美国纽柯钢公司生产优质棒材的短流程钢厂纵览（一）

自2008年美国纽柯钢公司孟菲斯厂对炼钢和轧制设备进行技术改造后，2009年其用于生产优质长材产品的最新、最先进的短流程钢厂也随后投产。该厂新生产工艺包括了从炼钢到二次精炼、圆坯连铸、热轧、在线检测和优质棒材的精整工艺。本文着重介绍短流程钢厂的最新生产工艺。

　　1 钢厂概况

　　纽柯钢公司以前在优质棒材市场的业务仅限于3英寸（76.2mm）小直径棒材和直径更小的棒材，这些产品由诺福克厂、达林顿厂和Auburn厂生产。

　　纽柯钢公司新建的短流程钢厂——孟菲斯钢厂生产的全部是优质棒材，其棒材直径和质量都比纽柯钢公司原有的更大、更高。

　　2006年11月纽柯钢公司选择了达涅利作为其在孟菲斯市的诺福克厂新的优质棒材短流程钢厂成套设备的唯一供货商，新设备包括：

　　◆  新的电弧炉

　　◆  新的炼钢车间布袋除尘室

　　◆  先进的钢包冶金设备

　　◆  新的连铸机

　　◆  新的钢坯处理设备

　　◆  新的二次加热炉

　　◆  新的开坯轧机

　　◆  先进的精轧机

　　◆  新的备用精轧机座

　　◆  新的成套顺向位移精轧机

　　◆  在线喷丸清理、倒角、矫直、超声波探伤、涡流检测

　　◆  电气设备包括了整个设备的一级控制系统和二级控制系统

　　孟菲斯钢厂年生产能力为90万短t，但该厂轧制75万短t，其中25万短t是用于二次轧制的钢坯。新短流程钢厂汇集了用于生产优质长材产品的所有最新技术。

　　2 产品概况

　　生产的品种主要包括：工程用钢、汽车行业及机械、建筑行业用特殊钢。

　　最终产品是使用新的3流圆坯连铸机浇铸直径为267mm、311mm、343mm和511mm的圆坯作坯料。新的二次加热炉还能够装入203mm和305mm的方坯。

　　3 炼钢工艺

　　直径6.8m的AC电弧炉包括上部炉壳和炉身的喷雾冷却设计。炉子装有侧壁氧喷嘴/烧嘴、侧壁碳喷嘴/烧嘴、遥控温度测定装置和遥控渣门清理杆。

　　该炉具有132短t精炼能力，出钢110短t，留下22短t浇余金属用于下炉冶炼。装料是通过一个135m3废钢抓斗进行。

　　由于添加到钢包冶金设备或脱气装置所需的合金都具有所希望的化学组成和化学性质，因此炼钢车间的作业就是炼出低碳钢水和排渣。一炉钢的冶炼时间大约36min。重复利用120MVA变压器在功率分布方面存在着一些问题，因为对于132短t钢水冶炼来说，该变压器相对大了一点。

　　目前，功率的利用率是根据345kWh/短t的指令进行控制。纽柯钢公司孟菲斯厂统一了其同型设备的标准。

　　4 钢包冶金

　　纽柯钢公司对钢包冶金设备（LMF）进行了改进，增加了氩气搅拌系统，改进了功率调节系统、应急喷枪系统和合金系统。钢包冶金设备的热保压时间在25-50min，热保压时间的长短取决于冶炼的钢种。  

　　5 真空脱气

　　两个脱气罐可以用于真空脱气。一个脱气罐是利用伯明翰公司废弃的脱气罐，另一个脱气罐是纽柯公司新增加的，并增加了一个新的真空压降系统。两个脱气罐共用一个能够在轨道上来回移动的脱气罐盖。一套蒸汽锅炉真空系统可以产生小于1mmHg的真空。钢包装有用于搅拌的多孔塞，氩搅拌气体通过多孔塞进入钢包。当钢包进入脱气装置时，氩气的喷吹流速一般为12.5SCFM，当钢包处于钢包冶金设备中时，氩气的喷吹流速一般为25SCFM。

　　脱气站的目的是降低钢水的氮和氢，冶炼出质量、化学成分和洁净度最好的钢水。例如，进入脱气罐的钢水一般能将氢脱至2ppm或更低。关于脱氮，脱氮后的剩余氮能控制在40-70ppm，主要取决于冶炼的钢种。脱气处理时间在35-50min。由于脱气罐循环时间为15-20min，因此脱气罐的气压在1mmHg或更低。

　　在真空释放后，罐盖能移到另一个罐上用于处理另一个钢包的钢水。脱气后的钢水要进行钢水温度和化学成分的检测，在必要的时候要用钙、硫、铝或碳进行处理，为钢水进入连铸机做好准备。

　　在满负荷生产时，两个脱气罐将交替使用，当一炉钢水进行脱气时，另一炉钢水则为脱气或处理做好准备。

　　6 连铸工艺

　　连铸机为3流14m标准弧形连铸机，具有扩至4流的能力，是北美最新的圆坯连铸机。它可连铸5种直径尺寸的圆坯，分别为20.125英寸、16.25英寸、13.5英寸、12.25英寸和10.5英寸圆坯。

　　结晶器有放射型液面控制结晶器、液压型振动结晶器和电磁搅拌（EMS）型结晶器。EMS型结晶器在每流的两个点进行电磁搅拌，结晶器的一面和另一面正好在气体喷雾室的下面。双面电磁搅拌可以确保连铸坯均质的化学成分，使连铸坯中心偏析最小化。

　　连铸速度和同时连铸的流数取决于连铸坯的浇铸尺寸。