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鞍鋼FH690超高強(qiáng)船板鋼煉鋼連鑄控制技術(shù)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間：2014-08-13
FH690級(jí)超高強(qiáng)船板是九國(guó)船級(jí)社中僅有的DNV和GL有明確牌號(hào)和性能要求的最高級(jí)別船板鋼，也是現(xiàn)今船體和海洋平臺(tái)用鋼中強(qiáng)度級(jí)別和質(zhì)量級(jí)別最高的牌號(hào)。
鞍鋼有著多年生產(chǎn)船板鋼的歷史，從普通級(jí)別的A-E到高強(qiáng)度級(jí)別的FH32-FH40，如今鞍鋼已成功開(kāi)發(fā)出超高強(qiáng)船板鋼FH420-FH500，并且于2006年成功通過(guò)九國(guó)船級(jí)社的認(rèn)證?，F(xiàn)在正在研制FH620-FH690，且已完成船級(jí)社認(rèn)證的實(shí)質(zhì)性工作。而國(guó)內(nèi)其他鋼廠或研究院所還處于試驗(yàn)室研究階段，或只研究到E級(jí)別和更低的級(jí)別，遠(yuǎn)慢于鞍鋼的研制速度。鞍鋼的船板鋼在強(qiáng)度級(jí)別和質(zhì)量級(jí)別上能如此穩(wěn)定迅速的發(fā)展，優(yōu)良的鑄坯質(zhì)量和潔凈度是不可忽視的重要前提和保證。
?FH690級(jí)超高強(qiáng)船板是九國(guó)船級(jí)社中僅有的DNV和GL有明確牌號(hào)和性能要求的最高級(jí)別船板鋼，也是現(xiàn)今船體和海洋平臺(tái)用鋼中強(qiáng)度級(jí)別和質(zhì)量級(jí)別最高的牌號(hào)。不僅強(qiáng)度高，而且要求?60℃的縱、橫兩向低溫沖擊，為保證如此高的要求，鑄坯必須具有較高的鋼質(zhì)潔凈度和均勻性。?鞍鋼在多年生產(chǎn)高潔凈度、高均質(zhì)鋼的基礎(chǔ)上，總結(jié)出可批量生產(chǎn)FH690的煉鋼連鑄生產(chǎn)工藝。
P、S等有害元素的控制
對(duì)于需要保證-60℃縱、橫向低溫沖擊的鋼板，P、S含量應(yīng)盡可能低。在無(wú)鐵水脫磷預(yù)處理的情況下，綜合考慮脫磷的熱力學(xué)條件（低溫、高氧化性、高堿度）和煉鋼各工序的實(shí)際熱力學(xué)情況，有害元素P只能在爐冶煉工序去除，而從轉(zhuǎn)爐停吹之后即存在著回P的危險(xiǎn)。所以，轉(zhuǎn)爐有效脫磷和出鋼后防止回磷是保證成品低磷含量的兩個(gè)最重要的環(huán)節(jié)。?轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)低磷鋼水的方法有雙聯(lián)法和雙渣法，但如果鐵水磷含量較低，一樣可以得到與雙聯(lián)法和雙渣法同樣的低磷效果。?為同時(shí)實(shí)現(xiàn)低磷低硫，首先要選用低磷鐵水進(jìn)行深脫硫預(yù)處理。轉(zhuǎn)爐冶煉選用低硫的優(yōu)質(zhì)白灰，一次拉碳后擋渣出鋼，而且出鋼過(guò)程中加入白灰，出鋼后加小粒白灰蓋罐稠渣，然后進(jìn)行徹底的鋼水扒渣并用白灰或預(yù)熔渣蓋罐。鋼水經(jīng)過(guò)LF精煉處理后，可得到P≤0.008%，S＜0.0020%的優(yōu)質(zhì)鋼水。
非金屬夾雜物的控制
非金屬夾雜物的控制是一個(gè)系統(tǒng)控制問(wèn)題，其貫穿于冶煉-連鑄整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)用料如冶金石灰等輔助材料本身的質(zhì)量和澆注系統(tǒng)的潔凈狀況是控制鋼水潔凈度不可忽視的重要因素。在生產(chǎn)FH690時(shí)，要求使用低硫優(yōu)質(zhì)白灰，并且使用如石灰石、白云石等只做破碎處理的原礦以降低輔料中有害雜質(zhì)的帶入。鋼水罐采用高級(jí)周轉(zhuǎn)罐，保證無(wú)渣底、鋼底。中間包整備時(shí)要進(jìn)行清掃，并將包蓋上的殘?jiān)惹謇砀蓛?。在澆注前做好鋼水罐的燒烤工作?澆注過(guò)程全程保護(hù)澆注對(duì)防止鋼水二次氧化非常重要。不僅要有長(zhǎng)水口和浸入式水口，而且還要調(diào)整好氬封流量和壓力。中間包吹氬對(duì)去除中包鋼液中的大顆粒非金屬夾雜物效果顯著。?鋼水連澆時(shí)換罐和拉尾坯停澆都是鋼水澆注的一個(gè)非穩(wěn)態(tài)過(guò)程，為防止液位波動(dòng)較大引起卷渣，要求轉(zhuǎn)罐時(shí)中包內(nèi)要有足夠的鋼水量，中間包停澆液位也要足夠高。?對(duì)鋼水內(nèi)生非金屬夾雜物的去除作用最大的是LF精煉，F(xiàn)H690在LF精煉工序的時(shí)間要足夠長(zhǎng)，期間要造低熔點(diǎn)白渣。VD處理會(huì)進(jìn)一步降低鋼水中的S和[O]和T.O。
鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制
?鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的好壞直接影響鋼板的內(nèi)部質(zhì)量，并且會(huì)對(duì)鋼板1/4和1/2處的性能產(chǎn)生影響。通過(guò)合理調(diào)整二冷電磁攪拌的模式和參數(shù)，并結(jié)合二冷水制度和拉速的優(yōu)化調(diào)整可得到良好的鑄坯質(zhì)量。鑄坯除了有B0.5級(jí)的中心偏析外無(wú)其他缺陷，而且可得到18%～21%的等軸晶率。
生產(chǎn)工藝確定
?FH690是厚板產(chǎn)品中的高級(jí)別品種，根據(jù)其性能要求，初步確定生產(chǎn)工藝為鐵水脫硫預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-LF精煉（鈣處理）-真空處理-連鑄。最終生產(chǎn)工藝的確定焦點(diǎn)在于是否要進(jìn)行鈣處理。從其他超高強(qiáng)船板鋼的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)看，鋼水喂鈣線處理后會(huì)產(chǎn)生大量的球形非金屬夾雜物。雖然鈣處理會(huì)對(duì)球化硫化物非金屬夾雜物有一定的好處，但從整體潔凈度水平來(lái)看，并無(wú)益處。
根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐確定FH690的最終生產(chǎn)工藝路線為：鐵水脫硫預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-LF精煉-真空處理-連鑄。此種生產(chǎn)工藝，既可保證鋼水有均勻的成分、低的氣體和有害元素含量以及較高水平的潔凈度，同時(shí)又可以減少工序降低成本。
結(jié)論
通過(guò)系統(tǒng)控制有害元素硫、磷，非金屬夾雜物和鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，可生產(chǎn)出高潔凈度、高均質(zhì)的FH690級(jí)超高強(qiáng)船板鑄坯：
（1）鋼水磷含量可穩(wěn)定控制在0.010%以下，硫含量可穩(wěn)定控制在0.003%以下；
（2）鋼板全氧可控制在15ppm以下；?
（3）鋼板?60℃縱橫向低溫沖擊功可達(dá)100～200J；Z向斷面收縮率在55%～76%之間。
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