转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化

第36卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.36 Suppl.1 2014年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2014 转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化 邢梅峦2)，包燕平13)四，林路1》 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)辛集市澳森钢铁有限公司，辛集052360 3)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:baoyp@usth.cdu.cm 摘要高碳钢连铸坯中心偏析是影响高碳钢线材在冷加工过程中拉拔断裂的重要原因之一，连铸中间包温度稳定是改善 连铸坯中心偏析的有效措施。对668炉高碳钢温度控制数据采用工序能力调查的方法进行了分析.结果表明：转炉工序温度 控制能力较低，精炼炉工序充分发挥了其对温度控制的作用，保证中间包温度的稳定：对开浇炉钢液温度各工序控制能力不 足，需进行改进.提出了提高精炼效率的改进办法，即稳定转炉出钢温度，减少开浇炉钢液从钢包到中间包的温降，并提高开 浇炉钢液从转炉工序到精炼工序的温度. 关键词碳钢：转炉流程：温度控制：优化 分类号T℉761·.4 Process capability optimization of temperature control in high-carbon steel pro- duction by BOF process XING Mei-luan,BAO Yan-ping,LIN Lu3) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Xinji Aosen Iron and Steel Co.Ltd.Xinji 052360,China 3)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:baoyp@ustb.edu.cn ABSTRACT Central segregation in high-earbon steel billets is one of the main causes of fracture in wire rod cold-drawing.Tempera- ture stabilization in the tundish is an effective method to improve the quality of billets.Temperature control of 668 heats of high-earbon steel was analyzed by means of investigations on process capacity.Results show that the capability of temperature control in the convert- er process is low,and the ladle furnace process plays an important role in temperature control and in stabilizing the liquid steel temper- ature in the tundish.Furthermore,the capability of temperature control for the first casting furnace is not sufficient,so it should be im- proved.Some measures of improvement were proposed as the following:stabilize the tapping temperature of the converter,decrease the temperature drop of liquid steel from the ladle to tundish for the first casting furnace,and increase the liquid steel temperature before refining to meet the LF process. KEY WORDS carbon steel:BOF process;temperature control:optimization 中心偏析是连铸坯中最常见的宏观缺陷，这种 裂的重要原因之一回.因此，应尽可能减轻连铸坯 缺陷难以通过后续的轧制或退火处理来消除口.高 中心偏析. 碳钢被广泛应用于汽车、桥梁、钢丝绳等领域，但由 连铸过程恒定拉速是确保生产稳定、铸坯质量 于碳含量较高，成分偏析难以控制，元素偏析影响了 优良的关键工艺技术，而低过热度是最有效的防 产品的组织和性能回.对于含碳量较高的硬线、钢 偏析对策（轴承钢除外）因.如何保证低过热度浇 帘线等钢种，中心偏析会影响最终产品的力学性能 注情况的稳定控制，控制好给连铸机的供钢温度及 和加工性能，是高碳钢线材在冷加工过程中拉拔断 中间包温度具有重要作用.F炉精炼过程钢液温 收稿日期：2013-11-25 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.s1.012:http://jourals.ustb.edu.cn

第 36 卷 增刊 1 2014 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 Suppl． 1 Apr． 2014 转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化 邢梅峦1，2) ，包燕平1，3) ，林 路1，3) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 辛集市澳森钢铁有限公司，辛集 052360 3) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: baoyp@ ustb． edu． cn 摘 要 高碳钢连铸坯中心偏析是影响高碳钢线材在冷加工过程中拉拔断裂的重要原因之一，连铸中间包温度稳定是改善 连铸坯中心偏析的有效措施． 对 668 炉高碳钢温度控制数据采用工序能力调查的方法进行了分析． 结果表明: 转炉工序温度 控制能力较低，精炼炉工序充分发挥了其对温度控制的作用，保证中间包温度的稳定; 对开浇炉钢液温度各工序控制能力不 足，需进行改进． 提出了提高精炼效率的改进办法，即稳定转炉出钢温度，减少开浇炉钢液从钢包到中间包的温降，并提高开 浇炉钢液从转炉工序到精炼工序的温度． 关键词 碳钢; 转炉流程; 温度控制; 优化 分类号 TF761 + . 4 Process capability optimization of temperature control in high-carbon steel pro￾duction by BOF process XING Mei-luan1，2) ，BAO Yan-ping1，3)  ，LIN Lu1，3) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Xinji Aosen Iron and Steel Co． Ltd． ，Xinji 052360，China 3) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: baoyp@ ustb． edu． cn ABSTＲACT Central segregation in high-carbon steel billets is one of the main causes of fracture in wire rod cold-drawing． Tempera￾ture stabilization in the tundish is an effective method to improve the quality of billets． Temperature control of 668 heats of high-carbon steel was analyzed by means of investigations on process capacity． Ｒesults show that the capability of temperature control in the convert￾er process is low，and the ladle furnace process plays an important role in temperature control and in stabilizing the liquid steel temper￾ature in the tundish． Furthermore，the capability of temperature control for the first casting furnace is not sufficient，so it should be im￾proved． Some measures of improvement were proposed as the following: stabilize the tapping temperature of the converter，decrease the temperature drop of liquid steel from the ladle to tundish for the first casting furnace，and increase the liquid steel temperature before refining to meet the LF process． KEY WOＲDS carbon steel; BOF process; temperature control; optimization 收稿日期: 2013--11--25 DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． s1． 012; http: / /journals． ustb． edu． cn 中心偏析是连铸坯中最常见的宏观缺陷，这种 缺陷难以通过后续的轧制或退火处理来消除［1］． 高 碳钢被广泛应用于汽车、桥梁、钢丝绳等领域，但由 于碳含量较高，成分偏析难以控制，元素偏析影响了 产品的组织和性能［2］． 对于含碳量较高的硬线、钢 帘线等钢种，中心偏析会影响最终产品的力学性能 和加工性能，是高碳钢线材在冷加工过程中拉拔断 裂的重要原因之一［3］． 因此，应尽可能减轻连铸坯 中心偏析． 连铸过程恒定拉速是确保生产稳定、铸坯质量 优良的关键工艺技术［4］，而低过热度是最有效的防 偏析对策( 轴承钢除外) ［5］． 如何保证低过热度浇 注情况的稳定控制，控制好给连铸机的供钢温度及 中间包温度具有重要作用． LF 炉精炼过程钢液温

增刊1 邢梅峦等：转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化 ·61· 度控制是炼钢工艺过程优化的主要内容，它不但影 表3，开浇炉钢液到精炼炉的到站温度直方图及工 响能否为连铸提供温度合格的钢液，能否实现节奏 序能力计算表分别见图2和表4，开浇炉炉次钢液 调整及多炉连浇，而且对整个炼钢过程的节能降耗 从精炼炉出站温度直方图及工序能力计算表分别见 以及现场的操作影响很大团.通过分析转炉出钢、 图3和表5，开浇炉中间包温度直方图及工序能力 LF炉到站温度、LF精炼出站温度及中间包温度情 计算表分别见图4和表6. 况，找出不足，进一步提高控制能力 表2开浇炉钢液各工序温度情况 1生产流程 Table 2 Liquid steel temperature of the first casting furnace in each process ℃ 本文以澳森钢铁有限公司SWRH82B高碳钢的 工序 温度范围 波动值 平均值 生产流程为研究对象.该流程为：130t顶底复吹转 转炉出钢温度 1528-1603 75 1562.3 炉→130tLF精炼炉→R10m八机八流弧形连铸机 精炼炉到站温度 1463~1491 28 1473.3 (结晶器液面自动控制、结晶器电磁搅拌、铸坯断面 精炼出站温度 1534~1567 33 1551.1 150mm×150mm)→高速线材轧机. 中间包温度 1488-1514 26 1500.5 2 各工序温度控制情况分析 8 对668炉高碳钢温度控制情况的数据进行分 6 析，其中开浇炉炉次39炉，正常生产炉次629炉. 多4 因为开浇炉炉次钢液的温度受中间包等因素影响， 以 控制较高，将开浇炉炉次及其他正常炉次分别进行 「0,0 .00 了分析.分析采用工序能力调查的方法.工序能力 1510153015501570159016101630 温度T 调查，是指采用一定方法，对选定的调查对象，测 图1开浇炉出钢温度直方图 定其质量特性值，判断工序能力是否充分，并制定相 Fig.1 Histogram of tapping temperature for the first casting furnace 应的改进措施的全部活动.工序能力调查的基本方 法是直方图，根据所收集的数据画出直方图后，得到 表3开浇炉出钢温度控制能力计算表 Table 3 Capability of tapping temperature control for the first casting 平均值X和标准偏差S.根据质量分布中心X、标准 偏差S与标准中心M、标准范围T,可以计算出工序 项目 数值 能力指数C。,然后对照工序能力指数的判断标准， 数据个数 39 对工序能力进行评价.工序能力的判断标准见表1. 平均温度/℃ 1562 工序能力评价结果有三种情况：(1)工序能力过高， 最高温度/℃ 1603 可考虑收缩标准范围或放宽管理，以降低成本；(2) 最低温度/℃ 1528 工序能力充分，维持原状，可按部就班组织生产： 温度波动值/℃ 75 (3)工序能力不足，要查出原因，制定改进措施并加 s 20.3 以实施 Cp 0.62 表1工序能力判断标准 工序能力评价 严重不足 Table 1 Judgment standard of process capability 级别 工序能力指数，Cp 工序能力判断 16 15 特级 C。>1.67 工序能力过于充分 一级 1.67≥Cp>1.33 工序能力充分 10 二级 1.33≥C.>1.0 工序能力尚可 5 三级 1.0≥Cp>0.67 工序能力不足 2 0 0 L.0000 四级 C。≤0.67 工序能力严重不足 1455146514751485149515051515 温度℃ 2.1开浇炉钢液各工序温度控制情况分析 图2开浇炉钢液到精炼炉的到站温度直方图 开浇炉钢液各工序温度情况见表2.开浇炉转 Fig.2 Temperature histogram of the first casting fumace before refi- 炉出钢温度直方图及工序能力计算表分别见图1和 ning

增刊 1 邢梅峦等: 转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化 度控制是炼钢工艺过程优化的主要内容，它不但影 响能否为连铸提供温度合格的钢液，能否实现节奏 调整及多炉连浇，而且对整个炼钢过程的节能降耗 以及现场的操作影响很大［6］． 通过分析转炉出钢、 LF 炉到站温度、LF 精炼出站温度及中间包温度情 况，找出不足，进一步提高控制能力． 1 生产流程 本文以澳森钢铁有限公司 SWＲH82B 高碳钢的 生产流程为研究对象． 该流程为: 130 t 顶底复吹转 炉→130 t LF 精炼炉→Ｒ10 m 八机八流弧形连铸机 ( 结晶器液面自动控制、结晶器电磁搅拌、铸坯断面 150 mm × 150 mm) →高速线材轧机． 2 各工序温度控制情况分析 对 668 炉高碳钢温度控制情况的数据进行分 析，其中开浇炉炉次 39 炉，正常生产炉次 629 炉． 因为开浇炉炉次钢液的温度受中间包等因素影响， 控制较高，将开浇炉炉次及其他正常炉次分别进行 了分析． 分析采用工序能力调查的方法． 工序能力 调查［7］，是指采用一定方法，对选定的调查对象，测 定其质量特性值，判断工序能力是否充分，并制定相 应的改进措施的全部活动． 工序能力调查的基本方 法是直方图，根据所收集的数据画出直方图后，得到 平均值 X 和标准偏差 S． 根据质量分布中心 X、标准 偏差 S 与标准中心 M、标准范围 T，可以计算出工序 能力指数 Cp，然后对照工序能力指数的判断标准， 对工序能力进行评价． 工序能力的判断标准见表 1． 工序能力评价结果有三种情况: ( 1) 工序能力过高， 可考虑收缩标准范围或放宽管理，以降低成本; ( 2) 工序能力充分，维持原状，可按部就班组织生产; ( 3) 工序能力不足，要查出原因，制定改进措施并加 以实施． 表 1 工序能力判断标准 Table 1 Judgment standard of process capability 级别 工序能力指数，Cp 工序能力判断 特级 Cp ＞ 1. 67 工序能力过于充分 一级 1. 67≥Cp ＞ 1. 33 工序能力充分 二级 1. 33≥Cp ＞ 1. 0 工序能力尚可 三级 1. 0≥Cp ＞ 0. 67 工序能力不足 四级 Cp≤0. 67 工序能力严重不足 2. 1 开浇炉钢液各工序温度控制情况分析 开浇炉钢液各工序温度情况见表 2． 开浇炉转 炉出钢温度直方图及工序能力计算表分别见图 1 和 表 3，开浇炉钢液到精炼炉的到站温度直方图及工 序能力计算表分别见图 2 和表 4，开浇炉炉次钢液 从精炼炉出站温度直方图及工序能力计算表分别见 图 3 和表 5，开浇炉中间包温度直方图及工序能力 计算表分别见图 4 和表 6． 表 2 开浇炉钢液各工序温度情况 Table 2 Liquid steel temperature of the first casting furnace in each process ℃ 工序 温度范围 波动值 平均值 转炉出钢温度 1528 ～ 1603 75 1562. 3 精炼炉到站温度 1463 ～ 1491 28 1473. 3 精炼出站温度 1534 ～ 1567 33 1551. 1 中间包温度 1488 ～ 1514 26 1500. 5 图 1 开浇炉出钢温度直方图 Fig． 1 Histogram of tapping temperature for the first casting furnace 表 3 开浇炉出钢温度控制能力计算表 Table 3 Capability of tapping temperature control for the first casting furnace 项目 数值 数据个数 39 平均温度/℃ 1562 最高温度/℃ 1603 最低温度/℃ 1528 温度波动值/℃ 75 S 20. 3 Cp 0. 62 工序能力评价 严重不足 图 2 开浇炉钢液到精炼炉的到站温度直方图 Fig． 2 Temperature histogram of the first casting furnace before refi￾ning ·61·

·62 北京科技大学学报 第36卷 表4开浇炉钢液到精炼炉的到站温度控制能力计算表 表6开浇炉中间包温度控制能力计算表 Table 4 Capability of temperature control for the first casting fumace Table 6 Capability of temperature control in the tundish for the first before refining casting furnace 项目 数值 项目 数值 数据个数 39 数据个数 39 平均温度/℃ 1473 平均温度/℃ 1500 最高温度1℃ 1491 最高温度/℃ 1514 最低温度/℃ 1463 最低温度/℃ 1488 温度波动值/℃ 28 温度波动值/℃ 26 s 7.27 s 5.3 Cp 0.64 0.82 工序能力评价 严重不足 工序能力评价 工序能力不足 20- 不足 15 开浇炉炉次受中间包温降的影响，使精炼炉出 站温度较高，需进一步完善中间包烘烤，尽可能减少 以 开浇炉炉次钢液从钢包到中间包的温降，降低精炼 品合aa 炉出站温度.开浇炉炉次钢液从转炉到精炼炉的温 度与正常浇注炉次变化不大，在精炼工序升温幅度 温度℃ 图3开浇炉精炼出站温度直方图 进一步提高，对充分发挥精炼炉的洁净钢液的作用 Fig.3 Temperature histogram of the first casting fumace after refi- 有一定限制.开浇炉炉次治炼时应适当提高转炉出 ning 钢温度，减少精炼工序的升温，以更好地实现精炼的 表5 开浇炉精炼出站温度控制能力计算表 洁净钢液的作用. Table 5 Capability of temperature for the first casting fumace af- 2.2正常生产炉次各工序温度控制情况分析 ter refining 正常生产炉次各工序钢液温度情况见表7.转 项目 数值 炉出钢温度直方图及工序能力指数表分别见图5和 数据个数 39 表8，精炼炉到站温度直方图及工序能力指数表分 平均温度/℃ 1551 别见图6和表9，精炼出站温度直方图及工序能力 最高温度/℃ 1567 最低温度/℃ 1534 指数表分别见图7和表10，连铸中间包温度直方图 温度波动值/℃ 33 及工序能力指数表分别见图8和表11. 5.6 表7正常生产炉次各工序钢液温度情况 Cp 0.98 Table 7 Liquid steel temperature of normal furnaces in each process 工序能力评价 工序能力不足 工序 温度范围 波动值 平均值 20 转炉出钢温度 1506~1627 121 1562.1 15 精炼炉到站温度 1454~1515 1473.3 精炼出站温度 1505-1546 41 1525.1 00+ 中间包温度 1476~1513 37 1488.2 0 14801485149014951500150515101515 温度/℃ 160 140 140 图4开浇炉中间包温度直方图 120 Fig.4 Temperature histogram in the tundish for the first casting fur- ,100 80 70 nace 9 12 13 通过对开浇炉钢液的转炉出钢温度、精炼炉到 202&N ®,33 I510 1530 1550 1570159016101630 站温度、精炼炉出站温度及中间包温度的分析可以 温度℃ 看出，转炉出钢温度和精炼炉到站温度的工序能力 图5正常炉次转炉出钢温度直方图 严重不足，精炼炉出站温度及中间包温度工序能力 Fig.5 Histogram of tapping temperature for normal fumaces

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 表 4 开浇炉钢液到精炼炉的到站温度控制能力计算表 Table 4 Capability of temperature control for the first casting furnace before refining 项目 数值 数据个数 39 平均温度/℃ 1473 最高温度/℃ 1491 最低温度/℃ 1463 温度波动值/℃ 28 S 7. 27 Cp 0. 64 工序能力评价 严重不足 图 3 开浇炉精炼出站温度直方图 Fig． 3 Temperature histogram of the first casting furnace after refi￾ning 表 5 开浇炉精炼出站温度控制能力计算表 Table 5 Capability of temperature control for the first casting furnace af￾ter refining 项目 数值 数据个数 39 平均温度/℃ 1551 最高温度/℃ 1567 最低温度/℃ 1534 温度波动值/℃ 33 S 5. 6 Cp 0. 98 工序能力评价 工序能力不足 图 4 开浇炉中间包温度直方图 Fig． 4 Temperature histogram in the tundish for the first casting fur￾nace 通过对开浇炉钢液的转炉出钢温度、精炼炉到 站温度、精炼炉出站温度及中间包温度的分析可以 看出，转炉出钢温度和精炼炉到站温度的工序能力 严重不足，精炼炉出站温度及中间包温度工序能力 表 6 开浇炉中间包温度控制能力计算表 Table 6 Capability of temperature control in the tundish for the first casting furnace 项目 数值 数据个数 39 平均温度/℃ 1500 最高温度/℃ 1514 最低温度/℃ 1488 温度波动值/℃ 26 S 5. 3 Cp 0. 82 工序能力评价 工序能力不足 不足． 开浇炉炉次受中间包温降的影响，使精炼炉出 站温度较高，需进一步完善中间包烘烤，尽可能减少 开浇炉炉次钢液从钢包到中间包的温降，降低精炼 炉出站温度． 开浇炉炉次钢液从转炉到精炼炉的温 度与正常浇注炉次变化不大，在精炼工序升温幅度 进一步提高，对充分发挥精炼炉的洁净钢液的作用 有一定限制． 开浇炉炉次冶炼时应适当提高转炉出 钢温度，减少精炼工序的升温，以更好地实现精炼的 洁净钢液的作用． 2. 2 正常生产炉次各工序温度控制情况分析 正常生产炉次各工序钢液温度情况见表 7． 转 炉出钢温度直方图及工序能力指数表分别见图 5 和 表 8，精炼炉到站温度直方图及工序能力指数表分 别见图 6 和表 9，精炼出站温度直方图及工序能力 指数表分别见图 7 和表 10，连铸中间包温度直方图 及工序能力指数表分别见图 8 和表 11． 表 7 正常生产炉次各工序钢液温度情况 Table 7 Liquid steel temperature of normal furnaces in each process ℃ 工序 温度范围 波动值 平均值 转炉出钢温度 1506 ～ 1627 121 1562. 1 精炼炉到站温度 1454 ～ 1515 61 1473. 3 精炼出站温度 1505 ～ 1546 41 1525. 1 中间包温度 1476 ～ 1513 37 1488. 2 图 5 正常炉次转炉出钢温度直方图 Fig． 5 Histogram of tapping temperature for normal furnaces ·62·

增刊1 邢梅峦等：转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化 ·63· 表8正常炉次转炉出钢温度控制能力计算表 表10精炼出站温度控制能力计算表 Table8 Capability of tapping temperature control for normal fumnaces Table 10 Capability of temperature control for normal fumaces after re- 项目 数值 fining 数据个数 629 项目 数值 平均温度/℃ 1562 数据个数 629 最高温度/℃ 1627 平均温度/℃ 1525 最高温度/℃ 1546 最低温度/℃ 1506 最低温度/℃ 1505 温度波动值/℃ 121 温度波动值/℃ 41 19.8 s 5.24 Cp 1.02 Cp 1.30 工序能力评价 工序能力尚可 工序能力评价 工序能力尚可 250 400 344 204 200 300 150 145 200 92 121 133 68 50 83 100 27 86监333 17 0 211 1455 1465 1475 1485149515051515 14801485149014951500150515101515 温度℃ 温度/℃ 图6正常炉次精炼炉到站温度直方图 图8中间包温度直方图 Fig.6 Temperature histogram of normal furnaces before refining Fig.8 Temperature histogram in the tundish for normal furnaces 表9正常炉次精炼到站温度控制能力计算表 表11 中间包温度工序能力计算表 Table 9 Capability of temperature control for normal furnaces before re- Table 11 Capability of temperature control in the tundish for normal fining 项目 数值 项目 数值 数据个数 629 数据个数 629 平均温度/℃ 1473 平均温度/℃ 1488 最高温度/℃ 1515 最高温度/℃ 1513 最低温度/℃ 1454 最低温度/℃ 1476 温度波动值/℃ 37 温度波动值/℃ 61 s 3.8 9.4 Cp 1.62 Cy 1.08 工序能力评价 工序能力充分 工序能力评价 工序能力尚可 2.3分析与讨论 350r 300 287 转炉出钢温度波动范围较大，最高出钢温度与 250 最低出钢温度的差值达到了121℃，说明转炉工序 200 149 3150 温度控制能力较低，这给精炼工序的操作带来了较 103 100 50 55 大压力.为保证连铸生产的平稳、连续，需精炼工序 10.1 2日310000 1505151515251535154515551565 在有限的时间里完成成分和温度的控制. 温度/℃ 开浇炉炉次的转炉出钢温度到精炼炉到站温度 图7精炼出站温度直方图 差值为89℃，正常生产炉次的差值为88.8℃，基本 Fig.7 Temperature histogram of normal fumaces after refining 一致：开浇炉精炼炉出站温度与精炼炉到站温度差 正常生产炉次转炉出钢温度、精炼炉到站温度 值是77.8℃，正常炉次是51.8℃；开浇炉从精炼炉 及精炼出站温度工序能力尚可，中间包温度工序能 出站到中间包的温度差值是50.6℃，正常炉次为 力充分，通过对钢包使用次数、钢包状况及连铸机 36.9℃，这主要是刚开机时中间包蓄热的影响. 浇注情况的综合控制，调整精炼炉给连铸的供钢温 因此，开浇炉炉次的工序控制能力总体偏低，应 度，实现了中间包温度的较好控制 改进.正常生产炉次工序控制能力尚可，连铸中间

增刊 1 邢梅峦等: 转炉流程生产高碳钢各工序温度控制能力的优化 表 8 正常炉次转炉出钢温度控制能力计算表 Table 8 Capability of tapping temperature control for normal furnaces 项目 数值 数据个数 629 平均温度/℃ 1562 最高温度/℃ 1627 最低温度/℃ 1506 温度波动值/℃ 121 S 19. 8 Cp 1. 02 工序能力评价 工序能力尚可 图 6 正常炉次精炼炉到站温度直方图 Fig． 6 Temperature histogram of normal furnaces before refining 表 9 正常炉次精炼到站温度控制能力计算表 Table 9 Capability of temperature control for normal furnaces before re￾fining 项目 数值 数据个数 629 平均温度/℃ 1473 最高温度/℃ 1515 最低温度/℃ 1454 温度波动值/℃ 61 S 9. 4 Cp 1. 08 工序能力评价 工序能力尚可 图 7 精炼出站温度直方图 Fig． 7 Temperature histogram of normal furnaces after refining 正常生产炉次转炉出钢温度、精炼炉到站温度 及精炼出站温度工序能力尚可，中间包温度工序能 力充分． 通过对钢包使用次数、钢包状况及连铸机 浇注情况的综合控制，调整精炼炉给连铸的供钢温 度，实现了中间包温度的较好控制． 表 10 精炼出站温度控制能力计算表 Table 10 Capability of temperature control for normal furnaces after re￾fining 项目 数值 数据个数 629 平均温度/℃ 1525 最高温度/℃ 1546 最低温度/℃ 1505 温度波动值/℃ 41 S 5. 24 Cp 1. 30 工序能力评价 工序能力尚可 图 8 中间包温度直方图 Fig． 8 Temperature histogram in the tundish for normal furnaces 表 11 中间包温度工序能力计算表 Table 11 Capability of temperature control in the tundish for normal furnaces 项目 数值 数据个数 629 平均温度/℃ 1488 最高温度/℃ 1513 最低温度/℃ 1476 温度波动值/℃ 37 S 3. 8 Cp 1. 62 工序能力评价 工序能力充分 2. 3 分析与讨论 转炉出钢温度波动范围较大，最高出钢温度与 最低出钢温度的差值达到了 121 ℃，说明转炉工序 温度控制能力较低，这给精炼工序的操作带来了较 大压力． 为保证连铸生产的平稳、连续，需精炼工序 在有限的时间里完成成分和温度的控制． 开浇炉炉次的转炉出钢温度到精炼炉到站温度 差值为 89 ℃，正常生产炉次的差值为 88. 8 ℃，基本 一致; 开浇炉精炼炉出站温度与精炼炉到站温度差 值是 77. 8 ℃，正常炉次是 51. 8 ℃ ; 开浇炉从精炼炉 出站到中间包的温度差值是 50. 6 ℃，正常炉次为 36. 9 ℃，这主要是刚开机时中间包蓄热的影响． 因此，开浇炉炉次的工序控制能力总体偏低，应 改进． 正常生产炉次工序控制能力尚可，连铸中间 ·63·

·64· 北京科技大学学报 第36卷 包温度控制能力充分 参考文献 2.4影响因素分析及改进措施 [1]Yao Z,Liang Z H,Li Q Z,et al.Control and improvement of 由于转炉出钢温度波动大，给精炼工序的温度 central segregation in high-carbon steel continuous cast billets. 控制造成较大压力.有时出现因温度不合格不能及 Jiangxi Metall,2011,31(1)1 时给连铸供钢，导致连铸机等待钢水，造成连铸机被 (姚桢，梁兆华，李全智，等.高碳钢连铸坯中心偏析的控制与 改善.江西治金，2011,31(1)：1) 迫降低拉钢速度，影响连铸机的平稳控制.转炉工 [2]Xia N P,Yu W H,Zhang HZ,et al.Study on central segregation 序的控制能力需进一步提升 in continuous casting slab of high carbon steel by original position 钢包状况对整个温度控制过程也造成了较大影 statistic distribution analysis technique.Metall Anal,2011,31 响.因使用非连续周转钢包时钢水温降较大，需提 (10):1 (夏念平，余卫华，张穗忠，等.高碳钢连铸方坯中心偏析的原 高精炼炉给连铸机的供钢温度来保证中间包温度. 位统计分布分析研究.治金分析，2011,31(10)：1) 转炉工序应进一步优化炉料结构，做好物料的 He J P,Wu J P,Wang G P.Improvement of central segregation in 热平衡，尽可能稳定转炉的出钢温度.整个温度控 SW RH82B continuous casting bloom.Steelmaking,2005,21 制系统有待于进一步控制，减轻精炼炉的升温压力， (3):5 充分发挥精炼炉的精炼效果，进一步提高钢的洁净 (何金平，吴健鹏，王国平.SWRH82B连铸坯中心偏析的改 度和成分控制精度. 善.炼钢，2005,21(3)：5) [4] 随着工序温度控制能力的提高，逐步降低中间 Yin R Y.Review of progress of steelmaking technology in the first decade of the new century and outlook in the"12th five-year de- 包钢水过热度，可以有效降低高碳钢铸坯中心偏 velopment"period.Steelmaking,2012,28(5):1 析网，高碳钢线材的拉拔性能得到明显改善. (殷瑞钰.新世纪炼钢科技进步回顾与“十二五展望”.炼钢， 2012,28(5):1) 3结论 [5]Ludlow V,Normanton A,Anderson A,et al.Strategy to minimise 通过对高碳钢开浇炉炉次及正常生产炉次的各 central segregation in high carbon steel grades during billet cast- ing.Ironmaking Steelmaking,2005,32(1):68 工序温度控制情况的系统分析，研究了高碳钢各工 6 Yan L Y,Zhan D P,Cao H T.Prediction and control of molten 序温度控制的关键因素及控制规律，得出以下结论： steel temperature in LF refining.Ind Heat,2010,39(2):16 (1)开浇炉炉次的工序温度总体控制能力不 (阀立懿，战东平，曹鸿涛.F炉精炼过程钢液温度预报及控 足，应加强对转炉出钢温度的控制，并加强对连铸中 制.工业加热，2010,39(2)：16) ] 间包烘烤，减少开浇炉钢包到中间包的钢液温降 Chen S Q,Xu B D,Zhou T X.Application of investigation of process capability in the steelmaking process.I Wuhan Eng Inst (2)正常生产炉次由于精炼过程控制较好，使 2002,14(1):23 中间包温度控制能力充分 (陈胜清，徐宝东，周天兴.工序能力调查在炼钢生产中的应 (3)正常生产炉次精炼工序有较大升温压力. 用.武汉工程职业技术学院学报，2002,14(1)：23) 需从转炉工序的热量平衡做起，稳定转炉的出钢 [8] Gui M W,Qin Z G.Improvement in central segregation of 82 B 温度，保证到精炼炉的温度稳定，减少精炼炉的升 high carbon steel bloom and quality of wire rod.Steelmaking, 2005,21(3):1 温时间，使精炼炉更好地发挥提高钢的洁净度的 (桂美文，覃之光.82B高碳钢连铸坯中心偏析及线材质量的 作用. 改善.炼钢，2005,21(3)：1)

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 包温度控制能力充分． 2. 4 影响因素分析及改进措施 由于转炉出钢温度波动大，给精炼工序的温度 控制造成较大压力． 有时出现因温度不合格不能及 时给连铸供钢，导致连铸机等待钢水，造成连铸机被 迫降低拉钢速度，影响连铸机的平稳控制． 转炉工 序的控制能力需进一步提升． 钢包状况对整个温度控制过程也造成了较大影 响． 因使用非连续周转钢包时钢水温降较大，需提 高精炼炉给连铸机的供钢温度来保证中间包温度． 转炉工序应进一步优化炉料结构，做好物料的 热平衡，尽可能稳定转炉的出钢温度． 整个温度控 制系统有待于进一步控制，减轻精炼炉的升温压力， 充分发挥精炼炉的精炼效果，进一步提高钢的洁净 度和成分控制精度． 随着工序温度控制能力的提高，逐步降低中间 包钢水过热度，可以有效降低高碳钢铸坯中心偏 析［8］，高碳钢线材的拉拔性能得到明显改善． 3 结论 通过对高碳钢开浇炉炉次及正常生产炉次的各 工序温度控制情况的系统分析，研究了高碳钢各工 序温度控制的关键因素及控制规律，得出以下结论: ( 1) 开浇炉炉次的工序温度总体控制能力不 足，应加强对转炉出钢温度的控制，并加强对连铸中 间包烘烤，减少开浇炉钢包到中间包的钢液温降． ( 2) 正常生产炉次由于精炼过程控制较好，使 中间包温度控制能力充分． ( 3) 正常生产炉次精炼工序有较大升温压力． 需从转炉工序的热量平衡做起，稳定转炉的出钢 温度，保证到精炼炉的温度稳定，减少精炼炉的升 温时间，使精炼炉更好地发挥提高钢的洁净度的 作用． 参 考 文 献 ［1］ Yao Z，Liang Z H，Li Q Z，et al． Control and improvement of central segregation in high-carbon steel continuous cast billets． Jiangxi Metall，2011，31( 1) : 1 ( 姚桢，梁兆华，李全智，等． 高碳钢连铸坯中心偏析的控制与 改善． 江西冶金，2011，31( 1) : 1) ［2］ Xia N P，Yu W H，Zhang H Z，et al． Study on central segregation in continuous casting slab of high carbon steel by original position statistic distribution analysis technique． Metall Anal，2011，31 ( 10) : 1 ( 夏念平，余卫华，张穗忠，等． 高碳钢连铸方坯中心偏析的原 位统计分布分析研究． 冶金分析，2011，31( 10) : 1) ［3］ He J P，Wu J P，Wang G P． Improvement of central segregation in SW ＲH82B continuous casting bloom． Steelmaking，2005，21 ( 3) : 5 ( 何金平，吴健鹏，王国平． SWＲH82B 连铸坯中心偏析的改 善． 炼钢，2005，21( 3) : 5) ［4］ Yin Ｒ Y． Ｒeview of progress of steelmaking technology in the first decade of the new century and outlook in the“12th five-year de￾velopment”period． Steelmaking，2012，28( 5) : 1 ( 殷瑞钰． 新世纪炼钢科技进步回顾与“十二五展望”． 炼钢， 2012，28( 5) : 1) ［5］ Ludlow V，Normanton A，Anderson A，et al． Strategy to minimise central segregation in high carbon steel grades during billet cast￾ing． Ironmaking Steelmaking，2005，32( 1) : 68 ［6］ Yan L Y，Zhan D P，Cao H T． Prediction and control of molten steel temperature in LF refining． Ind Heat，2010，39( 2) : 16 ( 阎立懿，战东平，曹鸿涛． LF 炉精炼过程钢液温度预报及控 制． 工业加热，2010，39( 2) : 16) ［7］ Chen S Q，Xu B D，Zhou T X． Application of investigation of process capability in the steelmaking process． J Wuhan Eng Inst， 2002，14( 1) : 23 ( 陈胜清，徐宝东，周天兴． 工序能力调查在炼钢生产中的应 用． 武汉工程职业技术学院学报，2002，14( 1) : 23) ［8］ Gui M W，Qin Z G． Improvement in central segregation of 82 B high carbon steel bloom and quality of wire rod． Steelmaking， 2005，21( 3) : 1 ( 桂美文，覃之光． 82B 高碳钢连铸坯中心偏析及线材质量的 改善． 炼钢，2005，21( 3) : 1) ·64·