Q245R壓力容器用鋼板的冶煉工藝研究

范佳旭

(山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 規(guī)劃發(fā)展部，山東 萊蕪 271104)

Q245R壓力容器用鋼板的冶煉工藝研究

范佳旭

(山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 規(guī)劃發(fā)展部，山東 萊蕪 271104)

介紹了Q245R壓力容器用鋼板的使用特點(diǎn)，研究了Q245R的生產(chǎn)工藝流程。在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中合理控制槍位及造渣制度，充分利用前期鐵水溫度低，利于脫P(yáng)的特點(diǎn)，將鐵水P含量控制在<0.01%。LF精煉在調(diào)整鋼水成分和溫度的同時(shí)，選擇合理渣系，充分吸收鋼水夾雜物，以獲得更高潔凈度的鋼水。經(jīng)檢驗(yàn)，Q245R冶煉成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

壓力容器；Q245R；冶煉

我國最常用的壓力容器用鋼板的材料為Q245R，占鍋爐和壓力容器總用鋼量的60%以上，主要用于制造中、低壓鍋爐汽包和一些鍋爐的大梁，以及壓力容器的缸體。由于汽包和缸體等長年在高溫、高壓下運(yùn)行，工作條件苛刻，任何一支管子出現(xiàn)問題，輕則導(dǎo)致設(shè)備損壞，重則發(fā)生人身傷亡事故；因此，用戶對材料純潔度、殘余元素、氮氧含量、酸溶鋁含量以及鋼板表面質(zhì)量等提出了嚴(yán)格要求。同時(shí)，鋼板應(yīng)具有良好的強(qiáng)度、塑度、韌性以及成形和焊接工藝性能。

山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司的4 300 mm寬厚板生產(chǎn)線裝備配置先進(jìn)、齊全，具備Q245R壓力容器用鋼板的生產(chǎn)能力。該產(chǎn)品幫助企業(yè)擴(kuò)大了產(chǎn)品市場占有率，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本文主要研究Q245R壓力容器用鋼板的冶煉工藝[1]。

1 轉(zhuǎn)爐控制

鐵水通過預(yù)處理，將S含量嚴(yán)格控制在<0.01%，直接兌入轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐冶煉過程中合理控制槍位及造渣制度，充分利用前期鐵水溫度低，有利于脫P(yáng)的特點(diǎn)，將鐵水的P含量控制在<0.01%，確保爐渣不返干，避免噴濺發(fā)生。通過底吹N2/Ar，縮短冶煉時(shí)間，同時(shí)熔池內(nèi)熱力學(xué)條件更趨近于平衡條件，減少鋼水過氧化，也更有利于出鋼溫度控制在1 640～1 680 ℃的合理范圍之內(nèi)，確保冶煉終點(diǎn)溫度及成分雙命中。出鋼過程中擋好一次渣和二次渣，確保渣層厚度≤100 mm，以減少LF精煉過程鋼水回磷。Q245R采用鋁錳鈦2.0～2.5 kg/t進(jìn)行預(yù)脫氧，硅錳、中錳、鈮鐵合金化，并隨鋼流加入預(yù)熔渣及合成渣，為LF精煉創(chuàng)造有利條件，縮短精煉周期。轉(zhuǎn)爐控制情況見表1。

表1 轉(zhuǎn)爐控制情況

2 精煉控制

LF精煉在調(diào)整鋼水成分和溫度的同時(shí)，選擇合理渣系，充分吸收鋼水夾雜物，以獲得更高潔凈度鋼水。鋼水進(jìn)站預(yù)吹A(chǔ)r 1～2 min，加熱過程中渣面加鋁粒、石灰和埋弧渣，造泡沫渣和還原渣，并根據(jù)試樣成分調(diào)整鋼水成分，喂Al線調(diào)整Al含量。嚴(yán)格控制終渣成分，確保高堿度、低氧化鐵、低熔點(diǎn)，白渣保持時(shí)間≥10 min，以提高爐渣脫硫和吸附夾雜的能力。由于容器用鋼板對韌度和組織均勻性要求很高，因此對鋼的純凈度要求很高。S的影響是主要的，降低S含量的同時(shí)還應(yīng)避免生成惡化沖擊韌度的條狀硫化物，因此在LF精煉軟吹前向鋼包喂入200～400 m Si-Ca線。通過鈣化處理，使鋼中硫化物最終以球狀夾雜的形態(tài)存在。同時(shí)也對簇狀A(yù)l2O3進(jìn)行變性處理，確保高熔點(diǎn)Al2O3轉(zhuǎn)化成液態(tài)的鈣鋁酸鹽并上浮去除，少量的殘余Al2O3最終以球狀夾雜均勻分布于鋼中，最大程度地減輕硫化物和Al2O3夾雜對鋼板性能的影響。喂線后應(yīng)保證軟吹時(shí)間≥10 min，使夾雜物充分上浮，提高鋼水潔凈度。具體精煉工藝控制情況見表2。

表2 LF精煉控制情況

3 連鑄控制

連鑄過程采用全程保護(hù)澆注。大包至中間包采用長水口并進(jìn)行氬封保護(hù)澆注，大包到中間包澆注嚴(yán)禁下渣。中間包加碳化稻殼結(jié)合堿性覆蓋劑覆蓋、加蓋保溫，使鋼水與空氣隔絕，避免二次氧化，控制好中間包液面，開澆時(shí)液面高度≥300 mm，正常澆注過程液面高度為800～1 000 mm，嚴(yán)禁低液面澆注，防止卷渣。中間包至結(jié)晶器采用浸入式水口并采用氬封保護(hù)，水口嚴(yán)格對中，結(jié)晶器液面控制要平穩(wěn)，液面波動應(yīng)<±5 mm。選擇合適的保護(hù)渣，應(yīng)做到少加、勤加、均勻加入，保證保護(hù)渣良好覆蓋液面，使鋼液面不暴露于空氣中，避免鋼中化學(xué)元素與空氣發(fā)生二次氧化而導(dǎo)致鋼中夾雜物增加，并吸附鋼水中上浮的夾雜。開澆緩慢、均勻地提高拉速至目標(biāo)拉速，同時(shí)密切觀察結(jié)晶器液面波動情況，逐步穩(wěn)定拉速，從而減少鑄坯中的夾雜，并避免卷渣和鑄坯出現(xiàn)裂紋，保證鑄坯質(zhì)量。連鑄工藝控制情況見表3。

表3 連鑄工藝控制情況

鑄坯表面缺陷主要取決于鋼水在結(jié)晶器的凝固過程。為減少鑄坯表面裂紋、夾渣和皮下氣泡等缺陷，在澆鑄過程中，采取嚴(yán)格控制結(jié)晶器的振動，選用理化性能指標(biāo)合理的保護(hù)渣和控制鋼液面穩(wěn)定等措施。鑄坯內(nèi)部缺陷主要取決于鑄坯在二冷區(qū)的凝固冷卻過程和鑄坯支承系統(tǒng)的精度。采用合理的二冷水量，支承輥嚴(yán)格對中，從而避免了鑄坯鼓肚變形的發(fā)生，減輕了內(nèi)部缺陷。

4 化學(xué)成分檢驗(yàn)

將冶煉的Q245R進(jìn)行化驗(yàn)，其化學(xué)成分見表4，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。

表4 Q245R化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (%)

5 結(jié)語

本文主要論述了Q245R的冶煉生產(chǎn)工藝。轉(zhuǎn)爐冶煉過程合理控制槍位及規(guī)劃造渣制度，充分利用前期鐵水溫度低有利于脫磷的特點(diǎn)，將鐵水的P含量控制在<0.01%。LF精煉在調(diào)整鋼水成分和溫度的同時(shí)，選擇合理渣系，充分吸收鋼水夾雜物，以獲得更高潔凈度鋼水。連鑄過程采用全程保護(hù)澆注，采用合理的二冷水量，支承輥嚴(yán)格對中，從而避免了鑄坯鼓肚變形的發(fā)生，減輕了內(nèi)部缺陷。

[1] 周家林.鈮微合金化Q345R鋼的組織和性能研究[J].熱加工工藝，2014(4):21-23.

責(zé)任編輯彭光宇

ResearchonSmeltingProcessofQ245RVesselSteel

FAN Jiaxu

(The Planning and Development Department of Laiwu Iron and Steel Group Corporation, Laiwu 271104, China)

Introduces the characteristics of the use of Q245R for the pressure vessel, and studies the production process of Q245R.. In the converter smelting process reasonable control guns and slagging system, make full use of the characteristics of early temperature of molten metal is low for dephosphorization, P content in molten iron control in less than 0.01%. LF refining to adjust the composition and temperature of the molten steel at the same time, choose a reasonable slag system, fully absorb inclusions, in order to obtain a high cleanliness of molten steel. After inspection, the Q245R smelting component conforms to the national standard.

pressure vessel，Q245R，smelting

TG 333

：A

范佳旭(1982-)，男，工程師，大學(xué)本科，主要從事冶金生產(chǎn)等方面的研究。

2014-12-15