炼钢精炼连铸工艺生产高碳钢的质量控制

李涛 邯钢一炼钢

转炉炼钢生产实际时常会产生一些氧气，这些氧气的存在会对钢产品质量造成一定影响，更会影响钢厂生产效益，阻碍钢厂持续健康发展。为此，了解和掌握转炉冶炼以及炼钢生产实际，氧气产生的危害，并采用科学合理的脱氧工艺，对提高钢产品质量，提高钢厂生产产能，从推动钢厂持续健康发展有着非常重要的现实意义。

一、炼钢过程中质量影响因素分析

从现阶段的炼钢实践分析来看，对炼钢产生影响的因素是多样的，所以在实践中需要做好各方面的控制。研究表明，在炼钢的各个环节，无论是原料的供给还是设备的操作，亦或者是工艺利用与组织控制等，都会对炼钢产生显著的影响，因此需要对各环节进行控制，从而使其达到基本的要求。就目前的分析来看，在炼钢的过程中，氧含量是影响炼钢质量的一个重要因素，尤其是在氧气转炉冶炼中，钢水氧含量的控制情况会对钢水的质量造成影响，文章主要研究转炉炼钢实践中脱氧工艺的实施。

二、质量控制措施

（一）断面控制措施

针对薄规格中高碳钢，主要手段是要降低工作辊温度，增加冷却水的冷却效果。因此需采取以下手段：适当降低中间坯的粗轧出口温度；增加工作辊冷却水流量及压力；必要时放慢轧制节奏，确保工作辊有足够的冷却时间；生产前尽量采用一类辊，确保辊型较好，通过窜辊来发挥CVC的作用；在生产中将薄规格带钢放在计划中靠前位置轧制完毕。

（二）人工操作

当高碳钢对接焊的电阻值高时，整个铆接温度过高而不能形成原始奥氏体主导组织的粗略回归。在转变过程中，残余奥氏体倾向于在晶界聚集并生长，晶粒粗大而长，氩弧焊接头的强度增加，局部塑性差。另外，当拉丝变形较大时，会继续拉丝，铆接温度降得太高，焊缝处的各种金属不会相互融化，金属材料的塑性形状差，焊接时在电阻对焊过程中，花会开裂，理想的粘接效果会很差，总的回火温度和时间不合适，粗晶粒（例如不均匀的晶粒）不会被细化，从而完全消除了残留的脆性相关结构和残留物在氩弧焊过程中，由于压缩应力，焊头的局部可塑性差，易断裂。

（三）多工序协同

炼钢-连铸生产过程存在诸多不确定性和随机性的扰动因素，如任务扰动、设备扰动、生产工艺扰动、工序扰动等.然而，当前炼钢-连铸过程的调控主要侧重于对单体工序或操作过程的控制，对流程运行的综合管控不足.当某一工序出现生产扰动时，其他工序难以及时有效地做出调整来改变生产节奏以消除或减弱扰动对于生产的影响。工序工艺控制和生产调度相互脱节，无法解决炼钢-连铸过程复杂的动态调度问题，因此，开展多工序协同控制与优化的研究是解决炼钢-连铸过程动态调度问题的趋势.多工序协同即综合考虑多工序工艺与产品质量的协同控制，具有自优化、自决策功能的动态调度是实现炼钢-连铸过程多工序协同运行的手段.基于炼钢-连铸过程物质流运行特点，结合大数据和人工智能技术，形成炼钢-连铸全流程协同控制与优化的建模理论、方法，构建各关键工序工艺控制、质量管控与生产调度的协同机制。本文采用分布式多智能体技术，建立工艺模型智能体（炼钢、精炼、连铸）、动态调度智能体、产品质量管控智能体，根据动态调度智能体和工艺控制智能体执行结果，对产品质量管控智能体进行反馈和质量预测，对出现的实时扰动，适时调整工艺参数和调度策略，实现炼钢-连铸过程多工序工艺控制、质量管控与调度之间的协同控制。

（四）真空脱氧法

这种脱氧方式是利用抽真空的手段，创造一种真空环境，使钢包内的钢液位于真空条件下，将钢液中碳氧平衡有效打破，增加氧和碳的反应，并形成CO气体，像钢液之外溢出，提高其脱氧作用，通过真空脱氧方法进行钢液脱氧，实际操作时，可将一些惰性的氩气吹入其中，并和钢液充分搅拌，提升钢液内碳氧反应水平，并生成一氧化碳。钢液利用真空脱氧法脱氧时，会产生CO，钢液不会受其污染，逸出的CO气泡对增强钢液搅拌具有重要的作用，提升反应效果，增强脱氧作用，还能控制石灰和脱氧剂的消耗减少成本投入。如钢液脱氧过程当中，非过氧化炉每次可以减少2229元的成本，而过氧化炉可以减少3000元的成本，这种脱氧手段具有较好的效果，而且还能有效减少成本投入，因此，转炉炼钢过程当中这种方法应用比较普遍。

三、结语

钢铁制造流程是一个多组元、多相态、多层次、多尺度、开放性的、动态有序的复杂过程。是实现企业节能降耗、降本增效的重要手段。随着机械化、自动化、信息化技术的发展，炼钢厂单体工序工艺的控制水平和产品质量有了很大的提高，近年来先后出现了一系列新工艺、新技术，如转炉智能炼钢技术、连铸机自动加渣技术等，而要提高钢铁企业自身的竞争力，除了不断优化工序工艺与产品质量的控制，还要优化流程的多工序协同运行控制。