1、新鋼種開(kāi)發(fā)的介紹,煉鋼廠技術(shù)科 2011年02月22日,相互交流 相互學(xué)習(xí) 快速進(jìn)步 共同提高,相互交流 相互探討 達(dá)成共識(shí) 制定標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)45#鋼重要性,目前我廠直以來(lái)以生產(chǎn)普碳鋼和低合金鋼為主，高附加值鋼一直空缺，隨著近幾年國(guó)內(nèi)螺紋鋼筋、線材產(chǎn)能的不斷提高，鋼鐵行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，為了增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力以及不斷提高企業(yè)的利潤(rùn)空間，轉(zhuǎn)爐煉鋼廠調(diào)整品種結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)高附加值鋼已迫在眉睫。 45#鋼是碳素結(jié)構(gòu)鋼中比較有代表性的一個(gè)鋼種（屬于中高碳鋼），它的工藝特性對(duì)其它碳結(jié)構(gòu)以及合金鋼的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)有指導(dǎo)意義，結(jié)合目前我們公司的裝備條件、工藝水平以及通過(guò)外部考察。故建議我們先以生產(chǎn)45#鋼作為品種鋼

2、開(kāi)發(fā)的入口。,45#鋼的用途,45#鋼是機(jī)械行業(yè)用途廣、使用量大、有較大市場(chǎng)需求的鋼種，也是優(yōu)質(zhì)碳結(jié)構(gòu)鋼中用量最大的鋼種，其主要用于各種軸、拉桿、齒輪、活塞等機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)零部件和五金工具等，要求鋼材必須適應(yīng)熱壓加工、頂鍛和冷拔各種不同的加工工藝的需要。因此該鋼種不但要保證其化學(xué)成份合格，還要保證其力學(xué)性能和低倍組織合格 。,45#鋼的化學(xué)成分,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 6991999 GB/T 43542008,注明：開(kāi)澆第一爐碳往中下限控制：,冶煉工藝要求,轉(zhuǎn)爐工藝部分（裝入量按現(xiàn)行裝入量控制，但上下?tīng)t裝入量必須控制在1噸） 正常情況下，鐵水必須使用混鐵爐鐵水，且入爐鐵水：S0.040%。 吹煉過(guò)程

3、中早化渣，全程化好渣，保證終點(diǎn)鋼水P、S含量達(dá)到要求，終渣堿度R = 2.83.5。,冶煉工藝要求,轉(zhuǎn)爐工藝部分（裝入量按現(xiàn)行裝入量控制，但上下?tīng)t裝入量必須控制在1噸） 正常情況下，鐵水必須使用混鐵爐鐵水，且入爐鐵水：S0.040%。 吹煉過(guò)程中早化渣，全程化好渣，保證終點(diǎn)鋼水P、S含量達(dá)到要求，終渣堿度R = 2.83.5。,冶煉工藝要求,終點(diǎn)拉碳一律采用壓槍操作（壓槍時(shí)間不少于30秒），終點(diǎn)C=0.070.10%，P0.030%，S0.030%。等成分出鋼，終點(diǎn)碳盡可能穩(wěn)定，同時(shí)確保終點(diǎn)P、S達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，（若終點(diǎn)P大于0.025時(shí)嚴(yán)禁出鋼）。 正常情況下，出鋼溫度按：16901710，采用紅

4、包出鋼，保證鋼包潔凈，且鋼包上線必須檢查底吹情況，嚴(yán)禁不透氣的鋼包的上線使用。 采用雙擋渣操作，嚴(yán)禁大爐口和出鋼口下渣，維護(hù)好出鋼口，保證出鋼口圓整，出鋼不散流，出鋼時(shí)間3分鐘，鋼包渣層厚度小于50mm。,1、冶煉工藝要求,開(kāi)新?tīng)t前10爐、大補(bǔ)爐后第一爐、生產(chǎn)暫停時(shí)間大于4小時(shí)以及拉溫后吹大于1min的爐次不得冶煉此鋼種。 脫氧合金化及加入量（參考方案） 終點(diǎn)成分：C0.070.10%；殘Mn0.15%； 元素吸收率：C90%；Mn92%；Si88%； 硅鋁鋇鈣：固定加入2.0kg/t；,1、冶煉工藝要求,復(fù)合脫氧劑：視下渣量情況加；,注明：脫氧劑及合金加入量可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，適當(dāng)酌情補(bǔ)進(jìn)行

5、補(bǔ)加。 合金加入次序：出鋼之前提前先向鋼包加入硅鋁鋇鈣60 kg，碳粉60 kg（碳粉必須加在脫氧劑上面，防止翻包），30Kg脫氧劑隨合金一塊加入，余下碳粉在出鋼過(guò)程中隨鋼流一塊加入，最后留30kg脫氧劑在加完合金之后再加。,1、冶煉工藝要求,吹氬精煉：保證全程吹氬（快完出鋼時(shí)先把氬氣關(guān)掉，以便判斷下渣），在吹氬站大氬量，強(qiáng)攪拌硬吹8min以上，其中吹氬4 min時(shí)，取鋼包樣，快速送到化驗(yàn)室，進(jìn)行分析成分，若碳含量低內(nèi)控下限，可喂98%碳線（按100m/爐增0.02%C考慮），在繼續(xù)硬吹3 min，進(jìn)行再次取樣后，然后再進(jìn)行軟吹4min。吹氬時(shí)間共計(jì)大于12min(武鋼二煉鋼也是要求大于10m

6、in)。 。 爐后采用定氧操作，氧含量要求控制在50ppm以內(nèi)，若氧含量高或吹氬時(shí)間長(zhǎng)，可喂SiCa線量100m200m/爐 。 氬后溫度控制（參考值）（）,若遇特殊情況下，可以適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。,2、連鑄工藝,1、生產(chǎn)斷面150mm150mm，12米定尺，供高線軋制45優(yōu)碳盤(pán)條 2、連鑄中包溫度控制（目標(biāo)成分液相線溫度為1490),注明：中包前5爐中包溫度盡量往中上限控制。,2、連鑄工藝,本鋼種的比水量為： 結(jié)晶器的水流量為：110m3/h；比水量為：0.851.0L/kg，生產(chǎn)過(guò)程中再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況下進(jìn)行調(diào)整。 保護(hù)渣和覆蓋劑 中包覆蓋劑為：第一爐使用低碳中包覆蓋劑，過(guò)程中間使用普通中包覆蓋

7、劑；結(jié)晶器保護(hù)渣為：45#鋼保護(hù)渣。 保護(hù)澆注 使用大包長(zhǎng)水口加氬環(huán)封，中包套管加保護(hù)渣的全保護(hù)澆注。,2、連鑄工藝,中包液面應(yīng)滿包澆注，嚴(yán)禁低液面澆注，且中包液面應(yīng)穩(wěn)定，拉速控制在22.2 m/min。 中包套管插入深度60-80mm，中包套管使用壽命6小時(shí)，更換套管時(shí)采用手動(dòng)控制，更換前需進(jìn)行化渣操作。大包套管插入深度100mm，根據(jù)套管侵蝕程度決定使用時(shí)間。,3、生產(chǎn)組織,由于此鋼種拉速慢，澆注周期長(zhǎng)，當(dāng)班調(diào)度必須控制好生產(chǎn)節(jié)奏，嚴(yán)禁出現(xiàn)鋼水甩鋼和鑄機(jī)等鋼（正常待澆時(shí)間控制在20分鐘內(nèi)）。 當(dāng)班調(diào)度必須協(xié)調(diào)好鋼包，保證紅包、凈包以及底吹良好的鋼包上線使用，嚴(yán)禁新包第一爐冶煉此鋼種。,3、

8、準(zhǔn)備車間,必須保證鋼包包沿處理干凈、盡包、底吹效果好的鋼包上線使用。 必須跟蹤修包，保證鋼包自開(kāi)率和護(hù)板不主變形。,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),時(shí)間：2010年11月11日夜班6點(diǎn)30分至8點(diǎn)30分 數(shù)量：2爐鋼 1、過(guò)程溫度,從上表可以看出，出鋼溫降大約在6070（含等樣過(guò)程中溫降），吹氬溫降在5060范圍。,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),從上表爐渣R控制在3.0左右是能夠滿足工藝需要的。,爐渣結(jié)構(gòu)：,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),脫氧、合金化 ：,從脫氧合金化操作來(lái)看：1合金不易加入過(guò)早，否則，前期包底溫度低，合金不易熔化，易出現(xiàn)裹合金現(xiàn)象；2碳粉、脫氧劑一定要加入鋼流沖擊區(qū)，否則也容易造成裹合金；

9、3全程吹氬時(shí)氬氣量一定要控制好，否則，容易造成前期裹合金；4從此次定氧操作來(lái)看，硅鋁鋇鈣噸鋼控制2kg左右，完全可以把氧去除掉；,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),終點(diǎn)樣分析：,鋼包及中包樣分析：,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),鑄坯樣分析：,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),110302097爐第一次取樣后，喂碳線200m；2中包取樣是每隔10min取一次；310302098爐鋼坯內(nèi)部樣與外部樣偏差大，有可能與取樣有一定的關(guān)系； 從以上成分來(lái)看，110302097爐中包樣成分碳低、錳高，主要是由于45#鋼與前一爐中包內(nèi)HRB400鋼混澆造成的；2鋼水從鋼包到鑄坯大約增碳為12個(gè)；310302098爐成分有些偏高，

10、主要是為了防止下渣，抬爐稍微有些早，有少量鋼水未出完，出鋼量少，加上此爐鋼包未下渣，吸收率相應(yīng)高些造成的；,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),中包溫度（此次試生產(chǎn)為4個(gè)流澆注，其中3#流未開(kāi)）,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),此兩爐鋼水氬后溫度分別為1605、1595，鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間大約在1621min左右，從以上兩爐中包可以看出，中包溫度均有些偏高，尤其第一爐，下次在生產(chǎn)時(shí)，氬后溫度可以適當(dāng)往下調(diào)整一些。 結(jié)晶器凈水量為110m3/h 二冷配水比水量為1.0L/kg,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),注明：由于中包溫度高，二冷水量未進(jìn)行調(diào)整，從鑄坯外觀情況來(lái)看，無(wú)異?，F(xiàn)象。 此次大、中包均采用保護(hù)澆注，但大包氬封未

11、投用，大包套管插入液面深度為100mm，中包渣層厚為50mm。,第一次45#鋼試生產(chǎn)總結(jié),此次45#鋼第一次試生產(chǎn)無(wú)論從爐前操作、終點(diǎn)控制、脫氧合金化控制、連鑄機(jī)的保護(hù)澆注以及鑄坯外觀質(zhì)量來(lái)看，基本上都比較成功，但有些不足之處： 從此次爐前脫氧合金化操作來(lái)看，合金不易加入過(guò)早，易裹合金，造成成分偏析大。 從此次鑄坯取樣來(lái)看，爐前成分尤其碳含量還是應(yīng)該往中下限控制，且鑄坯成分還是存是不均勻現(xiàn)象。 從此第一爐中包成分來(lái)看，盡管試驗(yàn)前一爐液面壓的非常低，但第一爐45#鋼仍然出現(xiàn)碳低、錳高現(xiàn)象，故下次在盡量不要混澆。 從此次試驗(yàn)來(lái)看，中包溫度還是有些偏高，從本次試生產(chǎn)來(lái)看，中包溫度控制在1590160

12、5還是比較合理，但仍有待于進(jìn)一步摸索。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),時(shí)間：2011年1月28日中班29日白班 本次批量生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)量2000噸，原計(jì)劃生產(chǎn)35爐，因過(guò)程溫度原因有部分鋼水損失及待判原因，造成生產(chǎn)爐數(shù)增加，共生產(chǎn)41爐，鋼坯產(chǎn)量2440噸。 本次共生產(chǎn)41爐鋼， 4爐待判，成份合格率為90%，待判都集中在C元素，生產(chǎn)過(guò)程較為平穩(wěn)，轉(zhuǎn)爐平均裝入量為63.2噸，出鋼溫度基本都在1750以上，出鋼溫降在80-100，吹氬溫降平均在，拉后吹現(xiàn)象嚴(yán)重，后吹40以上的有22爐,占冶煉爐數(shù)的54%、后吹50以上的有12爐，占冶煉爐數(shù)的29%，,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),主要原因分析: 、鐵水緊

13、張，鑄機(jī)鋼水銜接緊張，大部分生產(chǎn)時(shí)間為4流生產(chǎn)，出鋼溫度過(guò)高，給正常操作帶來(lái)一定的困難； 、等樣出鋼，終點(diǎn)化驗(yàn)速度慢影響生產(chǎn)節(jié)奏，導(dǎo)致后吹時(shí)間增加； 、終點(diǎn)C不穩(wěn)定； 、增碳劑吸收率不穩(wěn)定，根據(jù)計(jì)算，增碳劑吸收率在82.5%； 、個(gè)別爐次鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間短，成份有偏析現(xiàn)象。 、此次試生產(chǎn)，由于無(wú)鐵水，生產(chǎn)節(jié)奏慢，出鋼溫度高，全程底吹氬未能正常使用。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),脫氧合金化,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),吹氬3min時(shí)熔煉成分,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),吹氬結(jié)束時(shí)熔煉成分,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),中包成分,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),吹氬時(shí)間控制,從此次批量生產(chǎn)來(lái)看，氬前溫度控制

14、至少要比氬后溫度高4050，否則，無(wú)法保證吹氬時(shí)間和喂線處理。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間控制,生產(chǎn)此鋼種最好保證鋼水有一定的鎮(zhèn)靜時(shí)間，若鎮(zhèn)靜時(shí)間過(guò)短，不利于夾雜物上??；若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易造成大包不自開(kāi)，影響保護(hù)澆注，建議最好控制1015min。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),5個(gè)流氬后溫度,從此次批量生產(chǎn)來(lái)看，5個(gè)氬后溫度最好控制在15901605。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),個(gè)流氬后溫度,從此次批量生產(chǎn)來(lái)看，個(gè)氬后溫度最好控制在16201630。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),澆注周期,備注：此次第一爐為開(kāi)澆5個(gè)流生產(chǎn)。,45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),該鋼種液相線溫度1491-1498.

15、,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),中包控制情況：,從此次批量生產(chǎn)來(lái)看，5個(gè)流中包溫度控制在15151530，4個(gè)流中包溫度控制在15251540 。但也不宜過(guò)高，否則，很容易造成澆注過(guò)程成分偏析。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),拉速控制：,結(jié)晶器水量（m3/h）,二冷水控制，根據(jù)拉速自動(dòng)控制，比水量：1.0L/kg，拉速2.1m/min時(shí)各段水量控制情況,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),異常情況：,1、300810爐因大包套管托圈粘鋼嚴(yán)重?zé)o法使用大包套管，該爐出現(xiàn)套眼，被迫提前關(guān)包澆一爐（該爐純屬二次氧化造成的套眼）。 2、300813爐（該爐液相線溫度1495）中包溫度1510-1523，1#、2#、

16、4#、5#流出現(xiàn)拉速下降的現(xiàn)象，但3#流拉速正常（此爐套眼為鋼水溫度偏低加上鋼水流動(dòng)性造成，此爐終點(diǎn)碳為0.17%）。,第二次45#鋼批量生產(chǎn)總結(jié),鑄坯外觀質(zhì)量：,29號(hào)夜班第一爐（連澆第17爐），中包溫度1543，拉速1.92.0 m/min，采用手動(dòng)配水，鑄坯出現(xiàn)輕微脫方，后調(diào)整為自動(dòng)后鑄坯質(zhì)量正常。 其他未發(fā)現(xiàn)外觀質(zhì)量問(wèn)題。,二次試生產(chǎn)存在的問(wèn)題：,1、冶煉工序 從過(guò)程跟蹤及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，以下幾個(gè)方面需要注意： （）有些爐次合金，碳粉加入過(guò)早，易出現(xiàn)裹合金現(xiàn)象，分鐘樣、吹氬后的樣、連鑄樣化驗(yàn)分析偏差較大； （）碳粉加入過(guò)早，出鋼過(guò)程中鋼包有翻包現(xiàn)象； （）喂絲機(jī)長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用，加上喂絲機(jī)

17、老化，在使用中有卡線現(xiàn)象，影響喂線效果； （）出鋼溫度高，終點(diǎn)偏高，一倒出鋼率低；,二次試生產(chǎn)存在的問(wèn)題：,（）由于生產(chǎn)不飽和，出鋼溫度高，個(gè)別爐次吹氬精煉時(shí)間短，鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間短； （）有些爐次下渣量較大，與長(zhǎng)時(shí)間后吹有很大關(guān)系； （7）化驗(yàn)室做樣速度慢，個(gè)別爐次等分析出來(lái)后，爐后鋼包溫度已吹低； （8）由于此鋼種吹氬時(shí)間長(zhǎng)，若個(gè)別爐次碳控制不穩(wěn)定需要喂碳線時(shí)，溫降較大；,二次試生產(chǎn)存在的問(wèn)題：,（9）此批碳粉質(zhì)量存在一定的問(wèn)題，如吸收率低、增碳不穩(wěn)定等； 在以后的生產(chǎn)中，為避免這些現(xiàn)象再次出現(xiàn)：（）下次批量生產(chǎn)品種鋼時(shí)，事先要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備；（）事先在混鐵爐儲(chǔ)存部分鐵水，保證全流開(kāi)澆，降低系統(tǒng)

18、溫度，用座轉(zhuǎn)爐對(duì)一臺(tái)鑄機(jī)交替供應(yīng)鋼水，保證鋼水有充足的吹氬鎮(zhèn)靜時(shí)間；（3）計(jì)劃采購(gòu)一批97%碳化硅或碳錳球來(lái)增碳，與使用碳粉進(jìn)行比較，找到一個(gè)最佳方案。,二次試生產(chǎn)存在的問(wèn)題：,2、連鑄工序 （）中包渣量大，并且因使用大包套管后，上層鋼水溫度低，中包內(nèi)渣層易在中包內(nèi)結(jié)殼。 （）液面不穩(wěn)定和更換套管時(shí)，易出現(xiàn)卷渣漏鋼事故，本次生產(chǎn)期間出現(xiàn)三次渣漏，其中兩次為更換套管時(shí)卷渣漏鋼，一次為大包換包時(shí)結(jié)晶液面不穩(wěn)卷渣漏鋼。 （）帶氬封的大包套管較原大包套管碗部直徑增加了5mm，影響大包下水口的插入深度20mm，導(dǎo)致大包套管上口頂住了鋼包機(jī)件護(hù)板，大包套管與鋼包下水口之間形成縫隙，在套管托圈不靈活時(shí)，開(kāi)澆

19、時(shí)大包套管出現(xiàn)傾斜，并且縫隙增加，鋼水易從縫隙處溢出。,二次試生產(chǎn)存在的問(wèn)題：,2、連鑄工序 （）大包套管托圈出現(xiàn)粘鋼后，因托圈與支架之間的距離較小，清理冷鋼困難。本次生產(chǎn)中300810爐就因托圈粘鋼嚴(yán)重?zé)o法使用。建議增加托圈與支架之間的距離，利于冷鋼的清理。 （）大包套管氬封管道使用螺紋連接，更換時(shí)影響生產(chǎn)節(jié)奏，建議使用快接頭連接，且盡快安裝氬氣壓力表。,冶煉工藝難點(diǎn),1、終點(diǎn)控制 根據(jù)轉(zhuǎn)爐的冶煉特點(diǎn)，控制冶煉終點(diǎn)C含量是轉(zhuǎn)爐冶煉45#鋼的難點(diǎn)，也是45#鋼命中率的關(guān)鍵。根據(jù)碳氧平衡曲線可知，終點(diǎn)C低時(shí)，鋼水氧含量高，要保證產(chǎn)品質(zhì)量。濟(jì)源采用高拉碳補(bǔ)吹法操作，但補(bǔ)吹次數(shù)不可大于2次，終點(diǎn)壓槍?xiě)?yīng)大于lmin，不允許鋼水過(guò)氧化。但我廠目前由于受靜電除塵影響，必須采用增碳法，但終點(diǎn)控制必須：,冶煉工藝難點(diǎn),終C不要控制過(guò)低，若鋼水過(guò)氧化后，不但造成脫氧困難，而且易導(dǎo)致鋼中夾雜物增多。 若終C控制過(guò)低，碳粉加的過(guò)多，易造成增碳不穩(wěn)定。 建議：前期生產(chǎn)45#鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐鋼包熔煉樣碳先按中下限控制，吹氬3min時(shí)，取樣化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果，來(lái)決定喂多少碳線，但這