D01:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.02.012
王子龙
（河钢集团宣化钢铁公司，河北075100）
［摘要］宣钢公司为提升SWRH82B盘条质量，满足用户高级别钢绞线生产需求，针对SWRH82B钢拉拔脆断现象，对转炉、精炼、连铸机等环节进行了一系列工艺优化。在炼钢工序执行新工艺后,SWRH82B盘条整体质量明显提升，钢成分极差降低，O、N及P元素含量明显下降，铸坯碳偏析合格率提升，盘条单位面积夹杂物个数减少，最大夹杂物尺寸减小。盘条能够稳定拉拔到$3W3mm不断丝，提高了盘条的综合性能，实现了产品升级，取得了较好效果。
［关键词］SWRH82B；炼钢工序；铸坯；工艺优化
Production processes optimization of SWRH82B steel
WANG Zi-long
(HBIS Xuanhua Iron and Steel Company,HEBEI075100)
Abstract Ir orOeo to improve the quality of SWRH62B wiro ro0and meet the proOuction demand of high yrane steel strand of users,aiminy nt the brittie fracturo of SWRH62B steel in drawiny,n series of process oodoizanoo fo cooverteo procedure,refininy proceduro and tn-duoos casteo proceduro wero carried oof by XuanUun Iroo and Steei Company•Afteo the—nplementatioo of the new proccs in the steelmaniny poedue,the overali quality of SWRH62B casting blank is ioprovee oovioosly,reductiod of compositioo diferedce,the co—nt of O,N c V P decreasee siyni—cantiy in steei,the dumbes of ：口小^—皿per unit aree decreasee,the maximum inclusioo size decreases,the qualibee oate of carboo seereeatioo in castiny bland is idcreased•The w—o roC can be drawn suniy to$3.17mm,The compreeeesive performanca of wiro roC is improvee,the prooud upyrane is realizeet and gooC effed is oowinee.
Key words SWRH82B,sWelrmnOy proceeure,castiny bland,process oodoizanoo
0引言
宣钢公司SWRH82B盘条年产量35万吨，主要用于生产！9.53mm、！12.7mm、！15.2mm预应力钢绞线。目前主要存在问题为拉拔断丝率较高，每百吨断丝2次，断口主要以脆性断口居多。闫欢等研究表明:C偏析和夹杂物是导致SWRH82B高碳钢盘条拉拔脆断率高的主要原因，故降低钢中夹杂物、有害元素、碳偏析指数是避免拉拔脆断的重要8环节叭
"宣钢公司针对SWRH82B钢0、N、P有害元素及夹杂物含量偏高、成分波动范围宽、偏析合格率收稿日期：2021-02-07
作者简介：王子龙（1782-），男，工程师，河钢集团宣钢公司，从事炼钢生产技术工作。低等问题，制定出一系列改进措施。转炉工序通过优化冷料装入制度、底吹工艺、挡渣模式、进精炼成分控制，精炼工序通过改进除尘设备的和精炼氩气软吹工艺，连铸工序通过钢包加盖、降低钢水过热度等一系列措施，降低了钢水中0、N、P的含量，强化了夹杂物的去除，减少了铸坯断面C偏析程度。1SWRH82B生产工艺概况
宣钢公司SWRH82B钢的化学成分控制范围如表1所示。生产工艺流程为：铁水KR脱硫站！150t 顶底复吹转炉！LF精炼!150mmx150mm方坯连铸！高线轧制。
2炼钢工序优化环节
经分析发现JWRH82B高碳钢盘条拉拔断口主要为尖杯状、斜劈状（如图1所示），是典型的脆
-40-心〈钢铁冶炼〉
SWRH82B 钢的生产工艺优化
表1 SWRH82B 钢的化学成分
/%
C
Si
M j
Cr
P
S
0.79 〜666
LO -0.33
020 〜020
lo 〜
W0.025
W0.025
性断口。研究认为，导致高碳钢盘条拉拔脆断率高 的主要原因为：铸坯C 偏析、钢中夹杂物和有害元 素高等。为满足用户高级别钢绞线生产需求，宣钢
公司对转炉、精炼、连铸机等生产工序进行了一系
列工艺优化。a 尖杯状断口 b 斜劈状断口
图1 SWRH82B 盘条断口&貌
2.1转炉降低钢水P 、O 、N 含量的工艺优化2.1.1转炉装入制度的优化
宣钢在冶炼SWRH82B 钢时，采用的是双渣冶 炼工艺。为保证转炉初期冶炼的脱磷效果、控制熔 池的升温速率，提高了转炉入炉废钢加入量。
(1) 当装入总量达到180 t 时，废钢加入量不得
低于20 t ;
(2) 若铁水温度>1 345 "、铁水Si >0.5%时，根
据冶炼情况增加1~2 0废钢加入量。2.1.2 转炉底吹工艺的优化
铁水温度孙亮等研究了转炉底吹氮/氩切换对钢中氮含 量的影响，结果表明随着氮氩切换百分比的增加， 转炉终点氮含量逐渐增加，当氮氩切换百分比在
56%以内时，吹氮对终点氮含量的影响较小。基于不
同氮/氩切换试验结果，应根据不同钢种对钢中N 含 量的要求，选用不同氮氩切换百分比叫结合宣钢的
生产实际，氮/氩切换工艺由优化前转炉吹炼=20 s
自动氮/氩切换调整为600 s 自动氮/氩切换，即吹 炼前期600 s 内底吹氮气，之后改吹氩气，增加了以
氩气作为搅拌动力的时间，可有效降低钢水N 含
量。实施氮/氩切换新工艺后，结合精炼脱氧微正压
工艺，统计工艺优化前后5个月生产SWRH82B 盘
条N 含量，对比发现优化后钢中N 含量平均下降
10 ppm 。2.1.3挡渣模式的优化
优化前，转炉使用挡渣塞在出钢过程挡渣。而
使用挡渣塞受摇炉工熟练程度影响较大，挡渣效果
不稳定，易使高氧化性钢渣进入钢包，既增加后续
精炼脱氧难度，又使钢液回磷，同时带入过多的非
金属氧化物污染钢液。
优化后，出钢过程使用滑板挡渣，操作简便，挡
渣效果稳定。出钢时发生下渣比例明显减少，钢液
回P 率、盘条0含量也随之降低。统计工艺优化前 后5个月盘条0、P 含量，对比发现优化后钢中0含
量平均下降8 ppm ，钢中P 含量平均下降0.0032%
(如图2所示)。
2.1.4进精炼C 、Si 、Mn 窄成分控制
为降低SWRH82B 钢成分极差，稳定盘条性能,
对转炉进精炼钢水成分做了更严格要求。
(1) 规定C 含量进站不低于目标成分下限的
0.05%;
(2) Si 、Mn 、Cr 等合金在精炼补加量都不得超过
100 kg，严格执行精炼炉工序合金微调制度，减少精 炼炉成分调整幅度。
统计优化前后5个月生产数据，进精炼C 、Si 、
Mn 含量分别比优化前提升了 6.99,26%、10.3%，进
站成分对比如表2所示。
2.2精炼降氮与去除夹杂的工艺优化
2.2.1 精炼除尘设备的优化
为防止精炼过程吸气、增氮，对精炼除尘侧吸 设备进行了改造。
(1) 调整了除尘风机转速，以适应LF 精炼工艺 对炉口压力的要求。
(2) 在除尘进风口处安装插板阀，用以精准控
制精炼炉除尘侧吸开口度，保证精炼脱氧过程微正 压操作，从而降低钢液因吸气增氮。
2.2.2精炼氩气软吹的优化
刘风刚等对不同吹氩流量下的钢包流场、气泡
m 〈钢铁冶炼〉 (X X )
— 41
—
表2工艺优化前后进精炼成分与目标成分对比/%项目C Si Md Co
优化前0.770.176W70.25
优化后6W50.106W50.25
目标0.526W)0.500.25
运动、液面形态和夹杂物去除进行了数学计算。优化结果表明：在100t钢包条件下，吹氩流量为100~ 200L/min时，钢液裸露面积较小且夹杂物有较好的去除效果；在吹氩流量为150L/min时，软吹前10 min钢水中大尺寸夹杂物上浮去除明显叫结合宣钢现有装备及生产节奏，精炼结束后氩气软吹流量控制在20
0L/min，钢渣微微涌动且不裸露钢液，软吹弱搅拌时间由原来的15min调整为25min。
优化后从盘条取样，在金相显微镜下观测，单位面积夹杂物个数随氩气软吹搅拌时间增加明显减少，最大夹杂物尺寸也随之减小，如图3所示。统计优化前后5个月金相观测数据，对比优化前夹杂物个数明显降低，如图4所示。注能够有效控制三个偏析区域的偏析程度，为连铸高碳钢铸坯断面碳元素偏析控制提供了新的思路与方向+4-。宣钢在后续SWRH82B钢浇铸时，除了做好连铸机各项保护浇铸，防止增氮、增氧外，还采用如下措施：
(1)钢包加盖保温，减小浇铸过程大包钢液温降，保证连铸机实现低过热度拉钢，同时严格执行恒拉速浇铸。
(2)精炼出站温度由优化前的1520"下调至1515"，中包浇铸温度控制在1487~1493"，过热度下调到小于30"；浇铸速度由1.9m/min降至1.8m&min。
中包浇铸温度、拉速对比如表3所示。优化后铸坯碳偏析指数明显降低，疏松、缩孔、脱方等缺陷也随之减少，提高了铸坯质量，为后续轧制提供了有力保障。统计优化前后5个月生产铸坯偏析合格率，由92.8%提高至98.1%，对比如图5所示。
=优化前单位面积夹杂物个数多、尺寸大
表3优化前后中包9铸平均温度、拉速对比
项目
中包温度me过热度me
-温差me
拉速
/m*min_l MAX MIN MAX MIN
优化前9447944634287
优化后944292020675
s
N
抵毎
R o d
9
8
7
6
5
4
3
2
1
5
4
4
4
4
4
4
4
4
4
znnn'y
毅
纟
皋
恶
铭
黑
區
归
茫
b优化后单位面积夹杂物个数少、尺寸小
2.3连铸工序减少碳偏析的工艺优化
杜玉兰等研究表明：中间包适当降低过热度浇
图5优化后偏析合格率对比
T—优化前
-■一优化后
3实施效果
通过对炼钢各环节工艺优化，连续5个月的
SWRH82B生产技术数据显示：
(1)盘条P含量平均下降0.0032%%,N含量平
均降低10ppm,0含量平均降低8ppm。
(2)铸坯碳偏析合格率由92.8%提高至98.1%；
(下转第46页) -42-m〈钢铁冶炼
〉
图5钢种不同类型对应质量判定等级
连铸坯牌号
适用质量等级不合格铸坯轧制范围
宝马钢主机厂用钢滤清器气雾罐顶盖家电板镀锡板酸洗板大梁钢普通用途质量等级范围降级牌号等级允许匹配牌号
SPHC-S
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008、 Q195
MRT-2P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008、 Q195MRT-2. 5
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008、 Q195
MRT-3
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008、 Q195
MRT-3.5
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21Q195MRT-4P25-P28
P24-P28P22-P28P22-P28POG
P21Q195
MRT-5P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21
Q235B
MRT-1P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHD(Q/TB 203)、 SPHC 、 0195
MRT-41P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21
SPHC 、 SAE1008、 Q195
TDR-1P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHD(Q/TB 203)、 SPHC 、 0195TDR-11
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHD(Q/TB 203)、 SPHC 、 0195
TDR-2P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008、 Q195TDR-2. 5
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008、 Q195TDR-3
P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21SPHC 、 SAE1008x Q195
TDR-3.5P25-P28P24-P28P22-P28P22-P28POG P21
0195
TDR-31
P25-P28
P24-P28P22-P28P22-P28
POG
P21
SPHC 、 SAE1008、 Q195
(1 )铸坯在线判定系统实现判定结果在上下游
工序共享，在本工序接收到上工序产品时，通过系
统及时、方便地查询到上工序产品的质量信息，为
决定本工序的使用方式提供了依据。
(2) 铸坯在线判定系统判定实现由结果检验向
关注工艺过程转变；实现系统判断代替人工经验判 断，避免人为操作的主观性失误；实现了全工序质
检，减少产品质量异议产生的经济纠纷。
(3) 目前，连铸板坯生产线实现质量自动化判 定功能，系统投入使用率100%，判定等级输出准确
率97%，自动判定及时率100%，逻辑计算准确率 (按设计要求)100%。
参考文献
［从俊强，徐学华，米进周，等•智能化铸坯质量在线判定系统开发
［［•热加工工艺.
⑵ AIYooyhac,XUKe. Surface detectioo oO cootOuous castiny slabs
basee oo cervelef traasform aad kerael locality preserviny projee- -oos ［［•
oO Yoo aad Steel Research Y —rvanooa0,2213,20
(5):80-86.
⑶ 全越，李东辉•连铸小方坯内部裂纹的在线判定［•热加工工艺,
2012,41(7):73-75.
［］从俊强，仇圣桃，徐学华，等•连铸坯质量判定系统研究现状与发
展趋势［•铸造技术.
［］李中华；杨晓江；周朝刚，等•连铸板坯在线质量判定系统的开发
和应用［•炼钢.
(上接第42页)
摄c
册甘
R o c
(3) 夹杂物合格率由97.03%提高至99.61%o
(4) 下游客户使用反馈断丝率大大降低，盘条 百吨拉拔断丝由2次降至0.6次。4结语
在新工艺实施后，宣钢SWRH82B 高碳钢铸坯
质量明显提升，盘条拉拔性能和通条性能明显改
善，拉拔力学性能远高于国家标准1 860 MPa ，得到
广大客户一致认可。
(1 )通过调整装入制度控制前期吹炼温度；缩
短底吹氮气时间；同时优化出钢挡渣模式，防止高
氧化性钢渣进入钢液；结合精炼炉微正压操作可有
效降低钢液中P 及0、N 元素含量。
(2)适当延长精炼炉软吹时间，使夹杂物充分
上浮，可有效净化钢液。
(3)通过转炉进精炼窄成分控制，连铸机低过
热度、恒拉速拉钢等措施，可有效降低铸坯偏析指
数，提升铸坯偏析合格率，有利于改善盘条通条性
能和拉拔性能。
参考文献
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技,2019,No.75(03)：10-27
⑵ 孙亮，赵中秋，贾毅，赵晓东，乔伟•转炉底吹氮氩切换对氮质量
分数影响［•中国冶金,2017,3.25(05):52-65
⑶ 刘风刚，任英，段豪剑，张立峰•钢包软吹过程优化数学模拟和工
业试验研究［•炼钢,2017, ▼•35；0.202(06)：24-30.
［］杜玉兰，杜亚伟，杜海明，范志成•高碳钢小方坯宏观偏析规律研
究［•河南冶金，2020 4•23；NoW61(63)：7-16+46。
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心〈钢铁冶炼〉心
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