马钢第四钢轧总厂300t转炉IF钢生产实践20110428_第1页
马钢第四钢轧总厂300t转炉IF钢生产实践20110428_第2页
马钢第四钢轧总厂300t转炉IF钢生产实践20110428_第3页
马钢第四钢轧总厂300t转炉IF钢生产实践20110428_第4页
马钢第四钢轧总厂300t转炉IF钢生产实践20110428_第5页
已阅读5页,还剩8页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1 马钢第四钢轧总厂马钢第四钢轧总厂 300t 转炉转炉 IF 钢生产实践钢生产实践 杨明 1 熊磊2 邓勇 3 1 钢铁研究总院 北京 10008 2 马鞍山钢铁股份有限公司第四钢轧总厂 马 鞍山 243000 摘摘 要 要 本文针对马钢四钢轧总厂 以下简称四钢轧 300 吨转炉初期生产 IF 钢存 在的问题 对 IF 钢的在转炉终点控制的关键参数上进行了优化 转炉终点碳含量要求控制 在 300 650ppm 转炉冶炼终点钢水中的氧是产生钢中夹杂物的根源 对钢的洁净度有着 不利的影响 为了加强转炉终点氧含量的控制水平 提高产品的内部质量 通过对四钢轧 某阶段转炉冶炼 IF 钢现场试验研究 分析了转炉终点氧含量的分布状态 研究了碳含量 炉龄 终点温度等因素对终点氧含量的影响规律 要求终点活度氧含量控制在 500 850ppm 通过以上措施提高了转炉工序的控制能力 为下道工序提供了冶炼的有利条 件 稳定了 IF 钢的生产 提高了钢水质量 关键字 关键字 IF 钢 转炉 终点碳 终点氧 Productive Practice of IF Steel in Fourth Steelmaking and Steel Rolling General Works of Masteel Yang Ming1 Xiong Lei 2 Deng Yong 3 1 Central Iron 2 Manshan Iron Steel Company Limited Maansh 243000 Abstract The process of IF steel were optimized against the initial problems of production in fourth steelmaking and steel rolling general works of Masteel The carbon content is controlled between 300 to 650 10 6 at converter end point Oxygen activity at blowing end point of BOF steelmaking is the main source of producing nonmetallic inclusions and has bad influence on steel cleanliness In order to increase the control of oxygen content at blowing end point of BOF steelmaking and improve products inner quality experiments are done during a BOF steelmaking to produce IF steel in Fourth Steelmaking and Steel Rolling General Works of Masteel The content of carbon and oxygen at blowing end point is analyzed the effect of content of carbon BOF age end point temperature on the content of oxygen at blowing and end point are 2 studied and the oxygen content is between 500 10 6 and 800 10 6 at converter end point is put forward The processes control ability of BOF was improved the production of IF steel was stabilized and the steel quality was improve because of these Key Words IF steel BOF end point oxygen content end point carbon content 1 1 前言前言 80 年代以来 随着冶金生产技术的进步和汽车工业的发展 IF 钢得到迅速发展 1997 年仅日本 IF 钢的年产量就超过 1000 万 t 以 IF 钢为基础发展起来的深冲热镀锌 IF 钢 板 深冲高强度 IF 钢板 深冲高强度烘烤硬化 BH IF 钢板等系列 已形成了第三代汽车 冲压用钢 IF 钢的生产已经成为一个国家汽车用钢板的标志 降低生产成本并开发物美价 廉的品种是目前 IF 钢研究和生产的趋势 我国研制 IF 钢始于 1989 年 北京科技大学与宝 钢合作 在没有引进外国专利的情况下 用了不到二年的时间基本完成了 IF 钢的开发 填 补了国内空白 本文针对马钢第四钢轧总厂在 IF 钢生产初期转炉冶炼终点的碳含量 温度 及活度氧控制上存在的问题 进行了 IF 钢大生产数据的收集和分析 为优化工艺路线提供 依据 1 2 2 马钢第四钢轧总厂概况及钢马钢第四钢轧总厂概况及钢 IFIF 钢生产数据统计与分析钢生产数据统计与分析 2 1 概况概况 马钢第四钢轧总厂 以下简称四钢轧 于 2007 年 3 月建成投产 该厂拥有 2 座 300 吨顶底复吹转炉 一座 300 吨双工位 LF 炉 1 座 300 吨双工位 RH 精炼炉 2 台双流连铸 机 其主要产品为高级别汽车用板 管线钢 家电板及造船用板等 2 2 IF 钢生产工艺流程钢生产工艺流程 四钢轧 IF 钢生产工艺为 铁水预处理 BOF 转炉吹炼 吹氩站 RH 真空精炼 连铸 热 轧 冷轧 在 IF 钢生产初期 各工序工艺控制不稳定 表现为转炉终点活度氧高 钢包温 降大 生产时序易打破 RH 吹氧升温量大 铝粒用量大 连铸蓄流严重等 经过四钢轧 炼钢区域从转炉终点三命中 钢包热状况的管理 RH 真空处理及连铸各工序的工艺优化 提高了各工序的控制能力 稳定了 IF 钢的生产 提高了钢水质量 3 IF 钢冶炼过程中转炉工艺控制钢冶炼过程中转炉工艺控制 3 1 转炉自动化炼钢简介转炉自动化炼钢简介 转炉炼钢自动控制系统控制的工艺范围主要包括 3 1 废钢 从废钢称量开始 直到装入转炉为止 2 副原料和铁合金 从称量开始 到投入转炉为止 3 转炉冶炼过程控制 包括氧枪系统 副枪系统 转炉倾动系统 烟气分析及声纳化渣系 统 烟气除尘和回收系统等 四钢轧一直致力于自动化炼钢的推进工作 即根据 KR 处理后的铁水温度 处理后的 C Si Mn P S 的含量 冶炼炉次的铁水及废钢装入量等 根据所冶炼的钢种 设定终 点的目标 C 含量及目标出钢温度等 由静态模型完成转炉装料计算 说明所需铁水 废钢 辅助原料和吹氧量 并给出副枪下枪时间 转炉动态模型完成如温度 化学成分控制等的 第二阶段冶炼控制的计算 表 1 铁水条件的概况 铁水 温度 T 铁水 C 铁水 Si 铁水 Mn 铁水 P 铁水 S 铁水量 t 废钢量 t 平均13174 530 410 270 1080 00329531 2 最大13955 061 380 620 1330 00833050 2 最小12483 280 140 1130 0330 0012720 从上表数据可以看出 我厂的铁水温度及铁水成分波动范围较大 通过多年的生产实 践 将不同的铁水条件 铁水温度及铁水硅含量 进行了一定的归类总结 摸索出一套较 为适合我厂 IF 钢冶炼的枪位控制及加料模式 图 1 优化前枪位及流量控制图 4 图 2 优化后枪位及流量控制图 图 3 声纳化渣图 其中黑色线为过程枪位走势 紫线为化渣效果 紫线越低表明化渣效果越好 3 2 IF 钢转炉冶炼终点控制钢转炉冶炼终点控制 对于 转炉 RH 连铸 生产 IF 钢工艺流程而言 转炉终点控制的重点在于控制合理的 钢水碳 氧 温度范围 为工序的稳定顺行提供前提保障 表 2 四钢轧 IF 钢转炉终点控制要求 C 10 6 O 10 6 P S 终点 T 转炉终点要求300 650500 850 0 01 0 0111680 1698 统计了 2009 年 7 9 月所生产的 300 炉 IF 钢转炉终点碳 氧 温度数据 结果如表 3 5 表 3 转炉生产 IF 钢各项指标平均值 C 10 6 O 10 6 P S 终点 T 转炉终点控制5207560 0130 0061686 3 2 1 转炉终点转炉终点 C 转炉终点 C 统计如下表 4 所示 终点碳含量 30 10 6 比例 终点碳含量 30 10 6 40 10 6 比例 终点碳含量 40 10 6 650 10 6 比例 终点碳含量 30 10 6 比例 5 410 767 816 1 四钢轧工艺技术标准要求 IF 钢终点碳含量为 30 10 6 65 10 6 从上表统计的数据可以 看出 平均终点碳含量达到 520 10 6 IF 钢终点碳含量基本可以满足 IF 钢的生产需求 BOF 终点碳处于 0 04 0 065 的比例为 67 8 可见在转炉终点留 C 这一点上控制较好 这主要是由于在长期的生产实践中 针对我厂的转炉的工艺控制要求及 RH 真空槽体的实 际状况 在装入制度上做出了调整 即每炉 IF 钢严格按照铁水 300 吨 自循环废钢 30 吨 进行装料 保证吹炼过程中的热量富裕 而终点碳含量小于 0 03 的炉次比例仍然占 5 4 据统计转炉终点活度氧高于 1000ppm 的 共有 25 炉 而钢水碳含量低氧含量高时 RH 则需加碳粉脱氧 一方面增加了后道工序 的负担 另外这些炉次潜在影响钢水质量 另外 终点碳含量大于 0 065 的比例为 16 1 这导致 RH 进行吹氧强制脱碳 虽然对钢水质量影响较小但会增加后道工序处理时 间 3 2 2 转炉终点转炉终点 C 随着用户对钢的洁净度要求越来越高 为此必须尽力减少钢中非金属夹杂物数量并减 小尺寸 尤其是对高品质 IF 钢更为重要 经研究发现转炉冶炼终点钢水的溶解氧是导致铸 坯中最终产生内生氧化物夹杂的最终根源 另外转炉终点的氧含量过高还会降低金属的收 得率 因此在转炉冶炼过程中设法控制转炉出钢时的氧含量 对冶炼洁净钢是非常重要的 一项工艺 根据反应平衡的原理 随着钢中碳的降低其氧含量势必会增高 因此在出钢过 程中 如何能在保证一定碳含量的同时 尽量降低钢水中的氧含量 对于高品质 IF 钢的冶 炼有着重要意义 2 表 5 转炉冶炼终点不同碳含量时对应的氧含量 C 范围 平均 C 实际平均 O 106 理论平均 O 106 过氧化 O 106 碳氧 积 0 06 0 071 533 328 205 33 2 注 表中过氧化 O 定义为 O O 实际 实际 O 理论理论 分析表 5 可知 当终点 C 0 06 时 虽然此时的平均氧含量较低 但是 由于此 时碳含量较高 同样会增加 RH 脱碳负担 当终点 C 在 0 031 0 04 时 随着碳含量 的升高 平均氧含量较低 为 725 10 6 左右 过氧化程度也不高 碳氧积也较为合理 所 以该区间我们认为比较适合 3 2 3 转炉终点转炉终点 T 转炉终点 T 统计直方图如图 3 所示 图 3 转炉终点温度统计直方图 表 6 终点温度统计直方图及统计结果 T 范围 1660 1660 1670 1670 1680 1680 1690 1690 1700 1700 17 10 1710 比例 05 824 343 223 63 10 由图 3 可以看出 目前转炉终点温度控制在 1680 1700 占总炉数的 66 8 同时 还存在温度超过 1700 的炉次 比例达到 3 1 可见目前主要转炉终点温度控制的波动范 围为 1685 10 尽管仍有 30 1 的炉次出钢温度低于 1680 这也是由于统计时间段内转 7 炉出钢口的流钢时间较短或是钢包热状况较好 红罐 所决定 后经分析仅有 15 炉由于转 炉出钢温度低造成了 RH 需要吹氧升温 所以该阶段生产的 IF 钢转炉出钢温度基本能保证 RH 不吹氧升温 从整体温度体系设定角度看 目前制定的目标出钢温度为 1680 1698 也 较为合理 3 2 3 转炉终点碳氧积转炉终点碳氧积 0 0070 0060 0050 0040 0030 0020 001 70 60 50 40 30 20 10 0 终点碳氧积 频数 均值0 002996 标准差0 0008712 N247 1111 4 15 34 65 60 33 21 10 1 终终点点碳碳氧氧积积 直直方方图图 包包含含正正态态曲曲线线 图 4 转炉终点碳氧积统计直方图 表 7 终点碳氧积统计直方图及统计结果 C O 范围 0 0060 0 0010 0 00100 0015 0 00150 0020 0 00200 0025 0 00250 0030 0 00300 0035 0 00350 0040 0 00400 0050 0 00500 0060 终点碳氧积 终终点点碳碳氧氧积积 与与 B BO OF F终终点点 O O B BO OF F终终点点 C C 的的等等值值线线图图 图 6 终点碳氧积与 BOF 终点碳 氧之间的等值线图 一般地 计算的理论碳氧积约为 0 0025 如图 5 中蓝线所示 由图 5 和图 6 可以 看出 1 在同一 C 含量条件下 相应的活度氧波动范围很大 2 在图中黑色虚 线与蓝线交界的左下方区域 其碳氧积小于理论值 0 0025 所对应的 BOF 终点 C 0 04 并且 碳氧积小于 0 0020 的炉次所对应的 BOF 终点 C 0 03 3 49 39 炉次的碳氧积大于 0 0030 这可能与补吹引起钢液过氧化严重或底吹效果不良 使得 C O 反应未能达到平衡有关 3 2 4 转炉终点转炉终点 氩站过程钢水碳含量的变化氩站过程钢水碳含量的变化 定义衰减 C CBOF CAr 将转炉终点与衰减碳含量进行比较 绘制成图 7 0 100 090 080 070 060 050 040 030 02 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 终终点点 C C 衰衰减减C C 衰衰减减C C 与与 终终点点 C C 的的散散点点图图 图图 7 9 0 100 090 080 070 060 050 040 030 02 0 07 0 06 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 终终点点 C C 氩氩前前C C 氩氩前前C C 与与 终终点点 C C 的的散散点点图图 图图 8 从图 7 可以看出 转炉终点 C 与衰减 C 成线性关系 通过线性回归得到方程 y 0 007464 0 4271X 此方程可以很好的说明 1 转炉出钢 氩站过程基本属于降碳过程 并且 C 随着转炉终点碳含量的增加而增大 2 图中有一炉 C 0 该炉转炉 终点碳为 0 023 这可能与钢水不均匀有关 转炉熔池表层钢水碳低 在出钢混冲过程均 匀以后使碳含量升高或是化验室分析误差 由图 8 可以发现 当转炉终点碳处于 0 02 0 03 区域时 氩站钢水的碳含量亦几乎全部位于 0 02 0 03 的区间内 而当转炉终点碳处于 0 04 0 06 区域时 氩站钢水的碳含量却基本位 于 0 02 0 045 的区间内 此时平均降 C 为 0 014 这与 线性回归得到方程 y 0 007464 0 4271X 也基本吻合 3 2 5 转炉终点转炉终点 氩站过程钢水活度氧的变化氩站过程钢水活度氧的变化 定义衰减 O OBOF OAr 将转炉终点与衰减活度氧进行比较 绘制成图 9 1300120011001000900800700600500400 400 300 200 100 0 终终点点 O O 衰衰减减O O 衰衰减减O O 与与 终终点点 O O 的的散散点点图图 图图 9 10 1300120011001000900800700600500400 900 800 700 600 500 400 300 终终点点 O O 氩氩前前O O 氩氩前前O O 与与 终终点点 O O 的的散散点点图图 图图 10 从图 9 可以看出 转炉终点 O 与衰减 O 成线性关系 通过线性回归得到方程 y 109 7 0 3302X 此方程可以很好的说明 1 转炉出钢 氩站过程基本属于降氧过程 并且 O 随着转炉终点氧含量的增加而增大 2 原始数据中有些炉次的衰减 O 的值 小于 50ppm 甚至有的衰减量为负值 这可能是由于吹氩站为手动测温定氧 插入深度变化 较大所得数据不具有代表性 由图 10 可以发现 当转炉终点碳处于 400 600 区域时 钢水中的衰减氧不明显 而当转炉 终点氧处于 800 1000 区域时 氩站钢水的氧含量却基本位于 700 800 的区间内 此时平均 降氧量为 160ppm 这与 线性回归得到方程 y 109 7 0 3302X 也基本吻合 3 2 6 转炉出钢过程温降的变化转炉出钢过程温降的变化 统计了 2010 年 7 月至 2010 年 9 月所生产的 IF 钢有效数据共 270 炉 另 30 炉由于测 量原因无数据 对出钢过程温降进行如下分析 表 8 出钢过程温降统计 流钢时间范围 sec炉数比例 平均温降 300 时间 3604817 850 4 360 时间 4207327 051 8 420 时间 4805520 453 480 时间 540682557 4 540 时间 600238 661 3 时间 600313 262 11 700600500400300 80 70 60 50 40 30 流流钢钢耗耗时时 s s 出出钢钢温温降降 线性 二次 拟合值 出出钢钢温温降降 与与 流流钢钢耗耗时时 s s 的的散散点点图图 图 11 从出钢耗时和出钢平均温降角度看 出钢过程的温降速率为7 5 min 用出钢过程温 降与流钢时间做回归方程得 出钢过

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论