关键词  低碳低硅钢，钢水可浇性，回硅

中图分类号TF703．5  文献标识码  B

1  前言

    目前，国内外对低碳低硅钢的需求日益增大，根据市场需求，配合后步工序热连轧和冷轧，为济钢产品结构的优化取得更好的效益，济钢第三炼钢厂自2005年8月开始开发低碳低硅钢冶炼技术，如08A1、SPHC等钢种，并于同年1 2月开始批量生产，在此基础上于2007年1月进一步开发了冷轧用SPCC、SPCD(CQ、DQ级冷轧钢板及带钢)。在生产过程中重点解决了困扰低碳低硅钢冶炼的两大技术问题：一是钢水可浇性问题，由于钢中碳含量要求低，钢水氧化性强，钢中铝含量要求高，容易出现钢水黏，导致连铸机停机现象。二是钢中硅的控制问题，由于钢中硅含量要求低，而ALs要求大于0．015％，精炼还原容易发生回硅现象。随着冶炼技术不断取得进步，尤其是钢水的氧化性及Si、S、C、Al成分的控制等关键技术的成熟，产品质量不断提高。

2设备情况及工艺流程

    济钢第三炼钢厂生产线是一条新建的生产线，120t转炉3座，平均出钢量150t左右，配LF精炼炉3座，板坯铸机3台(其中ASP薄板坯铸机2台)。

    低碳低硅钢的工艺流程为：

    KR—BOF—LF—CCM。

3  生产实践

3．1  成分控制

    为了保证钢材有良好的冲压性能，低碳低硅钢的化学成分要求严格，以SPCC、SPCD为例，其化学成分见表1，济钢确定较窄的内控成分，且化学成分要稳定，其它残余元素含量越低越好。

3．2  冶炼工艺

    (1)KR处理

    铁水必须进行脱硫处理并除渣干净，人炉前S≤0．010％，降低硫含量以减轻LF的负担。

    (2)转炉冶炼

    控制终点碳，防止钢水过氧化，降低钢中氧含量([O]<600×10^-6)。实践表明：钢的氧含量与终点碳、温度、点吹次数及终点渣况有关。终点碳越低、温度越高、点吹次数越多，钢中氧含量就越高。因此，实际生产过程中，力争一次拉碳成功，尽量避免点吹。出钢温度控制在1650～1670℃。

    出钢采用铝锰钛和电解锰脱氧合金化，锰按目标值控制。

    保证出钢口良好、不散流并挡渣操作(采用挡渣帽和挡渣球)，严格控制转炉下渣，出钢时间大于4min30s。控制好出钢操作可减少转炉渣向钢水传氧，并避免精炼回硅。

    出钢过程中加适量小颗粒石灰、萤石造渣，保证熔化并有良好的流动性。

    喂铝线前适当控制氩气流量保证化渣并有良好的流动性。喂线后吹氩采用弱搅拌(以钢水不裸露为原则)，严禁强搅拌造成钢水二次氧化。控制[Si]小于0．01％。

    铝的控制：喂铝线前调整好氩气(以钢水不裸露为原则)，根据[O]含量调节，喂铝线用量一次加足，喂线速度200 m／min。喂线后3 min立即测温、取样、吊包。

    (3)精炼控制

    吹氩控制：第一批造渣材料熔化前可适当控制氩气流量保证化渣良好，化渣后采用弱搅拌。

    加造渣材料前用铁锨均匀地将铝粒撒到渣面上脱渣中氧，一般用量为60kg，视下渣量酌情增减。

    加造渣材料根据需要加入，炉渣碱度大于4，可不造白渣，减少回硅，控制精炼回硅低于0．02％。精炼炉渣主要成分见表2，与普通钢种比渣中SiO₂降低了而A1₂O₃增加了，炉渣没有完全脱氧，氧化性相对较强。

    在精炼过程中原则上不调整铝(避免回硅)，视铝的烧损情况而定。

    钙处理：喂钙铁线速度220m／min，用量视铝的含量而定，喂线后软吹5 min后测温、取样并立即吊包。

    控制合适的钙铝比是保证可浇性的重要措施。据资料介绍，Ca／Al＝0．12～0．14，可保证顺利浇注。增加钙含量就可以生成低熔点的夹杂物。钙是强脱氧剂，加入钢中首先是脱氧脱硫。因此，钙的收得率受钢中硫含量和溶解氧含量的制约，实际生产中，严格控制钢中硫含量，钢水充分脱氧，尽量稳定钙的收得率，以提高钢水的可浇性。

    控制适当的精炼时问，是减少回硅的有效措施。在炼钢温度下，反应一直向增硅方向进行，精炼时间越长，增硅越多。因此，尽量缩短精炼时间，严格精炼过程操作，严禁多次重复加热。

    温度控制，出站温度为1585～1590℃，中间包第一炉可提高5℃。

3．3  连铸控制

    用长水口保护浇注是关键：控制氩气流量，满足工艺要求，以防止吸气。确保钢包水口自开，严禁敞浇，防钢水二次氧化。除中间包第一炉可加钙铁粉不大于40kg外，浇注过程尽可能不加或少加钙铁粉，以减少对钢水的污染。稳定拉速，比一般钢种拉速稍快0．2～0．4m／min。

    钢水可浇性问题：钢水黏易造成水口堵塞，对堵塞物的分析结果表明主要是高熔点的氧化物，以仪A1₂O₃为主，并混有：MgO·A1₂O₃尖晶石以及CaO—A1₂O₃为主的化合物。对水口堵塞物的成分分析结果见表3。连铸控制措施是做好保护浇注防止钢水二次氧化，中间包采用碱性覆盖剂吸附夹杂。

4  技术效果

4．1  氧氮控制

氧氮控制情况见表4。连铸有轻微吸氮现象。

4．2  脱硫效果

    随机统计了49炉次SPCD的LF脱硫情况，统计分析表明，LF炉的脱硫能力比较强(结果见表5)。低碳低硅钢的精炼脱硫影响回硅，因为脱硫必须脱氧，脱氧容易还原渣中的硅，这是一个矛盾的操作。因此，从铁水及废钢就要控制好钢中原始硫含量，并做好钢水脱氧。

4．3成分控制精度

    随机统计了49炉次SPCD的情况，采用转炉配合LF炉精炼工艺，对成分控制精度能够满足该钢种的工艺要求见表6。

4．4  铸坯质量

    低倍检验结果表明，铸坯组织比较均匀致密，无裂纹、缩孔、疏松、气孔等缺陷，轻微中心偏析C类0．5级。

    截至2007年5月共生产SPCC、SPCD低硅钢18．858万t，铸坯内控合格率88．98％。化学成分主要问题是硅超标(超内控)占97．20％，碳超标占1．87％。硅超标的主要原因是转炉下渣控制得不好，造成精炼回硅大于0．02％。铝和氮超标占0．93％主要原因是连铸保护浇注效果不好，造成钢水氧化导致铝烧损并吸氮。铸坯综合合格率为99．84％，主要质量问题是因拉速波动大造成铸坯表面产生折叠(重接)缺陷和下线后的冷却变形(弯曲)。

5  结语

    (1)采用KR铁水脱硫处理＋转炉冶炼＋LF精炼＋ASP工艺，可以生产满足CQ、DQ级冷轧钢板及带钢用的坯料。

    (2)通过工艺优化，提高转炉终点命中率防止钢水过氧化、采取合适的钙铝比夹杂物变性处理，强化连铸保护浇注等措施，解决了低碳低硅钢的钢水可浇性问题。

    (3)采取减少转炉下渣，控制加铝和精炼时间，可减少钢水回硅。