我的硼产品,我的硼工业摘要：宽厚板厂采用BOF—LF精炼—RH真空—CCM简化流程生产低硼桥梁钢，转炉顶底复吹利用转炉吹氧强脱硼作用，脱除铁水中带入的硼；出钢过程严格控制下渣量，选择加入硼含量低的合金种类，降低合金涨硼；LF精炼采用铝粒脱氧，优化渣中铝粒加入时机控制渣中硼返入钢水中。[B]≤5ppm的低硼桥梁钢,其铸坯质量良好,钢种成分命中率达99.5%，钢板探伤合格率以及性能合格率控制在99%以上,工艺完全满足生产需要。
关键词：低硼；脱硼；桥梁钢
前言
近几年来，桥梁用钢系列钢种标准将硼元素列为有害元素，要求硼含量≤0.0005%，因此宽厚板厂对控制钢中的硼含量进行了深入系统的摸索，制定了一套可靠的生产工艺流程，成为湘钢近年来的研究方向。
1低硼桥梁钢冶炼生产工艺流程
低硼桥梁钢生产工艺流程采用“BOF—LF—RH—CC”。主要是转炉吹氧深脱硼，控制出钢硼含量≤0.0001%；LF控制好脱氧条件降低返硼量，确保硼含量达到桥梁钢的要求。整个工艺中LF炉处理是限制环节，LF处理周期为45～60min，要升温和深脱氧处理，同时要保证硼含量≤0.0005%。
图1各反应的ΔGθ随温度的变化
2硼在炼钢工艺中的过程变化
2.1硼在转炉中反应的热力学条件
4/3B+2[O]=2/3B2O3；ΔGθ=-497873+174.5T
式中ΔGθ为自由能变化，kJ/mol，T为钢水温度，K。
反应的ΔGθ随温度的变化如图1所示。从图1可以看出硼元素在转炉中的热力学性质与Si相近。因此，硼元素在转炉过程中一定会被充分氧化以氧化产物进入渣中。钢水中的残余硼含量接近0.0001%。
2.2硼在LF炉精炼过程中反应的热力学条件
硼被氧化进入转炉渣中，转炉出钢过程会有一部分转炉渣进入钢包，在钢包LF精炼过程，会有一部分硼回到钢水中，使得钢水硼含量增加。钢水返硼反应为:
（B2O3）=2[B]+3[O]；K=α2[B]•α3[O]/α（B2O3）；lnK=-89.83/T+0.031
2[Al]+3[O]=Al2O3（s）；K=α（Al2O3）/α2[Al]•α3[O]；lnK=144575.4/T-46.46式中，K为化学反应平衡常数；T为温度，K；a［i］为i元素的活度。
钢水硼含量与钢水温度、钢水铝活度及渣中氧化硼和氧化铝质量百分数的比值有关。返硼量与还原率有关。在实际生产中，还原率取决于转炉下渣量及精炼过程钢水脱氧程度。为了降低钢水返硼，需严格控制转炉出钢下渣量；LF炉则需要控制钢水脱氧程度。返硼量实际生产过程中一般控制在0.0001~0.0005%。
2.3钢水硼中的来源及控制
钢水中的硼来源：
(1)转炉出钢时残余硼；
(2)合金和原辅料涨硼；
(3)渣中的还原的硼。
因此，湘钢在控制钢水中硼含量主要通过以下三个方面：
(1)将转炉出钢的残余硼含量控制到0.0001%以下；
(2)控制入炉合金与原辅料的带入，使用低硼含量的入炉合金、渣料等，或者控制用量；为此，湘钢对入炉的各种合金、原辅料，包括与钢水接触的耐材进行了硼含量检测分析，并根据含量计算其理论涨硼量。下表为部分合金与辅料的检测指标：
钢水进RH处理的主要任务是脱气；LF炉进行深脱氧后钢水氧含量低，RH炉处理过程中钢水中的硼含量稳定。
3.4连铸
连铸过程是控制钢的成分和洁净度的最终环节。湘钢的连铸保护浇注大包至中间包采用长水口，结合处采用密封垫圈密封，并用氩气环吹氩保护。每炉次中间包硼控制在5ppm以下。
4结论
低硼桥梁钢控制关键点：
(1)通过转炉吹氧脱硼效果，使钢水中的残余硼含量控制在0.0001%以下，出钢过程控制好下渣量，避免返硼；
(2)LF炉控制好深脱氧时机，从而控制好返硼量，避免硼含量超过0.0005%。
(3)选用低硼合金进行合金化，降低合金涨硼。
采取上述措施后的生产实践表明，湘钢低硼桥梁钢成品硼含量能稳定控制在5ppm以下。
参考文献
[1]赵成林，郭晓波，廖相巍，等．炼钢过程硼元素冶金行为研究[J]．鞍钢技术，2013，4（382）：10-13.
