臨鋼冶煉中碳鋼的生產(chǎn)實(shí)踐(山西冶金).doc

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1、臨鋼冶煉45#鋼的生產(chǎn)實(shí)踐王海江呂斌(山西新臨鋼煉鋼廠)摘要:結(jié)合臨鋼生產(chǎn)45#鋼的生產(chǎn)實(shí)踐,分析了中小型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)45#鋼的技術(shù)難點(diǎn)及影響因素,通過(guò)采取相應(yīng)措施確保了產(chǎn)品質(zhì)量,為其它中小轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)45#鋼提供了參考。45鋼和S45C等主要用于制作塑料模具和機(jī)械零件,代替鑄鋼件,是一種高附加值產(chǎn)品,用途廣泛,具有廣闊的市場(chǎng)。山西新臨鋼鋼鐵有限公司為了開(kāi)拓市場(chǎng),提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,促進(jìn)產(chǎn)品的升級(jí)換代,在30噸轉(zhuǎn)爐上開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了45#鋼。1、鋼種成分及性能要求:表1為45鋼板坯熔煉成分及其鋼板的主要性能指標(biāo)。表1鋼種成分及性能要求2、工藝流程

2、生產(chǎn)工藝流程如下:鐵水分裝→鐵水+純廢鋼→30噸轉(zhuǎn)爐→擋渣出鋼→爐渣改質(zhì)→吹氬精煉→板坯澆注→檢驗(yàn)→中板軋制→鋼板檢驗(yàn)出廠3、冶煉成分及潔凈度控制3.1成品碳控制轉(zhuǎn)爐冶煉45#鋼最大的難點(diǎn)是成品碳的控制,在冶煉45鋼過(guò)程中,合金采用高碳錳鐵(電爐錳鐵),可增碳0.06%,正常情況下,45鋼碳按0.45%控制,也就是說(shuō),如果終點(diǎn)碳低于0.39%,就需要通過(guò)加增碳劑的方法生產(chǎn),增碳劑加入量大,吸收率不穩(wěn)定,嚴(yán)重影響成品碳的控制。臨鋼目前主要還是經(jīng)驗(yàn)煉鋼,終點(diǎn)碳依靠煉鋼工的經(jīng)驗(yàn)判斷,終點(diǎn)碳控制在0.06%-0.15%之間,再高操作工判斷

3、不準(zhǔn),無(wú)法準(zhǔn)確的確定增碳劑的加入量;其次中小轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水氧化性較強(qiáng),擋渣效果不太好,鋼包下渣量較大,在吹氬過(guò)程中碳粉被氧化,直接影響增碳劑吸收率的穩(wěn)定性。煉鋼廠于2005年8月19日~2006年2月13日,先后7次在板坯和2#板坯連鑄機(jī)上開(kāi)發(fā)試生產(chǎn)了45#鋼,累計(jì)生產(chǎn)187爐,一次檢驗(yàn)成分C出格判廢64爐,一次檢驗(yàn)合格率平均為65.78%。遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求。在生產(chǎn)過(guò)程中,我們嘗試了各種增碳方法,但效果均不理想,增碳劑吸收率受外圍條件影響很大,不宜控制。為了提高45#鋼熔煉成分碳的合格率,我們?cè)囉昧诵滦驮鎏籍a(chǎn)品—錳碳球。2006年

4、2月29日進(jìn)行了首次錳碳球小批量試驗(yàn),3月9日進(jìn)行了擴(kuò)大實(shí)驗(yàn),碳合格率100%,3月9日以后開(kāi)始推廣使用,2006年3~12月累計(jì)生產(chǎn)951爐,碳合格率平均為94.74%,比使用前提高28.96%。對(duì)比情況見(jiàn)表2。表2錳碳球使用情況對(duì)比3.2、成品P、S控制臨鋼目前冶煉使用的原材料條件較差,石灰為70%的工業(yè)灰,30%的民用灰,石灰活性度和有效CaO低,化渣和脫P(yáng)、S能力有限;內(nèi)部鐵水供應(yīng)不足,有部分外購(gòu)鐵水,P、S含量高。為了彌補(bǔ)原材料方面的缺陷,滿足45#鋼的生產(chǎn)需要,我們對(duì)鐵水進(jìn)行了分裝,低P、低S鐵水單獨(dú)裝入1#混鐵爐,專

5、供冶煉45#鋼使用,同時(shí)在冶煉過(guò)程中終點(diǎn)P、S高時(shí)采用雙渣操作,出鋼過(guò)程中加入爐渣改質(zhì)劑,對(duì)爐渣進(jìn)行改質(zhì),進(jìn)一步去除S和防止回P,通過(guò)這些措施的實(shí)施,成品P控制在0.023%以下,成品S控制在0.025%以下。3.3、成品Si、Mn控制在生產(chǎn)45鋼過(guò)程中,為了便于控制Si和Mn,合金采用FeSi和FeMn,Si控制在0.20~0.30%,Mn控制在0.65~0.75%,確保鋼水Mn/Si比,促進(jìn)硅酸鹽液態(tài)夾雜物的去除,保證鋼水的潔凈度。3.4、脫氧控制轉(zhuǎn)爐脫氧控制的好壞直接影響45#鋼的澆注和鑄坯質(zhì)量,一方面采用適當(dāng)?shù)匿X脫氧,可以

6、降低氧含量,但加鋁后容易堵塞水口;另一方面,脫氧不及時(shí),不徹底,會(huì)使鋼中夾雜物增多,影響鋼的機(jī)械性能。我廠在冶煉45鋼過(guò)程中,脫氧采用沉淀強(qiáng)化脫氧方式,脫氧劑采用鋼芯鋁和硅鈣,采用鋼芯鋁進(jìn)行強(qiáng)化脫氧,降低氧含量,硅鈣對(duì)鋁脫氧產(chǎn)物進(jìn)行變性處理,促進(jìn)C12A7液態(tài)夾雜物的排除,凈化鋼液,另一方面改善鋼水流動(dòng)性,保證生產(chǎn)順行。鋼芯鋁和硅鈣使用效果對(duì)比見(jiàn)表3。表3鋼芯鋁和硅鈣使用前后對(duì)比4、連鑄坯質(zhì)量控制45#鋼連鑄具有特殊性,主要是45#鋼的高溫特性和凝固特性易導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生中心裂紋與偏析。45鋼液相線溫度(1485℃)比普碳鋼低,在12

7、00℃~1300℃時(shí),凝固收縮率較大,強(qiáng)度和塑性降低,凝固時(shí)組織為100%奧氏體,在800℃以下產(chǎn)生向珠光體加鐵素體的相變,當(dāng)冷卻收縮與相變膨脹兩因素同時(shí)或單獨(dú)作用時(shí),在相對(duì)較低的塑性影響下,比普碳鋼更易產(chǎn)生裂紋。我廠在45鋼生產(chǎn)過(guò)程中,為了控制裂紋產(chǎn)生,主要采取了以下措施:4.1、嚴(yán)格控制過(guò)熱度,中間包溫度控制在1500~1520℃之間,減小凝固過(guò)程中的溫度梯度,抑制柱狀晶生長(zhǎng),改善鑄坯中心質(zhì)量。4.2、穩(wěn)定拉速,嚴(yán)格控制拉速波動(dòng),拉速穩(wěn)定在0.8m/min。4.3、二冷采取弱冷,比水量控制在0.60.6~0.7L/kg,保持鑄

8、坯表面溫度不產(chǎn)生大的波動(dòng),減輕鑄坯表面回?zé)嵩斐傻闹行钠龌蛑行牧鸭y。4.4、線外“堆冷”,對(duì)于不熱裝熱送的企業(yè),在生產(chǎn)過(guò)程中要注意線外“堆冷”,防止在冷卻過(guò)程中由于鑄坯冷卻速度不一樣產(chǎn)生拉應(yīng)力產(chǎn)生鑄坯裂紋。5、性能見(jiàn)表4表445鋼性能從抽查情況看,

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