韩东亚
(新疆八一钢铁股份有限公司炼钢厂)
摘  要：82B 是八钢近些年来开发的新品种线材，生产工艺正处于逐步优化的阶段。作为高强度预应力钢丝和钢绞线，82B 对钢水的纯净度有着极高的要求。文章介绍了转炉通过“高拉碳”的方法，将82B 出钢的终点碳含量控制在0.30%以上，较原有工艺出钢碳含量提高了60%，通过转炉的高碳出钢，一方面降低了炉内钢水的氧含量，减少了脱氧合金与增碳合金的加入量，提高了82B 的铸坯质量。同时也使得钢水到达LF 精炼炉的初始碳成分更加均匀稳定，缩短LF 炉的冶炼周期，降低了LF 冶炼过程中的增碳难度，缩短了LF 炉的冶炼周期，降低了生产成本。
关键词：82B ；  高拉碳 ;  增碳 ； 成本；  质量
中图分类号：TF713.4            文献标识码：B              文章编号：1672—4224(2020)03—0028—03
Production Practice of 82B Smelting with High Carbon Tapping
in Converter
HAN Dong-ya
(Steelmaking Plant ,Xinjiang Bayi Iron & Steel Co.,Ltd.)
0    前言
82B 钢具有较高的碳含量，转炉冶炼过程中，如采取较低碳含量出钢方式，炉内氧含量较高，在出钢过程中需要加入更多的增碳合金及脱氧合金。合金加入量的增多会导致钢水的夹杂物升高，钢液[1]
内增氮严重，同时会加剧82B 的碳偏析。出钢过程中加入较多的增碳合金，如熔化不均匀，碳含量波动较大，会导致LF 精炼炉增碳周期较长，增加成本的同时，对于整个炼钢的生产会造成负面影响。
近些年，八钢在生产82B 过程中，一直在转炉冶炼过程中探索“高拉碳”工艺。希望通过转炉的高碳出钢，进一步改善82B 钢种的质量，降低生产成本，稳定生产节奏。通过一年来的实践探索，目前82B 钢种，转炉出钢碳≥0.30%的比例由原来的15%提高至目前的85%，取得了较大进步。
联系人：韩东亚，男，34岁，本科，炼钢工程师，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司炼钢厂第一炼钢厂转炉冶炼82B 高拉碳工艺生产实践
Abstract:82B is a new kind of wire rod developed by Bayi Steel. In recent years, its production technology is in the stage of gradual optimization. As high strength prestressed wire and wire,82B has high requirements for the purity of steel. This paper introduces the method of high carbon drawing in c
onverter, which can control the end point content of 82B outlet above 0.30%, which is 60% higher than that of the original process. Through the high carbon copper production of the converter, the oxygen content of molten steel is reduced, the quality of 82B is increased. At the same time, the initial carbon composition of molten copper reaching the LF refining furnace is more uniform and stable, The refining cycle is shortened, the difficulty of breaking in LF refining process is reduced, and the production cost is reduced.Key words ：82B ； high tapping carbon ；carburizing,；cost ； quality
1  实施“高拉碳”出钢的关键控制点
转炉脱磷与脱碳的关系：
3(CaO)+2[P]+5(FeO)=(3CaO·P O )+5Fe  （1）25lgK=40067/T -15.06                        （2）式中：K 为平衡常数；T 为反应温度。从式（1）中可以看出，适当提高炉渣中的CaO 、FeO 含量，能够促进脱磷反应的进行。从式（2）中可以看出，随着反应温度的升高，平衡常[2]数降低，不利于脱磷反应的进行。
与此同时，转炉要实现“高拉碳”出钢，冶炼终点炉渣中的FeO 含量较低。FeO 对脱磷率的影响主要是通过影响CaO 的熔化速度来实现。当渣中FeO 含量较低时，渣中石灰熔化比较缓慢，脱磷速率明显下降；当渣中FeO 含量较高时，会使渣中CaO 的活度降低，使CaO 的脱磷能力减弱，甚至产
铁水温度
生喷溅。因此，在吹炼前期为了保证石灰的快速熔化，渣中FeO 含量应该控制的稍高些，在吹炼中期为防止过程返干渣中FeO 应控制在9％以上。有研究表明，渣中FeO 含量控制在14.18%、CaO 与[3]FeO 的比值在2.5～3.0时，脱磷效果最好。
分析认为，如何控制好冶炼过程中的温度、FeO 含量的变化，实现高效脱磷是82B 高碳出钢的关键。
表1  82B 化学成分            %
[C]                    [Si]                  [Mn]                [P]            [S]              [Cr]              [Ni]        [Cu]                [V]0.80～0.83      0.18～0.28      0.75～0.85      ≤0.020    ≤0.015    0.19-0.24    ≤0.10    ≤0.10    0.025～0.032
2  转炉“高拉碳”出钢的生产过程控制
八钢第一炼钢厂有150t 顶底复吹转炉一座，150tLF 精炼炉一座，150mm×150mm 小方坯（10机10流）连铸机一台。
炼钢工艺流程为：铁水倒罐站—K R 脱硫站—转炉—L F 精炼炉—方坯连铸机。八钢生产的82B 钢化学成分如表1所示。
图1 冶炼过程中位控制图
通过位的调整，冶炼过程中化渣速度和终点脱磷率由原有的73%提高至79%，取得了明显的效果。
2.3  优化造渣制度
在造渣上，冶炼前期加入炼钢尾渣（成分如表2所示），由于尾渣属于“预熔渣”，使用后可加速前期的成渣速度，有效提高前期脱磷速率。同时在冶炼前期加入1.5～2t 的炼钢冷固球团（成分如表3所示），控制熔池升温速度的同时，提高了炉渣中的FeO 含量。
表2  八钢150t 转炉尾渣成分            %
成分    CaO    SiO      MnO    FeO      P O      MgO    Al O      R 2252  3 含量    441      5.3      2.72    14.85    1.39      5.43      11.8    2.88
表3  加入150t 转炉炼钢球团成分            %成分      TFe        CaO      SiO            S            P        H O 22含量    45-50      7-10      ≤5      ≤0.2    ≤0.1    ≤0.5
2.4  拉碳方式的选择
对于转炉终点碳的控制，目前有“高拉补吹”和“一次拉碳”两种。因82B 钢种终点碳含量较高，采用一次拉碳不利于终点磷含量的控制，因此选择“高拉补吹”法进行终点碳的控制。
采用“高拉补吹”法，一次倒炉碳含量、温度、磷含量三者有着极其密切的关系，在现场生产过程中进行了大量试验，对试验数据进行了总结分析。实际生产过程中，确定一次倒炉温度控制在1540～1560℃，终点碳在0.45%～0.60%时，终点磷可稳定在0.20%～0.30%，通过再次的补吹，出钢温度可提升至1560～1580℃，可实现高碳出钢。
以某浇次为例，说明一次倒炉温度与一次倒炉碳含量的关系（见图2）及磷含量的关系（见图3
）。
图2
某浇次一次倒炉温度与一次倒炉碳含量的关系
位/m m
2.1  转炉装入制度的选择
为了保证转炉的高效脱磷，就必须保证前期冶炼过程中有含铁冷料的加入，同时也利于控制熔池的升温速率。八钢150t 转炉在冶炼82B 时，总装入量控制在180t ，其中废钢24t 、铁水156t ，如铁水温度＞1350℃、铁水硅＞0.60%时，适当增加2t 废钢量，相应减少2t 铁水装入，以此保证终点温度、过程脱磷及终点留碳。2.2  工艺制度及位的控制
为了确保炉内前期化渣速度及冶炼过程中升温的稳定性，冶炼过程中将氧的供氧强度由原有的333.3m /tmin 降低至3.1m /tmin 。在冶炼过程中位的控制上也进行了相应的优化，采用“高-低-高-低”的模式进行冶炼。冶炼过程中位控制见图1。
图3  某浇次一次倒炉温度与一次倒炉磷含量的关系
3    取得的成效
3.1  转炉终点碳含量的变化
通过工艺优化，82B 转炉出钢碳≥0.30%的比例由25%提升至85%，实现了高碳出钢。
工艺优化前后82B 出钢碳含量的变化见图4
。
图4  工艺优化前后82B 出钢碳含量的变化
3.2  出钢过程中的变化
通过转炉高拉碳出钢，采取“高拉补吹“工艺后，转炉出钢温度虽较工艺改进前有15~20℃的降低，钢包内加入的增碳剂和脱氧剂可减少200～300kg ，整体钢包温度约降5℃，对于整个冶炼温度流的影响较小。与此同时，炉内氧含量由之前的-6-6300×10降低至100×10以内，炉内氧含量的减少，使得钢包增碳剂、硅铁回收提高9%，可直接节省合金成本18元/t 。3.3  对后道工序的影响
通过转炉高拉碳出钢，出钢过程中增碳合金加入量减少40%以上，钢包内碳成分更加稳定，L F 精炼炉的增碳时间和冶炼周期得以有效的缩
表4  高碳出钢后对LF 精炼炉的影响
项    目        转炉增碳合金    Lf炉初始      LF炉增碳    LF炉冶炼                            加入量/kg        碳含量/%      时间/min    周期/min 工艺优化前    2000～2200    0.55～0.65      22～25        52～58工艺优化后    1200～1400    0.70～0.80      15～18        46～52
3.4  铸坯氧、氮含量明显降低
通过转炉高碳出钢，转炉终点氧含量大幅降低，出钢过程中的脱氧合金加入量减少，合金增氮量降低，改善了铸坯质量。工艺优化前后铸坯全氧含量、氮含量的对比见图5、图6。
图5  工艺优化前后铸坯全氧含量的对比
图6  工艺优化前后铸坯氮含量的对比
4    结束语
八钢150t 转炉采用“高拉碳”冶炼82B，通过对装入、造渣、供氧、拉碳等工艺的优化调整，实现82B 钢种高碳出钢。
生产实践表明，82B 实现高碳出钢后，对炼钢工序的成本、生产节奏、铸坯质量有着明显的提升和改善。
短。高碳出钢后对LF 精炼炉的影响见表4。
参  考  文  献
[1] 刘中柱，蔡开科，纯净钢及其生产技术[J].中国冶金,1999(5):12～15． [2] 冯捷，张红文.转炉炼钢生产[M].北京：冶金工业出版社,2006:55～56.
[3] 朱荣，吕明. 120 吨转炉双联炼钢工艺脱磷试验研究[J].工业加热,2012(6):53～
54.