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| 低合金含铬钢中稳定铬成分的工艺优化后生产钢材性能稳定，降低了生产成本 |
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发布者：宝特管业 发布时间：2016/2/25 阅读：2434次 【字体：大 中 小】 |
针对低合金含铬钢中Cr成分不稳、回收率较低的状况，从温度制度、终点控制、助熔方法、转炉操作等方面采取了一系列措施进行工艺优化，使钢中铬的回收率从66.30%提高到90.65%，含铬钢的熔炼成分合格率达到98.49%，提高了钢板质量，使济钢生产的低合金含铬钢的各项性能等技术指标全部达到标准要求。
济南钢铁集团总公司（简称济钢）1986年开始研制耐硫酸露点腐蚀用钢（12MnCuCr），但在生产中存在Cr回收率低且不稳、钢中Cr含量不能很好的控制在标准要求范围内等问题，导致Cr成分合格率较低，造成冶炼废品较多，影响了正常生产。为此，济钢对低合金含铬钢冶炼工艺进行了优化研究，解决了含铬钢中Cr元素的回收率低的问题，并先后成功开发了12MnCuCr、16CuCr、JT345、JT245Cr、SMA400AW、SMA490AW、SMA490BW等一系列低合金含铬钢，共生产约1.2万t，已广泛应用于桥梁、塔桅、港口机械等钢结构。
1 工艺优化前状况
采用25t转炉生产低合金含铬钢，每炉一般装入铁水37～38t、废钢7.5～8.5t，单炉出钢量为40～42t。根据生产统计数据，装炉后，钢水中会有约0.02%的Cr残余量。微碳铬铁合金中Cr含量为65.5%，钢中加入Cr-Fe合金时Cr回收率按80%计算，每炉钢水中按下式计算所加Cr-Fe合金：
（钢中铬含量目标值－铬的残余量0.02%）×出钢量／（65.5%×80%） （1）
冶炼时采用恒氧压变枪位操作制度。氧压0.70～0.95MPa，供氧强度3.0～3.5m3/t.min，吹氧时间控制在13～16min。在接近终点时，适当降枪，加强搅拌，均匀温度和成分，降低终渣Σ(FeO)含量，降低氧化性。分批加石灰、萤石、白云石等造渣材料，调整炉渣的氧化性和流动性，去除磷、硫。第一批料在开吹的同时加入，第二批料视化渣情况加入。石灰活度不小于280，CaO含量不小于85%，S含量不大于0.10%。终渣碱度CaO/SiO2为2.8～3.2，倒渣采用“双渣法”。
终点控制要求在吹氧结束时，金属的化学成分和温度同时达到出钢的要求。通常P、S提早去除到终点要求的范围，终点控制主要为含碳量和温度的控制。冶炼采用高拉补吹法。低合金含铬钢出钢温度要求比Q235B高10℃，约为1650～1680℃。出钢前加挡渣帽并用挡渣球出钢。
吹炼终点金属的含氧量直接影响脱氧元素的收得率和钢水成分的命中率，影响连铸坯中非金属夹杂物的含量及钢的性能。转炉熔池中的含氧量，主要受金属中含碳量控制，还受温度及一些工艺因素影响，变化规律比较复杂。为了尽可能降低钢水的氧化性，冶炼时主要采取增大供氧强度，采用三孔喷头，终点前适当降低枪位等措施。出钢时钢水含氧量一般在（4～15）×10-4之间。
脱氧操作一般采用钢包内脱氧，采用的脱氧剂有硅铁、锰铁、硅锰铁、硅铝钡、硅钡钙、净化剂等。全部脱氧剂加入钢包内，其优点是脱氧剂的回收率高，回磷率较少，有利于提高转炉生产率和延长炉龄，可将吹氩前钢水的氧含量降到5×10-5以下。
各种合金元素根据其与氧的亲和力大小、熔点高低及热物理特性，决定其合理的加入时间、地点和必须采取的助熔或防氧化措施。熔点高或不氧化的元素合金加入炉内，如铜、镍、铬铁等；铬是弱氧化元素，以铁合金形式加入，铬铁熔点较高，根据含碳量不同，其熔点不同，济钢的合金化工艺是采用微碳铬铁，熔点约为1630℃，为了便于熔化又避免氧化，在确认终点后加入炉内。钢包内加合金按脱氧能力先弱后强，按照钢种的成分要求，考虑合金回收率，确保合金加入量使化学成分达到目标要求。出钢1/4时开始加入，出钢3/4时全部加完。
采用上述工艺生产低合金含铬钢，统计12MnCuCr钢中Cr回收率直方图见图1。由图1可见，Cr回收率平均为66.30%，波动范围较大，导致铬成分合格率较低，造成冶炼废品较多。冶炼的15炉中，有2炉Cr含量超标，其中1炉超下限，1炉超上限。Cr成分合格率为86.67%。另外冶炼成分控制不稳，不仅浪费了合金，而且对轧制工序的控制造成困难，影响钢的性能及综合合格率。
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