錨桿鋼坯生產(chǎn)工藝研究

張興洲

（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東 肥城 271612）

石橫特鋼集團(tuán)有限公司煉鋼廠一煉鋼車(chē)間有1座80t轉(zhuǎn)爐、1座LF爐和一條六機(jī)六流連鑄機(jī)生產(chǎn)線，于2016年4月投產(chǎn)，主要生產(chǎn)螺紋鋼、錨桿鋼，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為140萬(wàn)t鋼坯/年。錨桿鋼是石橫特鋼的專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)品，每年將近40多萬(wàn)噸的產(chǎn)品銷(xiāo)售計(jì)劃，根據(jù)公司產(chǎn)品布局，一煉鋼車(chē)間是錨桿鋼坯的主要生產(chǎn)車(chē)間。車(chē)間生產(chǎn)錨桿鋼的種類(lèi)也較多，MG335、MG400、MG500等三個(gè)系列十多個(gè)品種。每個(gè)品種對(duì)應(yīng)不同的生產(chǎn)工藝，從轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄等都需要不同的生產(chǎn)過(guò)程調(diào)整。不同于普通的螺紋鋼，錨桿鋼對(duì)鋼坯的質(zhì)量要求非常高，因?yàn)殄^桿在軋制成材后，需要截?cái)嗍褂?，作為礦用支護(hù)工具，需要有較強(qiáng)的支撐力，且在受較強(qiáng)沖擊力下不能出現(xiàn)斷裂。因此，為保證錨桿鋼的質(zhì)量，需要做好從轉(zhuǎn)爐到連鑄整個(gè)生產(chǎn)工序的工藝研究，以穩(wěn)定鋼坯質(zhì)量。

1 基本條件

1.1 車(chē)間生產(chǎn)工藝流程

我公司煉鋼廠一煉鋼車(chē)間生產(chǎn)流程如下圖所示，其中連鑄機(jī)是由上海重礦設(shè)計(jì)的六機(jī)六流剛性引錠桿式全弧形連鑄機(jī)。2016年4月投入生產(chǎn)，主要生產(chǎn)165mm×165mm規(guī)格的小方坯，定尺6m～12.4m，產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)螺紋鋼、錨桿鋼。其具體工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 一煉鋼車(chē)間（45t），二、三煉鋼車(chē)間（60t）工藝流程圖

1.2 冶煉條件

轉(zhuǎn)爐爐座數(shù)與形式：1座頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐；

轉(zhuǎn)爐平均出鋼量：85t/爐；

轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期：24min/爐；

精煉設(shè)備：1座LF；

精煉平均處理周期：18min。

2 分崗位生產(chǎn)控制要點(diǎn)

2.1 轉(zhuǎn)爐

（1）生產(chǎn)錨桿前，對(duì)鐵水和廢鋼要充分了解，做好鐵水成分的提前檢測(cè)，對(duì)于P含量超標(biāo)、S含量超標(biāo)的進(jìn)行鐵水預(yù)處理；廢鋼中有害元素較多的要分類(lèi)處置。

（2）實(shí)施留渣操作：在鐵水條件符合留渣工藝要求的前提下，積極實(shí)施留渣操作。將轉(zhuǎn)爐上爐部分或全部的高堿度、高氧化亞鐵渣留在爐中濺干后加料，以加速下一爐初期渣的成渣過(guò)程。過(guò)程增加石灰用量，提高終渣堿度至2.5～2.8，提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量，終點(diǎn)碳含量要大于0.06%，出鋼強(qiáng)脫氧，降低鋼水氧化性。提高終點(diǎn)命中率，減少點(diǎn)吹次數(shù)。

（3）提高轉(zhuǎn)爐爐后鋼水成分進(jìn)限率，穩(wěn)定在70%以上，以減少精煉爐補(bǔ)加合金量，留出充分的時(shí)間進(jìn)行鋼水成分、溫度均勻性控制。

（4）加強(qiáng)轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣操作控制，保證擋渣出鋼，避免出鋼下渣，減少下渣回磷造成磷超。

（5）控制轉(zhuǎn)爐點(diǎn)吹過(guò)氧化爐次，加強(qiáng)脫氧，減少后期氧化性強(qiáng)造成鋼水氧化物超標(biāo)。

2.2 精煉爐

2.2.1 成分控制

確保坯樣成分指標(biāo)符合規(guī)定要求，在此基礎(chǔ)上為降低合金成本努力做到Si、Mn指標(biāo)控制在下線+0.03%～0.05%范圍內(nèi)。

2.2.2 溫度控制

作為中間環(huán)節(jié)，精煉爐出鋼溫度的高低，對(duì)連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏和鑄坯的質(zhì)量起著重要作用。精煉爐要控制好轉(zhuǎn)爐提供給精煉爐的不合適溫度，提高操作水平，創(chuàng)造符合生產(chǎn)的有利條件，使連鑄達(dá)到順產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。杜絕因溫度低導(dǎo)致鋼包鋼水拉不凈或出現(xiàn)中間包凍死現(xiàn)象；杜絕因溫度高導(dǎo)致中間包溫度過(guò)高，出現(xiàn)鑄坯質(zhì)量缺陷等問(wèn)題。

2.2.3 吹氬控制

預(yù)吹氬、加軋廢調(diào)溫、調(diào)合金時(shí)采用強(qiáng)攪拌，以加速軋廢、合金的熔化，鋼包到達(dá)精煉爐吹氬站時(shí)包內(nèi)各部位的溫度和成分不均勻，需用強(qiáng)攪拌來(lái)保證鋼水成分和溫度均勻。其后采用軟吹氬以促進(jìn)夾雜物上浮，時(shí)間必須保證在8min以上，才能起到凈化鋼水的作用。

因鋼水硫高需上精煉爐脫硫時(shí)，需在還原氣氛下進(jìn)行強(qiáng)攪拌，更好的進(jìn)行脫氧、脫硫反應(yīng)，促進(jìn)夾雜物的上浮，加速渣鋼界面反應(yīng)以利于脫硫。

表1 錨桿鋼連鑄配水工藝參數(shù)

2.3 連鑄

（1）加強(qiáng)連鑄二冷室維護(hù)，定期校對(duì)二冷室支撐輥及噴淋，保證弧面精準(zhǔn)及均勻冷卻。

（2）加強(qiáng)二冷水水質(zhì)控制，定期取送水樣檢驗(yàn)，對(duì)水質(zhì)超標(biāo)問(wèn)題及時(shí)反饋廠家調(diào)整加藥工藝，保證水質(zhì)穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)要求。利用換包時(shí)間做好對(duì)二冷噴嘴的檢查和更換工作。

（3）做好保護(hù)渣的使用，按照“勤”“少”“勻”的原則加入，保證液渣層厚度8mm～15mm，做好自動(dòng)加保護(hù)渣系統(tǒng)的使用維護(hù)。

（4）嚴(yán)格按照鋼種液相線溫度+過(guò)熱度控制鋼水工序溫度，鋼水過(guò)熱度在15℃～20℃左右，對(duì)溫度超標(biāo)爐次嚴(yán)格考核，提高崗位班組溫度精準(zhǔn)控制意識(shí)。

（5）穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏，實(shí)施滿液面拉鋼，通過(guò)及時(shí)更換中間包水口，保證中間包液面不低于700mm。

（6）加強(qiáng)連鑄細(xì)節(jié)操作控制，保證浸入式水口居中，不允許出現(xiàn)偏沖問(wèn)題，浸入式水口使用前要做好烘烤，烘烤時(shí)間在1h～2h，使用壽命控制在6h～8h，根據(jù)浸入式水口紅亮程度及時(shí)更換，不允許出現(xiàn)掉塊后再進(jìn)行更換。通過(guò)中間包車(chē)上下調(diào)整，確保浸入式水口插入深度控制在100mm～110mm左右。

（7）對(duì)于下渣或更換浸入式水口的鋼坯要截取出來(lái)，避免在軋制過(guò)程中出現(xiàn)堆鋼。

（8）做好設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)工作，保證拉矯機(jī)壓力穩(wěn)定在2.0Mpa～3.0Mpa，如發(fā)現(xiàn)拉矯輥出現(xiàn)磨損要及時(shí)下線更換。

（9）做好中間包連續(xù)測(cè)溫系統(tǒng)的維護(hù)工作，確保連續(xù)測(cè)溫的準(zhǔn)確性，定期使用熱電偶進(jìn)行人工測(cè)溫進(jìn)行效驗(yàn)。

（10）做好中間包的砌筑跟蹤，中間包烘烤按照4h～5h烘烤，嚴(yán)格按照烘烤曲線進(jìn)行烘烤。使用過(guò)程中要做好中間包包壁的溫度測(cè)量和包稱耐材（特別是沖擊區(qū)耐材）的監(jiān)護(hù)工作。

（11）嚴(yán)格執(zhí)行大包加長(zhǎng)水口制度，實(shí)施全保護(hù)澆注。

（12）開(kāi)啟電磁攪拌，采用非正旋振動(dòng)方式。

（12）摸索高釩鋼種鋼坯冷卻制度。

（13）優(yōu)化二冷配水系數(shù)，制定錨桿鋼專(zhuān)用配水曲線。為降低鋼坯中間裂紋，對(duì)二冷配水曲線進(jìn)行優(yōu)化。在編制水表時(shí)，可以將熱力學(xué)邊界條件的變化考慮在內(nèi)?？紤]比水量與拉速的關(guān)系，制定二次方程配水曲線Q=a*V2+b*V+c。根據(jù)上重礦設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合車(chē)間實(shí)際二冷分配比例零段：Ⅰ段：Ⅱ段：Ⅲ段=35%：37%：18%：10%，同時(shí)考慮不同鋼種特性及不同拉速下鋼坯冷卻需求量，進(jìn)行調(diào)整配水系數(shù)，逐步優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)合低倍試驗(yàn)情況進(jìn)行完善，制定出弱冷配水曲線。

2.4 其它質(zhì)量控制注意事項(xiàng)

（1）生產(chǎn)錨桿鋼必須使用磚包砌筑鋼包，同時(shí)要保證鋼包透氣磚的透氣性。

（2）鋼包灌裝引流砂時(shí)要注意水口眼灌滿，保證鋼包自開(kāi)率100%。

（3）做好鋼包加揭蓋設(shè)備的維護(hù)工作，確保使用正常，降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，降低鋼水氧化性，減少鋼包溫降。

（4）做好光譜分析儀的日常效驗(yàn)，確?；瘜W(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

（5）做好每爐鋼坯低倍取樣工作，根據(jù)低倍檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

（6）在鋼坯轉(zhuǎn)到軋鋼之后，跟蹤鋼坯軋制情況及性能檢測(cè)情況，對(duì)于性能不足或表面質(zhì)量出現(xiàn)結(jié)疤、裂紋的及時(shí)調(diào)整后續(xù)生產(chǎn)工藝。

3 錨桿鋼坯低倍質(zhì)量

表2 錨桿鋼坯低倍明細(xì)

4 結(jié)論

（1）通過(guò)加強(qiáng)全流程的生產(chǎn)工藝優(yōu)化和生產(chǎn)，錨桿鋼質(zhì)量穩(wěn)定，低倍檢測(cè)數(shù)據(jù)符合要求。

（2）經(jīng)過(guò)一系列摸索，車(chē)間在生產(chǎn)錨桿鋼時(shí)在保證鋼坯質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)效率。