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鞍鋼FH690超高強船板鋼煉鋼連鑄控制技術
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-08-13
FH690級超高強船板是九國船級社中僅有的DNV和GL有明確牌號和性能要求的最高級別船板鋼，也是現今船體和海洋平臺用鋼中強度級別和質量級別最高的牌號。
鞍鋼有著多年生產船板鋼的歷史，從普通級別的A-E到高強度級別的FH32-FH40，如今鞍鋼已成功開發出超高強船板鋼FH420-FH500，并且于2006年成功通過九國船級社的認證。現在正在研制FH620-FH690，且已完成船級社認證的實質性工作。而國內其他鋼廠或研究院所還處于試驗室研究階段，或只研究到E級別和更低的級別，遠慢于鞍鋼的研制速度。鞍鋼的船板鋼在強度級別和質量級別上能如此穩定迅速的發展，優良的鑄坯質量和潔凈度是不可忽視的重要前提和保證。
?FH690級超高強船板是九國船級社中僅有的DNV和GL有明確牌號和性能要求的最高級別船板鋼，也是現今船體和海洋平臺用鋼中強度級別和質量級別最高的牌號。不僅強度高，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潔凈度和均勻性。?鞍鋼在多年生產高潔凈度、高均質鋼的基礎上，總結出可批量生產FH690的煉鋼連鑄生產工藝。
P、S等有害元素的控制
對于需要保證-60℃縱、橫向低溫沖擊的鋼板，P、S含量應盡可能低。在無鐵水脫磷預處理的情況下，綜合考慮脫磷的熱力學條件（低溫、高氧化性、高堿度）和煉鋼各工序的實際熱力學情況，有害元素P只能在爐冶煉工序去除，而從轉爐停吹之后即存在著回P的危險。所以，轉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最重要的環節。?轉爐生產低磷鋼水的方法有雙聯法和雙渣法，但如果鐵水磷含量較低，一樣可以得到與雙聯法和雙渣法同樣的低磷效果。?為同時實現低磷低硫，首先要選用低磷鐵水進行深脫硫預處理。轉爐冶煉選用低硫的優質白灰，一次拉碳后擋渣出鋼，而且出鋼過程中加入白灰，出鋼后加小粒白灰蓋罐稠渣，然后進行徹底的鋼水扒渣并用白灰或預熔渣蓋罐。鋼水經過LF精煉處理后，可得到P≤0.008%，S＜0.0020%的優質鋼水。
非金屬夾雜物的控制
非金屬夾雜物的控制是一個系統控制問題，其貫穿于冶煉-連鑄整個生產過程。生產用料如冶金石灰等輔助材料本身的質量和澆注系統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FH690時，要求使用低硫優質白灰，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的帶入。鋼水罐采用高級周轉罐，保證無渣底、鋼底。中間包整備時要進行清掃，并將包蓋上的殘渣等清理干凈。在澆注前做好鋼水罐的燒烤工作。?澆注過程全程保護澆注對防止鋼水二次氧化非常重要。不僅要有長水口和浸入式水口，而且還要調整好氬封流量和壓力。中間包吹氬對去除中包鋼液中的大顆粒非金屬夾雜物效果顯著。?鋼水連澆時換罐和拉尾坯停澆都是鋼水澆注的一個非穩態過程，為防止液位波動較大引起卷渣，要求轉罐時中包內要有足夠的鋼水量，中間包停澆液位也要足夠高。?對鋼水內生非金屬夾雜物的去除作用最大的是LF精煉，FH690在LF精煉工序的時間要足夠長，期間要造低熔點白渣。VD處理會進一步降低鋼水中的S和[O]和T.O。
鑄坯內部質量控制
?鑄坯內部質量的好壞直接影響鋼板的內部質量，并且會對鋼板1/4和1/2處的性能產生影響。通過合理調整二冷電磁攪拌的模式和參數，并結合二冷水制度和拉速的優化調整可得到良好的鑄坯質量。鑄坯除了有B0.5級的中心偏析外無其他缺陷，而且可得到18%～21%的等軸晶率。
生產工藝確定
?FH690是厚板產品中的高級別品種，根據其性能要求，初步確定生產工藝為鐵水脫硫預處理-轉爐冶煉-LF精煉（鈣處理）-真空處理-連鑄。最終生產工藝的確定焦點在于是否要進行鈣處理。從其他超高強船板鋼的生產經驗看，鋼水喂鈣線處理后會產生大量的球形非金屬夾雜物。雖然鈣處理會對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看，并無益處。
根據生產實踐確定FH690的最終生產工藝路線為：鐵水脫硫預處理-轉爐冶煉-LF精煉-真空處理-連鑄。此種生產工藝，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，同時又可以減少工序降低成本。
結論
通過系統控制有害元素硫、磷，非金屬夾雜物和鑄坯內部質量，可生產出高潔凈度、高均質的FH690級超高強船板鑄坯：
（1）鋼水磷含量可穩定控制在0.010%以下，硫含量可穩定控制在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100～200J；Z向斷面收縮率在55%～76%之間。