本鋼薄板生產(chǎn)SPHC硅含量控制技術(shù)

供稿|尹洪濤

本鋼薄板生產(chǎn)SPHC硅含量控制技術(shù)

供稿|尹洪濤

內(nèi)容導讀

本鋼薄板生產(chǎn)低C低Si鋼SPHC時，經(jīng)常出現(xiàn)Si含量超標現(xiàn)象。通過對LF前渣厚、S含量、O含量和LF周期等相關(guān)因素的分析，找出影響回Si的主要因素為LF前渣厚、O含量和LF周期，其次為LF前S含量、精煉Als的控制等。另外精煉原材料對處理過程回Si同樣有影響，本文根據(jù)過程數(shù)據(jù)分析找出造成影響的原因并制定出相應的控制措施，保證了SPHC鋼種的煉成率。

薄板坯具有低成本、高效、薄規(guī)格的特點，因此在生產(chǎn)上與常規(guī)板坯相比具有眾多的優(yōu)勢。 但用薄板坯生產(chǎn)SPHC(熱軋鋼板)等低Si鋼種時存在造渣回Si現(xiàn)象，影響生產(chǎn)。本文將對造成回Si的影響因素進行分析，以便減少過程回Si量。

生產(chǎn)SPHC工藝流程以及SPHC化學成分

本鋼煉鋼廠生產(chǎn)SPHC 的工藝流程為：鐵水預處理→180 t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→薄板坯連鑄→加熱爐→連軋。

表1 SPHC的化學成分(質(zhì)量分數(shù))%

SPHC的成分

從表中可以看出SPHC鋼種對Si含量的要求比較嚴格，由于薄板坯為連鑄后直接進行軋制，因此如果硅超出放行要求則無法澆鑄而導致斷澆，對生產(chǎn)影響較大。

Si元素含量高對鋼材的影響

Si元素對鋼板的涂鍍性能有著重要的影響，一般認為鋼中Si含量大于0.04%時，高溫涂鍍板面上形成氧化膜，很難被還原，涂鍍后表面生成很厚的灰白色鍍層，其粘附性能差，Si含量高了還會影響鋼的可塑性和韌性。所以控制好鋼水中Si元素，就能夠提高低碳低硅鋼的質(zhì)量。

Si含量高的原因分析

SPHC鋼Si元素含量偏高，主要有兩方面原因，一是工藝的影響，二是原材料的影響。

工藝對其的影響

◆ 渣厚的影響

本鋼煉鋼廠生產(chǎn)SPHC，規(guī)定要求渣厚為≤90 mm，但實際生產(chǎn)SPHC時的平均渣厚控制在100 mm，有時渣厚達到120 mm左右。轉(zhuǎn)爐終點渣的SiO2含量大約在0.12%～0.15%，是SPHC鋼水回硅的主要來源之一，渣厚與LF精煉后Si含量關(guān)系如圖1。

圖1 渣厚對中包硅的關(guān)系

從圖1可以看出，隨著LF前渣厚的增加，SPHC中包Si含量逐漸增加，因此控制轉(zhuǎn)爐下渣量是控制回硅的有效手段。

◆ 氬前S對Si元素的影響

LF爐造渣脫S化學反應方程式如下：

由于低碳低硅鋼SPHC是鋁鎮(zhèn)靜鋼，若是氬前S含量高，在LF處理周期固定的情況下，精煉需更快造成白渣以降低鋼中S含量，過多過快的加入鋁粒導致渣中SiO2快速被還原，因此LF前S對低硅鋼回硅有一定影響，精煉前S含量與中包Si含量關(guān)系見圖2。

由圖2可以看出隨著氬前S含量的增加中包Si含量有上升趨勢，尤其是當氬前S含量大于0.015%時，中包Si含量明顯增加。因此降低LF前S含量對控制精煉回Si有利。

圖2 精煉前S含量與中包Si含量關(guān)系

◆ 精煉前O含量的影響

精煉前O含量高的爐次，一般其頂渣的氧化性較強。在處理過程中為達到還原渣效果需加入更多的鋁球進行渣的脫氧，渣中的SiO2也將被Al還原成Si，進入鋼水中，導致LF爐處理過程回Si。氬前O與Si含量關(guān)系見圖3。

圖3 氬前O含量與Si含量關(guān)系

由圖3可以看出，大部分低Si鋼中的O 含量在LF前均集中在20 ppm以下，這些爐次可以很好的將中包Si控制在0.04%以內(nèi)。LF前，當O含量高于20 ppm后，中包Si明顯增加，因此控制鋼水及頂渣氧化性是控制精煉處理回Si的有效手段。

◆ 精煉Als含量控制

精煉處理過程，鋁屑及鋁線加入量大，爐次過程Als偏高，促進了鋼渣中SiO2與鋁發(fā)生還原反應，從而增加了鋼水中Si含量。

從圖4中可以看出，精煉過程Als含量與終點鋼水Si含量有一定正比關(guān)系。實際生產(chǎn)前期精煉過程Als控制在0.025%～0.035%，最高有0.04%～0.05%，Si含量超標爐次較多，經(jīng)過調(diào)整后在滿足造白渣任務的前提下，精煉LF爐注意控制Als在0.015%～0.025%，對控制回Si起到較明顯的效果。因此精煉過程Als含量控制是影響鋼水Si含量的重要因素。

圖4 精煉過程鋁含量與中包Si關(guān)系

◆ 處理周期的影響

隨著精煉處理周期不同，中包Si含量有一定變化，兩者之間關(guān)系見圖5

圖5 LF周期與中包Si關(guān)系

從圖5可以看出，隨著LF處理周期的增加，中包Si呈上升趨勢，尤其是當精煉處理周期超過65 min以后，中包Si含量均達到0.05%以上，因此控制LF爐處理周期是影響精煉過程回Si的主要因素。

原材料對增硅的影響

SPHC造渣材料為石灰、鋁粉、石灰石及螢石，這些原材料的好壞直接影響低硅鋼中的回Si量。

(1) LF爐渣粘的時候，通常使用螢石提高LF頂渣流動性。本鋼采用的螢石中SiO2含量約為15% ，螢石的加入會增加渣中SiO2的含量，從而使得回Si量增加。

(2) 石灰是造渣的主要材料，對它的要求是SiO2含量小于等于2%且保證有較好的活性度，這樣既能保證造渣效果又能有效控制回Si量，所以石灰質(zhì)量的好壞直接影響SPHC鋼中Si的控制。

結(jié)論

(1) LF前渣厚是影響精煉回Si的主要因素，因此要求轉(zhuǎn)爐嚴格控制下渣量，使渣厚控制在100 mm以下，盡可能控制在90 mm以內(nèi)。

(2) 精煉前S對LF控Si有一定的影響，因此應盡可能降低精煉前S含量。

(3) 精煉前O含量高以及頂渣氧化性強會導致LF爐處理過程回Si嚴重。

(4) 精煉過程Als含量控制過高對LF控制回Si有不利影響。

(5) LF處理周期不宜超過65 min，否則會使鋼中Si明顯增加。

(6) 提高原材料的質(zhì)量可以有效降低LF回Si量。

Control Technology of Silicon Content at SPHC Produced in BX Steel

/ YIN Hong-tao

10.3969/j.issn.1000–6826.2015.02.20

尹洪濤(1967— )，男，1989年畢業(yè)于本溪冶專鋼鐵冶金專業(yè)，煉鋼工程師，本鋼板材公司制造部從事生產(chǎn)運行管理工作。

本鋼板材股份有限公司制造部，遼寧 本溪 117000