关键词： 中碳钢；优化控制；转炉；铸机
0 前言
二炼生产设备落后，无铁水预处理炉和有效的炉后精炼，且生产节奏快终点碳不能采取高拉补吹控制，对于冶炼低硫优质中碳钢有相当大的难度，因此围绕降低钢水氧含量，稳定钢包增碳效果工艺进行生产。2011.1-6 月中碳钢炼成率达到 94.8%，较 2010 年提高 5.2%
1 设备现状
二炼是安阳钢铁集团公司主体生产厂之一，主体工艺装备有 2 座 600t 混铁炉；3 座 35t氧气顶底复吹转炉；3 台 120×120mm 2 小方坯连铸机；主导产品为 Q235 系列、HRB335、HRB400 系列螺纹钢筋等钢种，2011 年 1-6 月钢产量万吨 119.89 万吨，中碳钢产量 4196.98吨。
2 工艺现状
2.1 转炉脱硫能力不足
转炉理论脱硫率为 20%-30%，根据现场调查，由于受石灰质量差及吹炼时间短的影响，我厂转炉实际脱硫率仅为 18%-20%。但我厂铁水硫平均为 0.043%，最高可达 0.060%以上。
当铁水超过 0.040%时，转炉脱硫后，炉后合金会有少量增硫，因此无法保证成品硫≤0.035%。
2.2 炉后钢包增碳效果不稳定
由于炉前终点控制无法实现高拉碳，平均终点碳仅为 0.061%，在成品成分控制上势必要靠炉后大量加入增碳剂进行增碳，以保证碳成分合格。但由于终点钢水氧化性过强，在出钢过程中钢包增碳效果难以保证，给成品碳的控制造成很大难度。
2.3 铸坯工艺落后
由于铸机中间包容量小、弧半径太小，钢水内部夹杂无法充分上浮排除，铸坯内部质量不易控制。
3 工艺流程
混铁炉转炉冶炼钢包吹氩方坯连铸
3.1 成分标准
4 技术措施
4.1 转炉工序
4.1.1 铁水分兑
根据各混铁炉存铁量和存铁成分不同，结合高炉铁水成分在线反馈的信息，对每趟次铁水实行分兑，即高硫铁水兑入低硫混铁炉，低硫铁水兑入高硫混铁炉，将混铁炉对铁水成分的混匀功能发挥到极致，实现铁水硫含量的均衡控制。正常情况下 2 座混铁炉铁水硫分别控制在 0.050%和 0.070%以下，在冶炼 45#和 50#钢时必须保证 1 座混铁炉铁水硫不得超过0.040%。
4.1.2 .铁水分装
在冶炼 45#和 50#钢时，提前计划，实行定混铁炉翻铁，定转炉炼钢的双定铁水供应方式，保证入炉铁水硫≤0.040%。
4.1.3 废钢
根据转炉脱硫特点，在冶炼 45#和 50#钢钢时，保证使用轧材废钢，以减少转炉入炉硫总量，减少脱硫压力。
4.1.4 增碳剂
根据转炉脱硫能力，每次冶炼 45#和 50#钢时，提前组织专用增碳剂入厂，在冶炼之前，由专业人员取样抽检，硫含量超过 0.500%则不得使用，以避免炉后钢包增碳同时增硫超标。
4.1.5 优化终点控制
合理控制装入制度，通过铁水温度及时调整铁水装入量及废钢配比，保证转炉热效应稳定，降低出钢温度将终点温度控制在 1650-1670℃，提高终点碳，冶炼中碳钢时出钢终点碳控制在 0.075%以上，降低钢水氧化性，提高合金吸收率。
4.1.6 优化脱氧制度
采取预脱氧+终脱氧方式代替单一的终脱氧模式，出钢前先加 0.4 公斤/吨钢硅铝铁进行预脱氧，合金化时再加入 0.4 公斤/吨钢硅铝铁和 0.5 公斤硅钙/吨钢，以保证深度、规范的终脱氧效果，稳定 C 吸收率。
4.1.7 出钢
严格控制出钢时间，保证出钢时间不低于 2min。每次冶炼前，都必须重新更换专用出钢口套管，确保圆流出钢，减少出钢口卷渣。
严格执行出钢挡渣工艺，挡好一、二次渣，减少出钢下渣量，保证钢包渣层厚度小于100mm，以避免增碳剂翻包现象，提高钢水质量。
4.1.8 吹氩处理
作为唯一的一道精炼工序，吹氩工序采用弱吹工艺，吹氩压力≤0.2Mpa，吹氩时间≥4min，吹氩强度以保证钢液面不裸露为标准，对钢水进行充分的搅拌、混匀，保证合金充分融化及夹杂物充分上浮。
4.2 铸机工序
4.2.1 连铸浇铸方式
中间包采用硅制绝热板包，液面覆盖剂保温，中间包结晶器采用浸入式水口保护浇铸，防止钢流二次氧化，采用中碳钢专用保护渣。
4.2.2 温度制度
低过热度浇铸是改善中心偏析也是提高铸坯质量的重要手段（ 1 ）， 根据试验结果（ 2 ） 修订连铸主要工艺制度：钢水过热度按 15-30℃控制，快换包大包温度按 1600-1610℃控制，连浇炉中包温度 1505-1520℃，特殊情况可提高 10℃。
4.2.3 冷却制度
为了减小二冷一段和二段之间约 0.8 米无水区对回温的影响，加长了二冷一段和二段竖管，使两段之间的无水区缩短到 0.3 米，进一步减小了铸坯回温。
4.2.4 拉速制度
查阅相关技术资料（ 3 ），结合 120 mm 2 方坯断面，设计最佳工作拉速 2.8-3.0m/min，最大拉速 3.2m/min。生产中做到三稳定，即中间包液面稳，结晶器液面稳，拉速稳。
五、结论
（1）通过优化生产，中碳钢缩孔≤0.5 级比例 62.5％，缩孔≤1 级比例 75％；中间裂纹≤1.5 级比例 87.5％，中心裂纹≤0.5 级比例 75％，中心裂纹≤1 级比例 100％；夹杂≤0.5级比例 100％。
（2）通过生产优化 2011 年二炼共冶炼中碳钢吨 4196.98，炼成率为 94.8%，较 2010 年提高 5.2%
（3）通过铁水分兑、分装，降低出钢温度、保证增碳合金质量、优化脱氧制度、保证出钢时间、减少钢包下渣、强化吹氩控制，实现了小转炉冶炼中碳钢的生产优化。
