超低碳钢的主要装备与工艺

超低碳钢的主要装备与工艺

自2004年以来，该钢已在一定程度上形成了低碳钢的品种，并从2008年基本上形成了低碳钢的一定规模。自2008年以来，高碳钢的产量逐渐增加。高产钢年产量比年同期减少34.5万吨。本钢在超低碳钢品种开发时期主要以IF钢为生产品种,但随着超低碳钢生产规模及生产工艺的稳定,本钢在品种开发及产品系列化方面进行扩展,以满足更多用户的需求。目前本钢超低碳钢生产已形成以IF钢、高强IF钢、DP钢及BH钢系列的超低碳钢钢种平台。冷轧出厂产品主要包括冷轧及镀锌两种产品。1“专业化生产技术”的提出冷轧产品原料的炼钢连铸工艺流程主要是:铁水预处理脱硫—转炉顶底复吹—RH精炼—板坯连铸。近年来,为提高钢材洁净度,扩大高附加值钢材产品的规模,炼钢连铸生产装备的大型化与设备国产化率日益提高,并提出了“专业化生产技术”的理念。本钢炼钢厂目前生产超低碳钢的主要装备见表1。2供钢过程的控制本钢炼钢工序在超低碳钢生产平台建设主要从四个方面开展工作,一是稳定的产品成分控制;二是超低碳钢供钢节奏的稳定运行;三是过程参数的分解控制;四是产品质量的持续跟踪及改进。2.1成分控制分析特点为满足现代工业对冷轧产品性能越来越高的要求,对冷轧板原料的纯净度也提出了更高的要求。钢的洁净度通常由钢中有害元素含量以及非金属夹杂物的数量(形态和尺寸来评价),为生产高洁净钢,常常要降低和控制钢的C、P、S、N、H、O等,因为这些元素的单一或综合作用的结果可以大大地影响钢的性能,如抗拉强度、成型性、韧性、可焊性、抗裂纹和抗腐蚀性、各向异性、疲劳性能等。但这些有害元素的控制水平是由炼钢工序的技术水平所决定的,本钢超低碳钢的成分控制水平与国内外一些厂家的对比情况见表2。由于超低碳钢的成分控制是全工序共同完成,不同工序的控制重点不同,本钢根据不同成分的控制特点,分别由相关工序进行重点控制,以保证成品成分满足钢种要求。不同成分的工序控制重点见表3。表3中“*”代表本工序对该成分有一定影响,需加以控制;“**”代表本工序的操作及设备对该成分有严重影响,为本工序的关键控制指标。需重点加以控制。2.2浇钢时间及铸机在大生产过程中,保证各工序处理时间的稳定是保证批量生产的基础对与超低碳钢生产,各工序中炼钢、精炼的处理周期是基本固定的,而浇铸周期在拉速一定时浇钢时间随断铸断面而变化。而本钢超低碳钢目前生产断面覆盖900～1900mm,因此如何保证不同断面生产时炼钢及精炼处理周期的稳定是非常重要的。本钢为保证不同断面的处理周期稳定,首先对浇钢断面进行分类,对于小于1400mm的产品在炼钢厂一车间两流板坯进行生产,浇钢时间按30min进行控制;大于1400mm的产品在炼钢厂三车间单流宽板坯连铸机进行生产,浇钢时间按47min进行控制。在一个浇次内当生产断面确定后,连铸操作人员根据浇钢时间选择一个合适的拉速以保证恒速浇钢,采用这种方式既可以保证较为恒定的浇铸周期,又可以保证不同断面浇铸过程中拉速在1.0～1.3m/min之间选择一个合适的恒拉速浇钢。一、三车间浇钢时间固定后,对前部各工序及过程运输时间进行了具体排布,本钢针对一、三车间的不同铸机分别采用两种供钢方式,一车间采用两RH供一台双流板坯铸机,而三车间采用单RH供一台单流板坯铸机,具体过程节奏见下图1、图2。从图1、图2可见,在超低碳钢生产过程中,将各工序的处理周期进行固定,以开浇准备时间作为各工序的柔性环节,通过工序传搁时间的规定,保证了各工序处理节奏的稳定,为标准化作业奠定的条件。2.3超低碳钢工序的承担为提高超低碳钢的生产水平,在炼钢工序中本钢采用了区域负责制,即上道工序必须为下道工序负责,以保证每个工序为下道工序提供是都是合格的产品。为达到这种管理模式,需根据产品要求制定相关工序指标,并将控制指标对应到每道工序。通过工序指标的提升来提高超低碳钢的生产稳定,各工序承担的指标见表4。通过定期对上述指标的临控来总体反应超低碳钢生产的稳定性,同时通过后部冷轧质量反馈情况对指标限定值进行修整,以达到生产及产品质量的共同稳定。2.4建库及信息分析由于超低碳钢最终为冷轧产品,其对表面质量要求非常严格,因此超低钢生产不仅要保证生产过程稳定,还需要保证产品质量稳定。由于炼钢与冷轧生产存在一定的时间差,因此在尽可能短的时间内将因炼钢原因造成冷轧质量缺陷的原因分析清,并采取有效措施避免问题扩大化及持续改进的重要手段。本钢炼钢工序首先将炼钢所有超低碳钢的生产数据进行建库,并建立的冷轧问题产品的信息反馈机制。通过反馈信息,对照生产过程数据库进行分析。确定其是过程控制问题还是指标设定问题。通过对生产过程参数及工序分解指标的持续调整,保证超低碳钢产品质量的持续改进。3表面杂质目前造成冷轧降级的主要原因为表面夹杂降级,2010年～2011年各月冷轧O3、O5因表面夹杂降级率见图3。从图3可看出,O3板轧制合格率基本维持在98%以上,O5板的冷轧成材率也达到85%以上。4提升恒拉速浇钢的质量1)重点区域控制以保证超低碳钢的最终成分满足要求。2)将断面分区生产及保证同浇钢周期,在保证恒拉速浇钢的前期下使不同断面精炼处理周期