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韶钢Q345B连铸工艺的优化

出处:抛丸机厂家 人气:时间:2018-09-25 15:22
摘 要 韶钢 120 t 转炉投产后 ,以大转炉 →2500 中厚板轧机工艺路线成功开发生产覆盖 8~40 mm 性能良好的 Q345B 板材 ,投入批量生产 。 连铸工艺分析了粘结漏钢产生的原因 ,对中包温度 —拉速匹配关系分析 、摸索大包氩封保护浇注方式 、结晶器保护渣选型 、冷却参数优化 、浸入水口改型及插入深度摸索 ,提高设备维护水平和生产操作水平 ,稳定了生产工艺 ,保证钢中一定含量的[Als ] ,为系列 HSLA 钢开发打下基础 。本文由抛丸机厂家整理
关键词:Q345B 钢板坯连铸 工艺优化

1 前言
韶钢 120 t 转炉于 2003 年 3 月投入试生产 ,随后以 120 t 转炉 →120 t L F 钢包精炼炉 →R 8 m 立弯式板坯连铸机 →2500 中厚板轧机工艺成功开发生产覆盖 8~40 mm 性能良好的 Q345B 板材 ,并投入批量生产。 面对全新的工艺装备 ,进行了大量的摸索与实践 :转炉吹炼使用模拟副枪操作法 ,保证温度 ———[ C]含量协调出钢 ;转炉出钢挡渣最优方式的选择 ,基本将出钢下渣量控制在 30 mm 以下 ;L F 炉精炼造渣工艺优化 ,满足白渣出钢、夹杂物充分上浮的要求。
连铸工艺分析了粘结漏钢产生的原因 ,对中包温度 —拉速匹配关系分析、摸索大包氩封保护浇注方式、结晶器保护渣选型、冷却参数优化、浸入水口改型及插入深度摸索 ,提高设备维护水平和生产操作水平 ,稳定了生产工艺 Q345B 铸坯一次检验合格率逐步提高到 95 %以上 ,保证钢中一定含量的 [ Als ] ,为系列 HSLA 钢开发打下基础。
2 设备与工艺路线
2. 1 设备
(1) 转炉

2 ×120 t 顶底复吹转炉 ,平均出钢量 120 t ,设计冶炼周期 38 min ,纯供氧时间 15 min。
(2) L F 炉
采用双处理工位和两台双线喂丝装置生产。
(3) 连铸机
板坯连铸机主要工艺参数见表 1 。

表 1 板坯连铸机主要工艺参数

(4) 轧机
2 500 mm 单机架四辊可逆式轧机 ,链式交叉控制轧制工艺 ,月产能 7 万 t 。
2. 2 工艺路线
高炉铁水 →混铁炉 →LD →脱氧、合金化 →L F 钢包精炼 →CC →中板轧制 →板材
2. 3 工艺参数的控制
2. 3. 1 钢种成分控制 (表 2)

韶钢以前受连铸生产工艺条件限制 ,钢中 [ Als ]含量从来没有出现 > 01006 %的情况 ,因此 Q345B 钢种要求 Als ≥01010 %是一个很大的挑战。
2. 3. 2 L F 钢包精炼及连铸工艺
L F 钢包精炼工艺 ,对于长期从事转炉普钢生产工艺操作、管理的人员来说 ,是全新的。 经过原电炉炼钢管理人员的现场指导和岗位练兵 ,摸索出较为合适的喂丝、精炼造渣第二阶段工艺 ,提高铝合金的收得率及满足白渣出钢、夹杂物充分上浮的要求 ,满足连铸工艺对钢水质量的严格要求 ,保证了产品质量。

3 粘结漏钢原因分析
投产 5 个月来 ,该板坯连铸机共发生 7 次漏钢事故 ,具体情况见表 5 、6 ,其中 Q345B 漏钢 5 次 ,Q235漏钢 2 次 ,数字可见 Q345B 钢种漏钢几率高于 Q235钢。 从漏钢性质分析 :6 次属粘结漏钢 ,因此 ,对粘结漏钢的产生因素进行分析 ,工艺、设备、操作三大方面改进 ,8 月以来基本杜绝了粘结漏钢的发生。
3. 1 板坯连铸设备状态不佳
第 3 漏次是由于连铸机结晶器窄面铜板倒锥度 ,在浇铸过程发生变化导致铸坯鼓肚而产生边角裂漏钢 ,即设备状态不稳定而发生的。
可见 4~7 漏次的 Q345B 钢生产炉数间隔少 ,明显低于第 1 、2 漏次的生产炉数间隔。 在将 Q345B 按品种钢看待、不断强化操作、工艺参数逐渐趋向固化时 ,可见设备状态欠佳 ,且设备备件量的不足造成抢设备带来恶性循环影响极大 ,直接导致漏钢的频繁发生。
国内某厂经验分析认为 ,结晶器、振动台、0 段 3大关键部件对漏钢 (及粘结漏钢) 的发生影响重大。
因此8月以来 ,加强了设备的检查与检修力度 ,杜绝带病作业 ,及各种工艺优化、强化措施的到位 ,漏钢事故明显减少。
另外从钢种的凝固特性分析 ,韶钢的 Q345B 钢 ,属于过包晶钢 , 粘结漏钢及中心偏析的趋向大于Q235 钢 ,而韶钢目前的 Q235 和 A 、B 级船板 ,属于亚包晶钢 ,表面裂纹产生的趋势明显高于 Q345B 钢。
一旦操作出现偏差或装备状况欠佳 ,不同钢种的特性就表现得非常突出。
3. 2 连铸保护浇注不完善
从漏钢的情况知道 ,漏钢主要发生在 Q345B 钢种。 Q345B 钢 ,钢水经 L F 炉精炼以后 ,钢中含有一定量的酸溶铝 (一般在 01015 %左右) ,因钢中的酸溶铝容易被氧化 ( 连铸过程 被 空 气 中 的 氧 氧 化) 成Al2O3 ,Al2O3 来不及上浮而留在钢中。 在浇注过程 ,结晶器钢水中的 Al2O3 容易被保护渣吸附 ,当保护渣(液渣层) 中 Al2O3 含量上升到一定程度时 ,就会有高熔点化合物析出 ,影响保护渣的熔化效果 ,增加了保护渣液渣的粘度使保护渣熔点增高 ,同时高粘度的Al2O3 随液渣渗入结晶器铜板和凝固坯壳之间 ,恶化了渣膜的润滑效果 ,导致脱膜不良 ,坯壳与结晶器铜板粘结 ;此时保护渣易结渣条 ,影响化渣和液渣的均匀流入 ,使结晶器壁润滑不良 ,从而造成粘结漏钢。
因此 ,连铸生产含一定量酸溶铝的钢 ,必须做好保护浇注。 但目前 ,因大转炉板坯连铸设备、材料、操作等方面的原因 ,虽然投产后一直进行保护浇注工艺的摸索 ,但保护浇注还没有达到比较理想的状态导致钢中的酸溶铝氧化量大 ,而产生一系列后果。
影响板坯连铸保护浇注的设备、材料的具体原因如下。
(1) 大包引流砂的使用效果不佳 ,浇次总有数炉不能自动开浇 ,此时 ,烧氧引流后的套长水口操作几乎成了一道“难关”———操作配合不好时长水口上口粘钢而无法再用 ,套水口速度慢则要重新烧氧引流 ,现场有多炉次就是因为此原因而整炉敞开浇注 ;并且烧氧引流后为保证中包钢水重量恢复总要敞开浇注一段时间。
(2) 大包长水口保护套管设计密封方式为肩密封 ,该密封方式于理论考虑可行 ,实践生产有大部分炉次的密封效果很差 :一方面导致大包下水口与长水口保护套管上端易发生接触不良 ,钢水容易暴露被氧化 ;另一方面 ,大包长水口保护套上端碗口太大 ,大包下水口套上长水口套管后 (之间加上密封圈) ,下水口与套管之间还有较大缝隙 ,套管吹氩 ,起不到密封的效果。 正是因为这两方面的主要原因 ,钢水不但没有被保护好 ,而且因为套管中的负压作用 ,倒吸空气 ,使钢中的酸溶铝绝大部分被氧化。 跟踪了钢水过程吸氮量为 9 ×10 - 6左右 ,比其他厂要求 < 5 ×10 - 6的控制效果差。
(3) 大包长水口氩封系统不完善 ,设计氩气仅有一个阀门控制 ,没有压力计和流量表 ,氩气阀门开度只能凭感觉调节 ,长水口氩封效果很难把握 ,同时不能实现大包氩封操作的规范化。
3. 3 操作人员的工作不到位
(1) 大包长水口保护套对中不好。 现场发现时有大包长水口保护套与大包下水口不是垂直对中。因对中不好 ,更容易出现氩封密封不好 ,产生负压 ,吸入空气。
(2) 中间包钢液覆盖 (保护) 不太好 ,部分钢液外露 ,容易被氧化。
(3) 结晶器捞渣问题。 因钢水保护效果不理想 ,结晶器保护渣易结渣条。 因操作人员的视角原因 ,往往外弧渣条容易被发现而及时捞掉 ,而内弧渣条不易