢种的成分要求来看，该钢属于低碳低硅系列，虽然钢中P、S要求不高，但是在精炼过程中易发生回硅现象。从该钢种的用途来看，该钢对夹杂物的要求很严格。

2．1技术难点

结合重钢新区的设备条件及该的成分特点，生产该钢存在技术难点问题。首先，低碳低硅钢所要求的低碳使转炉出钢[C]较低、[O]较高，钢水氧化性较强。其次，为控制钢水增硅，出钢常采用铝脱氧剂脱氧，生成的氧化铝、钙铝酸盐等夹杂物因熔点高、量大、不易上浮等问题导致钢水粘度增大，水口结瘤而影响钢水的可浇性；再次，要求的钢中[Si]含量低，精炼过程中不可避免会发生回硅，甚至造成硅出格；最后，该钢对钢中夹杂物类别及含量要求极为严格，需要加强对钢中T．O含量的控制。因此，为较好的解决此类技术性问题需从钢质本身及生产工艺上进行综合分析，通过在入炉铁水，转炉造渣，精炼过程，保护浇注等各个生产环节中严格控制好碳，氧，硅，铝等元素的含量，有效的防止水口结瘤、增碳、回硅，从而保证生产的连续性和达到产品的质量要求。

2．2工艺路线对比

重钢新区精炼设备拥有CAS、LF、RH三种精炼装备，在控制得当的情况下，三种工艺均能满足该钢生产要求。目前国内外大多数钢厂都采用LF工艺生产，见表2。

采取LF精炼的方式，对转炉终点硫要求较松，主要问题在于生产SPHC钢在LF处理脱硫过程中不能抑制回硅，需加强LF精炼过程对回硅及夹杂物的控制。而采取RH精炼的方式，不用担心回硅及夹杂物控制问题，但重钢RH精炼目前不具备脱硫功能，需要从铁水条件开始开展控硫措施。具体的对比情况见表3。

3工艺路线经济性对比

两条工艺路线的经济差别主要体现在RH减少了铝铁的加入量及取消钙处理工艺带来的经济效益。

3．1转炉工序经济效益

根据两种工艺路线终点控制的对比计算，LF工艺比RH工艺需多脱495ppm氧含量，且脱45ppm氧需30kg铝铁，因此LF工艺比RH工艺多消耗330kg铝铁。出钢量按205t计。因此，LF工艺比RH工艺吨钢多出19．32元／t。

3．2精炼工序经济效益

采取RH精炼工艺路线，RH精炼工序成本比LF精炼工序成本多4元，在取消喂线工艺后，铝线节约150 m／炉，节约成本为4．19元／吨；钙铁节约1000m／炉，节约成本为27．59元。

RH使用铝粒的成本为21．07元／吨。

因此，从以上两种工艺路线的对比可知，RH精炼工艺路线比LF精炼工艺路线节约26．03元／吨。

4 RH工艺路线产品质量

4．1夹杂物分布

沿铸坯宽度方向从边缘到中心，夹杂物的分布较为稳定，主要是由于在结晶器内冷却条件基本相同，凝固速率也基本是同步进行。总体上看，铸坯清洁度较高，夹杂物少且细小。图1显示了铸坯夹杂物分布情况。

4．2夹杂物种类

SPHC钢铸坯中的典型显微夹杂物有球状、多边形、三角形及条族状形式，尺寸集中分布在10µm左右，主要是硅铝酸盐、Al₂O₃等类夹杂物(图2)。

Al₂O₃类氧化物夹杂在电镜图片下呈比较规则的几何形状，透明状。从图3可以看，其形状有点像三角形，成分分析结果，表明Al₂O₃占有绝大部分，其次是FeO，可认为是以Al₂O₃为核心的氧化物外面覆盖了部分FeO所形成的内牛夹杂。

5  结语

从RH精炼工艺生产路线的产品质量及经济效益分析，表明“高炉铁水(脱硫铁水)、废钢→转炉冶炼→合金化→CAS→(RH)精炼→板坯连铸→铸坯直送或热送或火焰清理→钢板厂轧制”的工艺路线是合理、可行的、经济的。