CN108774663B - 超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,包括如下步骤:S1 RH进站钢水温度为1605‑1625℃,钢水中含有如下质量百分比化学成分:Si 0.05%‑0.5%、Mn 0.5%‑2.0%、Cr 5%‑%15%、C 0.1%‑0.35%,钢包到位后抽真空吹氧脱碳等操作。本发明的优点在于RH吹氧脱碳结束C含量达到目标成分,与RH进站相比钢水中Si、Mn氧化损耗量低于15%,Cr元素含量降低小于0.5%。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域,特别涉及一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法。
背景技术
钢铁企业在组织生产高铬合金钢时,一般选择采用不锈钢冶炼工艺路线,即EAF+AOD或VOD法,主要是EAF+AOD,该工艺路线短,投资成本低,专业化生产不锈钢的钢铁企业多采用该工艺路线。另一种冶炼方法为EAF+转炉(MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法,该工艺由于有VOD,可以更容易冶炼超低碳、氮不锈钢。
据此,在冶炼Cr含量≥5%的高铬钢时,可以参考不锈钢的冶炼工艺组织生产。但对于大多数非生产不锈钢企业,主要以BOF→LF/RH→CC工艺路线生产为主,RH真空炉实现高合金、超低碳冶炼较为困难,一方面因为若在深脱碳前将Cr控制到位,由于Cr含量高,RH深脱碳阶段易出现Cr的严重氧化,Cr合金损耗大;另一方面若在深脱碳后加入铬铁,则由于铬铁加入量大,钢水温降大,对钢水温度控制较为困难,通过提高RH进站钢水温度难以满足冶炼需求,RH处理过程需大量加铝吹氧升温,RH进站温度过高或冶炼过程温度补偿过大均对会造成耐材损坏加重;此外,由于铬合金加入量大,带来严重回碳问题,均难以实现超低碳、高铬钢的冶炼。
鉴于上述问题,一般以BOF→LF/RH→CC工艺路线为主的钢铁企业基本不生产超低碳、高铬合金钢或其它高合金钢,因此,对于C含量低于0.015%、Cr含量大于5%的超低碳高合金钢少有报道。为了解决上述问题,开发适用于BOF→LF/RH→CC工艺路线生产超低碳、高合金钢的RH真空冶炼工艺方法具有广阔的市场前景和经济价值。为实现超低碳高铬钢的冶炼提供一种稳定的RH脱碳方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺稳定、操作便捷,同时实现控温、脱碳、保铬等目标的超低碳高铬合金钢的RH冶炼工艺方法。RH进站控制钢水中含有一定量的Si、Mn元素,Cr元素含量达到产品目标成分,钢包放置到RH处理位后开始处理,RH吹氧脱碳过程不加铝吹氧升温,但保持钢水温度满足处理需求,RH吹氧脱碳结束C含量达到目标成分,与RH进站相比钢水中Si、Mn氧化损耗量低于15%,Cr元素含量降低小于0.5%。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本申请实施例公开了一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,包括如下步骤:
S1 RH进站钢水温度为1605-1625℃,钢水中含有如下质量百分比化学成分:Si0.05%-0.5%、Mn 0.5%-2.0%、Cr 5%-%15%、C 0.1%-0.35%,钢包到位后抽真空至压力降至100mbar以下;
S2一次吹氧150-200Nm3,吹氧结束,循环2-5min,再定氧、测温、取样测C,根据C含量确定吹氧量,重复步骤S2,直至C含量降至0.1%以下;
S3抽真空至压力为5~20mbar;
S4一次吹氧100-150Nm3,吹氧结束,循环2-5min,再定氧、测温、取样测C,根据C含量确定吹氧量,重复步骤S4,直至C含量降至0.05%以下;
S5抽真空至压力小于2mbar;
S6一次吹氧小于100Nm3,吹氧结束,循环1-3min,再定氧、测温、取样测C,根据C含量确定吹氧量,重复步骤S6,直至C含量降至0.005%以下;
S7 RH脱碳结束。
优选的,在上述超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法中,步骤S7 RH脱碳结束后,加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁脱氧合金化,同时向渣面加入适量改质剂,调整炉渣成分,然后净循环处理8min,破空、出钢。
优选的,在上述超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法中,步骤S2-S6,RH吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温,确保钢水氧含量在0.035%以下,吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。
优选的,在上述超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法中,所获得钢的化学成分质量百分比计包括:0<C≤0.012%、5%≤Cr≤15%、0.05%≤Si≤0.5%、0.5%≤Mn≤2%。
本发明的优点在于:
(1)开发了RH脱碳过程降温与适量合金元素氧化升温相平衡的脱碳、控温工艺模式。
(2)RH进站温度低,减轻了转炉终点控温压力或LF升温电力消耗及处理时间,降低生产成本,提高生产效率。
(3)RH处理过程不需加铝吹氧升温,有效控制Al2O3夹杂,改善了钢水浇铸性。
(4)开发出RH进站即存在大量合金元素,且C含量高的钢水,冶炼超低碳高合金钢的RH处理工艺模式。
(5)实现了RH深脱碳过程脱碳、保铬、控温同时进行,大幅提高了RH处理效率。
具体实施方式
本实施例提供一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,其通过转炉终点高温出钢,控制转炉终点的C、Cr含量,出钢时添加适量的Si、Mn、Cr合金,同时添加石灰和造渣剂调渣并控制氧势,转炉出钢结束将钢水运至LF处理,将钢水温度、Cr含量、炉渣成分调整到位后,再运至RH进行处理,RH真空脱碳过程通过控制吹氧制度、真空度实现脱碳保铬,后加入超低碳钢专用合金进行脱氧及合金化,同时向钢包顶渣中加入调渣剂,对渣中氧化铬进行还原,然后进行净循环处理,RH破空、出钢。
冶炼工艺的原理如下:
RH真空炉冶炼超低碳高铬钢时,由于进站钢水碳含量较高,一般在0.1%-0.35%,明显高于低合金含量的超低碳钢,如硅钢、IF钢等,该类钢种RH进站碳含量在0.03%-0.05%。超低碳高铬钢RH脱碳时间较长,钢水循环处理过程中温降大,且后期补加合金量相对较大,均会带来较大的温降。若通过提高RH进站钢水温度来弥补处理过程温降,考虑RH真空槽耐材工作安全问题,RH进站钢水温度一般需低于1650℃,难以弥补RH处理过程温降损失。一般可通过吹氧加铝升温,来保持冶炼过程温度,从而有利于脱碳保铬,同时满足RH处理后期合金调整、净循环处理及连铸浇注需求。但该方法需大量吹氧加铝升温,消耗过大,同时产生大量Al2O3,影响钢水洁净度及连铸浇注性能。此外,由于钢水Cr含量较高,RH处理后期,C含量较低,吹入的氧易将Cr氧化,不利于Cr元素收得率的提高。为了提高RH处理过程脱碳、控温、保铬效果,与常规方法相比,本发明在RH脱碳期根据C、O、Si、Mn、Cr在不同真空度条件下的反应规律,制定了与真空度变化相匹配的RH吹氧模式,通过控制枪位、吹氧流量、吹氧时间及吹氧间隔等控制钢水氧含量,在确保RH脱碳效果的条件下减少Cr的氧化,并进一步利用Si、Mn元素的氧化反应放热,补充RH脱碳温度损失,保持钢水温度,同时降低Cr元素的氧化。实现了超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬的冶炼工艺。
本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
1)RH进站钢水温度1615℃,Si含量0.5%、Mn含量1.5%、Cr含量15%、C含量0.35%,钢包到位后开通三级泵抽真空,真空室压力降至在100mbar以下时,开始吹氧,一次吹氧150-200Nm3,吹氧结束,然后循环2-5min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,直至C含量降至0.1%以下。
2)当C含量达到0.1%以下时,即开四级真空泵,将真空室压力降至5~20mbar时,一次吹氧100-150Nm3,吹氧结束,然后循环2-5min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,直至C含量降至0.05%以下。
3)当C含量达到0.05%以下时,即开五级真空泵,将真空室压力降至2mbar以下,一次吹氧小于100Nm3,吹氧结束循环1-3min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,RH脱碳结束时,C含量0.0025%,Si含量0.43%、Mn含量1.32%、Cr含量14.69%,温度1635℃。RH脱碳结束与RH进站相比,Si损耗14%,Mn损耗量12%,Cr含量降低0.31%。
4)RH脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化,同时向渣面加入适量改质剂,调整炉渣成分,然后净循环处理8min,破空、出钢。
该炉次RH出钢成分:C含量0.0086%、Cr含量14.95%、Si含量0.52%,Mn含量1.48%。
实施例2
1)RH进站钢水温度1625℃,Si含量0.05%、Mn含量1.98%、Cr含量5%、C含量0.25%,钢包到位后开通三级泵抽真空,真空室压力降至在100mbar以下时,开始吹氧,一次吹氧150-200Nm3,吹氧结束,然后循环2-5min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,直至C含量降至0.1%以下。
2)当C含量达到0.1%以下时,即开四级真空泵,将真空室压力降至5~20mbar时,一次吹氧100-150Nm3,吹氧结束,然后循环2-5min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,直至C含量降至0.05%以下。
3)当C含量达到0.05%以下时,即开五级真空泵,将真空室压力降至2mbar以下,一次吹氧小于100Nm3,吹氧结束循环1-3min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,RH脱碳结束时,C含量0.0022%,Si含量0.043%、Mn含量1.83%、Cr含量4.78%,温度1626℃。RH脱碳结束与RH进站相比,Si损耗14%,Mn损耗量7.5%,Cr含量降低0.22%。
4)RH脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化,同时向渣面加入适量改质剂,调整炉渣成分,然后净循环处理8min,破空、出钢。
该炉次RH出钢成分:C含量0.0118%、Cr含量5.10%、Si含量0.052%,Mn含量1.95%。
实施例3
1)RH进站钢水温度1605℃,Si含量0.45%、Mn含量0.51%、Cr含量10%、C含量0.11%,钢包到位后开通三级泵抽真空,真空室压力降至在100mbar以下时,开始吹氧,一次吹氧150-200Nm3,吹氧结束,然后循环2-5min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,直至C含量降至0.1%以下。
2)当C含量达到0.1%以下时,即开四级真空泵,将真空室压力降至5~20mbar时,一次吹氧100-150Nm3,吹氧结束,然后循环2-5min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,直至C含量降至0.05%以下。
3)当C含量达到0.05%以下时,即开五级真空泵,将真空室压力降至2mbar以下,一次吹氧小于100Nm3,吹氧结束循环1-3min,再定氧、测温、取样测碳,根据碳含量确定吹氧量,重复此操作,RH脱碳结束时,C含量0.0021%,Si含量0.39%、Mn含量0.44%、Cr含量9.51%,温度1610℃。RH脱碳结束与RH进站相比,Si损耗13%,Mn损耗量14%,Cr含量降低0.49%。
4)RH脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化,同时向渣面加入适量改质剂,调整炉渣成分,然后净循环处理8min,破空、出钢。
该炉次RH出钢成分:C含量0.0078%、Cr含量10.1%、Si含量0.43%,Mn含量0.55%。
实施例1-3中,RH吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温,确保钢水氧含量在0.035%以下,吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。
本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围,本领域人员还可以对其进行局部改变,只要没有超出本专利的精神实质,都视为对本专利的等同替换,都在本专利的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1 RH进站钢水温度为1605-1625℃,钢水中含有如下质量百分比化学成分:Si0.05%-0.5%、Mn 0.5%-2.0%、Cr 5%-%15%、C 0.1%-0.35%,钢包到位后抽真空至压力降至100mbar以下;
S2一次吹氧150-200Nm3,吹氧结束,循环2-5min,再定氧、测温、取样测C,根据C含量确定吹氧量,重复步骤S2,直至C含量降至0.1%以下;
S3抽真空至压力为5~20mbar;
S4一次吹氧100-150Nm3,吹氧结束,循环2-5min,再定氧、测温、取样测C,根据C含量确定吹氧量,重复步骤S4,直至C含量降至0.05%以下;
S5抽真空至压力小于2mbar;
S6一次吹氧小于100Nm3,吹氧结束,循环1-3min,再定氧、测温、取样测C,根据C含量确定吹氧量,重复步骤S6,直至C含量降至0.005%以下;
S7 RH脱碳结束。
2.根据权利要求1所述的超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,其特征在于,步骤S7RH脱碳结束后,加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁脱氧合金化,同时向渣面加入适量改质剂,调整炉渣成分,然后净循环处理8min,破空、出钢。
3.根据权利要求1所述的超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,其特征在于,步骤S2-S6,RH吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温,确保钢水氧含量在0.035%以下,吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。
4.根据权利要求1所述的超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法,其特征在于,所获得钢的化学成分质量百分比计包括:0<C≤0.012%、5%≤Cr≤15%、0.05%≤Si≤0.5%、0.5%≤Mn≤2%。
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