深沖鋼RH精煉渣的配比研究與應(yīng)用

劉衛(wèi)華

摘 要：日照鋼鐵在生產(chǎn)深沖鋼過程中出現(xiàn)結(jié)瘤、夾雜物等影響連鑄坯質(zhì)量的問題，為保證深沖鋼的質(zhì)量穩(wěn)定，從優(yōu)化RH精煉渣系著手，調(diào)整精煉渣配比，調(diào)節(jié)精煉渣堿度。解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的結(jié)瘤、夾雜物等問題，同時(shí)達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

關(guān)鍵詞：深沖鋼；精煉渣；配比；堿度

中圖分類號(hào)：TG142 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

冷軋產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度、延伸率、表面質(zhì)量都有較高的要求，特別是用于汽車、家電等行業(yè)產(chǎn)品，這也對(duì)熱軋產(chǎn)品的生產(chǎn)提出了更高的要求。2007年日照鋼鐵沖壓用鋼SPHC開發(fā)成功，獲得了明顯經(jīng)濟(jì)效益，也加快了對(duì)深沖鋼SPHD開發(fā)的腳步。2011年6月開始試生產(chǎn)，日照鋼煉鋼廠生產(chǎn)冷軋料過程中克服水口結(jié)瘤、夾雜物影響鑄坯質(zhì)量等問題，通過優(yōu)化渣系組分和堿度，提高吸收率，改善了鋼水質(zhì)量。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

日鋼煉鋼工序有120t轉(zhuǎn)爐、120tRH真空精煉爐、1×1板坯連鑄機(jī)斷面（1050mm～2040mm）×210，以及配套的熱連軋?jiān)O(shè)備。目前工藝路線是：高爐鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→RH爐→LF爐→板坯連鑄機(jī)→軋鋼，工藝生產(chǎn)過程中出現(xiàn)水口結(jié)瘤、夾雜物影響鑄坯質(zhì)量等的問題。

根據(jù)對(duì)SPHD鋼種加工性能的要求，日照鋼鐵SPHD鋼種成分見表1。

冷軋料屬于低碳鋁鎮(zhèn)靜，w（Alt）一般為0.02%～0.055%，太高易生成Al2O3夾雜物，影響連鑄生產(chǎn)造成結(jié)瘤和夾雜物過多，使產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。為提高鋼水的純凈度，應(yīng)在精煉過程中盡可能除去鋼水中的夾雜物，確保造渣效果，滿足最終產(chǎn)品使用性能的要求。通過取樣化驗(yàn)分析，深入了解RH處理過程超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼中夾雜物變化，優(yōu)化RH鋼中頂渣成分，確定精煉渣系CaO-SiO2-Al2O3，以及渣中各組分的含量。

2 RH精煉渣組分優(yōu)化

2.1 渣系確定

對(duì)所取的試樣采用化學(xué)常規(guī)分析，確定各類夾雜物的類型和對(duì)應(yīng)的數(shù)量，同時(shí)進(jìn)行定量分析，明確影響深沖鋼生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的夾雜物類型，以及其成分的演變過程，尋找優(yōu)化改進(jìn)的目標(biāo)。夾雜物主要是B類夾雜物，成分主要是Al2O3，因此采用精煉渣系為CaO-SiO2-Al2O3的三元渣系，進(jìn)一步分析不同配比條件下精煉渣的脫氧、脫硫效果，以及不同堿度的影響。

2.2 渣系堿度

根據(jù)精煉渣的不同堿度變化，在此條件下對(duì)鋼材全氧含量進(jìn)行持續(xù)跟蹤，繪制出精練渣堿度與全氧含量間的關(guān)系變化圖，如圖1所示。

在高堿度爐渣和高w[A1]條件下，爐渣和鋼液反應(yīng)生成的Ca、Mg和Al2O3，夾雜反應(yīng)，鋼中絕大部分Al2O3，轉(zhuǎn)變成液態(tài)鈣鋁酸鹽和以MgO或MgO·Al2O3為核心，外層包裹低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽的CaO-MgO-Al2O3，類部分液態(tài)復(fù)合夾雜物。這些液態(tài)或者部分液態(tài)的夾雜物容易聚合、長大、上浮并被爐渣捕獲，由此可見，利用渣-鋼反應(yīng)，在鈣處理前將鋼中絕大部分夾雜物轉(zhuǎn)變成部分液態(tài)夾雜物甚至全液態(tài)夾雜物是可行的，鋼中小尺寸夾雜物就越有充足的時(shí)間聚集長大，從而充分發(fā)揮RH精煉過程良好的動(dòng)力學(xué)條件對(duì)液態(tài)夾雜物的去除作用。

2.3 渣系堿度對(duì)脫硫影響

改變精煉渣堿度，其對(duì)脫硫率的影響隨著精煉渣堿度提高，脫硫率呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，煉渣堿度為2.2時(shí)，脫硫率相對(duì)較低；增大精煉渣堿度到3.0時(shí)，脫硫率隨之增大到83.6%；進(jìn)一步增大精煉渣堿度時(shí)，脫硫率開始降低精煉渣堿度在2.85～3.45變化時(shí)，脫硫率在80%以上。

2.4 方案制定

根據(jù)渣系構(gòu)成、堿度要求制定不同的試驗(yàn)方案，見表2。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐過程中對(duì)冶煉過程的全程跟蹤，以及對(duì)鋼材全氧含量的檢測(cè)，對(duì)比3種試驗(yàn)方案鋼材全氧含量，如圖2所示。

經(jīng)過生產(chǎn)試驗(yàn)，確定適合RH精煉處理超低碳鋼過程去除Al2O3的精煉渣主要組分為w（CaO）=40%～51%、w（Al2O3）=25%～35%、w（SiO2）=6%～14%。通過精煉渣吸收Al2O3生產(chǎn)工藝試驗(yàn)和實(shí)踐，得出精煉渣CaO/Al2O3比值對(duì)吸收Al2O3能力在1.7左右具有較高的吸收速率處理時(shí)間最短，最終確定RH精煉渣的堿度為3.48。

結(jié)論

（1）通過CaO-Al2O3-SiO2三元系相圖之間的變化關(guān)系，得出流動(dòng)性適中、脫氧、脫硫效果好的泡沫渣，其配比為w（CaO）=40%～51%、w（Al2O3）=25%～35%、w（SiO2）=6%～14%，形成了適合RH處理深沖鋼的精煉渣組分。

（2）通過精煉渣吸收Al2O3生產(chǎn)工藝試驗(yàn)和實(shí)踐，得出精煉渣CaO/Al2O3比值對(duì)吸收Al2O3能力在1.7左右具有較高的吸收速率，最終確定RH精煉渣的堿度為3.48、CaO/Al2O3比值為1.43。

日照鋼鐵經(jīng)過半年多時(shí)間的系統(tǒng)性分析和對(duì)比試驗(yàn)，最終優(yōu)化設(shè)計(jì)出符合RH生產(chǎn)深沖鋼SPHD的工藝，促進(jìn)鋼液中Al2O3夾雜的吸收，有效解決了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的結(jié)瘤、夾雜物等問題，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

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