Q245R壓力容器用鋼板的冶煉工藝研究

范佳旭

(山東萊蕪鋼鐵集團有限公司 規劃發展部，山東 萊蕪 271104)

Q245R壓力容器用鋼板的冶煉工藝研究

范佳旭

(山東萊蕪鋼鐵集團有限公司 規劃發展部，山東 萊蕪 271104)

介紹了Q245R壓力容器用鋼板的使用特點，研究了Q245R的生產工藝流程。在轉爐冶煉過程中合理控制槍位及造渣制度，充分利用前期鐵水溫度低，利于脫P的特點，將鐵水P含量控制在<0.01%。LF精煉在調整鋼水成分和溫度的同時，選擇合理渣系，充分吸收鋼水夾雜物，以獲得更高潔凈度的鋼水。經檢驗，Q245R冶煉成分符合國家標準要求。

壓力容器；Q245R；冶煉

我國最常用的壓力容器用鋼板的材料為Q245R，占鍋爐和壓力容器總用鋼量的60%以上，主要用于制造中、低壓鍋爐汽包和一些鍋爐的大梁，以及壓力容器的缸體。由于汽包和缸體等長年在高溫、高壓下運行，工作條件苛刻，任何一支管子出現問題，輕則導致設備損壞，重則發生人身傷亡事故；因此，用戶對材料純潔度、殘余元素、氮氧含量、酸溶鋁含量以及鋼板表面質量等提出了嚴格要求。同時，鋼板應具有良好的強度、塑度、韌性以及成形和焊接工藝性能。

山東萊蕪鋼鐵集團有限公司的4 300 mm寬厚板生產線裝備配置先進、齊全，具備Q245R壓力容器用鋼板的生產能力。該產品幫助企業擴大了產品市場占有率，創造了很好的經濟效益和社會效益。本文主要研究Q245R壓力容器用鋼板的冶煉工藝[1]。

1 轉爐控制

鐵水通過預處理，將S含量嚴格控制在<0.01%，直接兌入轉爐。轉爐冶煉過程中合理控制槍位及造渣制度，充分利用前期鐵水溫度低，有利于脫P的特點，將鐵水的P含量控制在<0.01%，確保爐渣不返干，避免噴濺發生。通過底吹N2/Ar，縮短冶煉時間，同時熔池內熱力學條件更趨近于平衡條件，減少鋼水過氧化，也更有利于出鋼溫度控制在1 640～1 680 ℃的合理范圍之內，確保冶煉終點溫度及成分雙命中。出鋼過程中擋好一次渣和二次渣，確保渣層厚度≤100 mm，以減少LF精煉過程鋼水回磷。Q245R采用鋁錳鈦2.0～2.5 kg/t進行預脫氧，硅錳、中錳、鈮鐵合金化，并隨鋼流加入預熔渣及合成渣，為LF精煉創造有利條件，縮短精煉周期。轉爐控制情況見表1。

表1 轉爐控制情況

2 精煉控制

LF精煉在調整鋼水成分和溫度的同時，選擇合理渣系，充分吸收鋼水夾雜物，以獲得更高潔凈度鋼水。鋼水進站預吹Ar 1～2 min，加熱過程中渣面加鋁粒、石灰和埋弧渣，造泡沫渣和還原渣，并根據試樣成分調整鋼水成分，喂Al線調整Al含量。嚴格控制終渣成分，確保高堿度、低氧化鐵、低熔點，白渣保持時間≥10 min，以提高爐渣脫硫和吸附夾雜的能力。由于容器用鋼板對韌度和組織均勻性要求很高，因此對鋼的純凈度要求很高。S的影響是主要的，降低S含量的同時還應避免生成惡化沖擊韌度的條狀硫化物，因此在LF精煉軟吹前向鋼包喂入200～400 m Si-Ca線。通過鈣化處理，使鋼中硫化物最終以球狀夾雜的形態存在。同時也對簇狀Al2O3進行變性處理，確保高熔點Al2O3轉化成液態的鈣鋁酸鹽并上浮去除，少量的殘余Al2O3最終以球狀夾雜均勻分布于鋼中，最大程度地減輕硫化物和Al2O3夾雜對鋼板性能的影響。喂線后應保證軟吹時間≥10 min，使夾雜物充分上浮，提高鋼水潔凈度。具體精煉工藝控制情況見表2。

表2 LF精煉控制情況

3 連鑄控制

連鑄過程采用全程保護澆注。大包至中間包采用長水口并進行氬封保護澆注，大包到中間包澆注嚴禁下渣。中間包加碳化稻殼結合堿性覆蓋劑覆蓋、加蓋保溫，使鋼水與空氣隔絕，避免二次氧化，控制好中間包液面，開澆時液面高度≥300 mm，正常澆注過程液面高度為800～1 000 mm，嚴禁低液面澆注，防止卷渣。中間包至結晶器采用浸入式水口并采用氬封保護，水口嚴格對中，結晶器液面控制要平穩，液面波動應<±5 mm。選擇合適的保護渣，應做到少加、勤加、均勻加入，保證保護渣良好覆蓋液面，使鋼液面不暴露于空氣中，避免鋼中化學元素與空氣發生二次氧化而導致鋼中夾雜物增加，并吸附鋼水中上浮的夾雜。開澆緩慢、均勻地提高拉速至目標拉速，同時密切觀察結晶器液面波動情況，逐步穩定拉速，從而減少鑄坯中的夾雜，并避免卷渣和鑄坯出現裂紋，保證鑄坯質量。連鑄工藝控制情況見表3。

表3 連鑄工藝控制情況

鑄坯表面缺陷主要取決于鋼水在結晶器的凝固過程。為減少鑄坯表面裂紋、夾渣和皮下氣泡等缺陷，在澆鑄過程中，采取嚴格控制結晶器的振動，選用理化性能指標合理的保護渣和控制鋼液面穩定等措施。鑄坯內部缺陷主要取決于鑄坯在二冷區的凝固冷卻過程和鑄坯支承系統的精度。采用合理的二冷水量，支承輥嚴格對中，從而避免了鑄坯鼓肚變形的發生，減輕了內部缺陷。

4 化學成分檢驗

將冶煉的Q245R進行化驗，其化學成分見表4，各項指標均滿足國家標準。

表4 Q245R化學成分(質量分數) (%)

5 結語

本文主要論述了Q245R的冶煉生產工藝。轉爐冶煉過程合理控制槍位及規劃造渣制度，充分利用前期鐵水溫度低有利于脫磷的特點，將鐵水的P含量控制在<0.01%。LF精煉在調整鋼水成分和溫度的同時，選擇合理渣系，充分吸收鋼水夾雜物，以獲得更高潔凈度鋼水。連鑄過程采用全程保護澆注，采用合理的二冷水量，支承輥嚴格對中，從而避免了鑄坯鼓肚變形的發生，減輕了內部缺陷。

[1] 周家林.鈮微合金化Q345R鋼的組織和性能研究[J].熱加工工藝，2014(4):21-23.

責任編輯彭光宇

ResearchonSmeltingProcessofQ245RVesselSteel

FAN Jiaxu

(The Planning and Development Department of Laiwu Iron and Steel Group Corporation, Laiwu 271104, China)

Introduces the characteristics of the use of Q245R for the pressure vessel, and studies the production process of Q245R.. In the converter smelting process reasonable control guns and slagging system, make full use of the characteristics of early temperature of molten metal is low for dephosphorization, P content in molten iron control in less than 0.01%. LF refining to adjust the composition and temperature of the molten steel at the same time, choose a reasonable slag system, fully absorb inclusions, in order to obtain a high cleanliness of molten steel. After inspection, the Q245R smelting component conforms to the national standard.

pressure vessel，Q245R，smelting

TG 333

：A

范佳旭(1982-)，男，工程師，大學本科，主要從事冶金生產等方面的研究。

2014-12-15