降低钢中T[O]含量的精炼工艺技术研究.doc

降低钢中T[O]含量的精炼工艺技术研究 张 敏 （攀钢集团研究院有限公司） 摘 要：为实现高品质低氧钢的生产，有效降低钢中T[O]，在考虑转炉下渣、炉渣氧化性以及钢水氧活度的影响下，通过研究钢包渣改质技术、过程钢包渣氧化性控制技术以及相应的钢包底吹氩制度等精炼工艺的基础上，建立转炉-连铸流程生产低氧钢的精炼工艺技术，采用该技术生产的高品质优特钢成品T[O]≤15×10-6。 关键词：低氧钢；夹杂物；T[O]；精炼 0 引言 近年来随着用户对钢材质量要求的不断提高，高质量的管线钢、容器钢、耐酸钢、轴承钢、高速轨用钢等对钢中的T[O]提出了更为严格的要求，要求钢中T[O]小于0.002％甚至0.001％[1]。充分利用精炼工艺技术控制钢中的氧含量，生产出洁净度较高的低氧钢是炼钢工作者一直求的目标。日本在转炉连铸流程中利用LF钢包炉配合其它精炼手段，成功地生产出了钢中T[O]≤0.001％的低氧钢[2]。 为满足部分合金结构钢和高级别管坯钢对钢中T[O]≤15×10-6的要求，攀钢于2006年开展了低氧钢精炼工艺技术的研究。通过对攀钢生产现状的调查，发现影响攀钢生产低氧钢的主要问题有：①与其它钢厂相比，攀钢转炉终点控制稳定性差，深吹炉次较多，转炉终点钢水氧活度高，终渣氧化性强，且转炉下渣量大，由此钢中脱氧产物较多，钢包渣的改性难度大；②精炼后的钢包顶渣成分的控制未考虑转炉下渣成分、下渣量及脱氧产物的影响，致使精炼结束后的钢包顶渣成分难以达到理想的范围内；③由于节奏紧张等问题，精炼结束后很少进行软吹操作，此外，精炼过程吹氩工艺不合理，对夹杂的去除效果不理想。基于以上问题，通过钢包渣改性技术；结合自身脱氧特点，研究开发适宜的精炼渣；优化精炼吹氩参数，建立适宜的吹氩制度，提高去除钢水中夹杂物的能力等方面的研究，建立了低氧钢的精炼工艺技术，生产实践表明采用该技术生产的高品质优特钢成品T[O]≤15×10-6。 1 试验条件 1.1 工艺流程 本试验采用的生产工艺流程为：铁水预处理—转炉冶炼—LF精炼—（RH）—连铸。试验钢种主要有：N80-1管坯钢、27CrMo（Nb）V管坯钢等高品质型棒材，各工序的主要装备条件如表1所示。 表1 炼钢系统主要设备 工序 主要设备条件 铁水预处理 喷吹脱硫，根据钢种入炉要求采用镁基或AD粉脱硫剂 转炉冶炼 120t复吹转炉，增碳法工艺，底部供气强度0.05 m3/(min.t) LF精炼 130tLF钢包精炼炉，处理时间20~40 min，升温速度4.5 ℃/min 方坯连铸 4机4流全弧形连续矫直大方坯连铸机，弧形半径R=15 m 1.2 试验方法 试验在转炉采用减少深吹，降低出钢钢水氧含量以及挡渣出钢的技术措施；对转炉下渣的改性采用专用脱氧剂+铝丸的工艺；在转炉出钢脱氧合金化后加入高碱度精炼渣，LF精炼过程补加少量高碱度精炼渣和少量铝丸的工艺对钢包渣成分进行控制，已利于控制钢中氧含量。精炼结束后进行软吹氩操作，软吹时间控制在6 min以上，使夹杂物充分上浮，以提高钢水的纯净度。 22.1钢中T[O]控制 对低氧钢试验炉次铸坯和轧材取样检测，检验结果T[O]为（8.4～14）×10-6，平均为10.77×10-6，T[O]分布情况见图1。 10-6 钢 种 试验试样 平均 1 2 3 4 5 6 7 8 9 27CrMoNbV 7.8 8.8 10.2 7.2 6.9 9.3 6.3 9.9 8.3 8.3 N80-1 9.3 8.4 9.2 12.6 9.9 图 钢中T[O]的分布情况由表2和图1可见，试验炉次的T[O] 均小于15×10-6，其中27CrMoNbV试验的9炉，T[O]平均为8.3×10-6。试验的所有方坯钢种的T[O]平均为8.8×10-6，均达到了低氧钢的要求。 2.2 钢中非金属夹杂物的控制效果 对试验炉次钢种铸坯取样检测分析夹杂物，检验结果如表3~4所示。 表3 N80-1轧材非金属夹杂检测结果/级（n=4） A B C D 范围 0.5～2.0 0.5～1.0 0.5～1.0 0.5～1.0 平均 0.82 0.59 0.69 0.82 表4 27CrMoNbV非金属夹杂评级 炉号 类别 A B C D Ds 1 粗系 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 细系 1.0 1.0 0.5 1.0 0.5 2 粗系 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 细系 1.0 1.0 0.5 1.0 0.5 粗系 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 细系 1.0 0.5 0.5 1.0 0.5 粗系 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 细系 1.0 0.5 0.5 1.0 0.5 粗系 0.5