CN109161641A - 一种高钛钢生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高钛钢生产工艺，步骤为：（1）LF造渣、控氮工艺；（2）RH工艺：在该步骤中分三次补加70钛铁，若第三个钢样中钛的含量已达到钢种行业标准中成份的目标值，则不进行第三次加入；钛铁加入后真空循环6‑8min，破空前开启钢包底吹氩，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后调整氩气流量，面蠕动面积直径50‑80mm。本发明有效减少了LF环节吸氮，钢水增氮量由10ppm降至3ppm，钛收得率由65%提高到90%，有效减少了钛合金成本，同时良好底吹氩气控制，杜绝钢水卷渣，促进夹杂物上浮，为钢水可浇性创造了良好的条件。

Description

一种高钛钢生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高钛钢生产工艺，具体涉及一种基于ESP连铸连轧工艺的高钛钢生产工艺，属于炼钢技术领域。
背景技术
ESP是意大利阿维迪公司的ESP技术在德马克的ISP技术基础上开发的，生产线中连铸机采用平行板式直——弧形结晶器，铸坯导向采用铸轧结构，经液芯压下铸坯直接进入粗轧机轧制成中厚板，而后经剪切可下线出售，不下线的板坯进入五机架精轧机轧制成簿带钢，经冷切后卷曲成带卷。ESP工艺生产线布置紧凑，不使用长的加热炉或克雷英纳炉。生产线全长仅180米，是世界上最短连铸连轧生产线。ESP工艺从钢水变成热轧带卷仅需20-30分钟，生产钢种多，技术含量高。ESP生产线总体布置如图1所示。
ESP产线对钢水的温度、成份控制、可浇性要求严格，传统的LF加钛方式钛回收率不稳定导致钛成份波动大，冶炼后期补加钛铁导致钢水可浇性变差，难以满足ESP生产需要，主要问题点如下：
1.传统的高钛钢冶炼工艺，主要是在LF粗调钛成份至内控下限，再由RH进行真空室内部加钛微调，按照钛 0.1%计算，LF加入70钛铁达到600-700Kg，回收率只有65%左右，加入合金量较多需要大氩气搅拌容易吸氮，钢水吸氮量在10ppm左右，氮与钛元素反应生产氮化钛进一步影响钛元素收得率，且大氩气搅拌造成钢水的二次氧化影响钢水的可浇性，且造成合金成本较高；
2. RH微调钛合金，真空室环流及钢包底吹氩控制无明确规定，再破空后开底吹氩存在渣面翻滚剧烈，造成钛元素氧化损失，且造成钢水卷渣影响钢水可浇性。
发明内容
针对上述问题，本发明采用LF快速造渣及控氮工艺减少LF环节增氮，同时将全部钛铁由RH真空过程加入，并配合真空室环流及底吹氩的独特控制方式，保证钛元素收得率较高，且减少渣面搅动幅度提高钢水的可浇性及稳定性。本发明的技术方案如下：
一种高钛钢生产工艺，包括以下步骤：
（1）LF造渣、控氮工艺：总渣量≥1500kg，加渣料破渣后，大氩气搅拌＜5min，快速造白渣，从加渣料到白渣形成控制在≤17min； LF送电、钙处理过程除尘开度90%，脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时除尘开度60%，钢水微调温度及成份期间除尘开度10%；脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时氩气保护导管降至炉盖口位置，打开氩气保护，离开加热位，钢包氩气≤20m3/h，全程控氮，LF过程不配加钛铁合金，所有钛合金转由下道工序RH炉加；
（2）RH工艺：RH在调整温度时，在真空处理前期进行，采用降温冷料，RH降温冷料单次加入量≤1000kg/次，加入总量≤ 2000kg/炉，减少因废钢加入过多导致的钢水增氮；真空室循环第3min取第一个钢样，根据钢样成份中钛含量补加70钛铁，钛铁补加量为m（t），计算公式如式一所示；钛铁分三次补加；
式一如下：
m=m1+m2+m3；
m1为第一次钛铁补加量，m2为第二次钛铁补加量，m3为第三次钛铁补加量；
钛铁第一次补加，计算公式如式二所示；
式二如下：
m1=（y-x）×M÷70%÷w
钢样成份钛含量为x；钢水钛含量目标为y；钛含量70%；钛铁回收率为w，w为钛合金回收率假定值取为95%；钢水量为M，单位为t；
加入钛铁时要求钢水温度≥1600℃，真空室环流量调整到180m3/h，加完钛铁循环3min后取第二个钢样，计算公式如式三所示；
式三如下：
m2=（y-x）×M÷70%÷w
钢样成份钛含量为x；钢水钛含量目标为y；钛含量70%；钛铁回收率为w，w为钛合金回收率假定值取为95%；钢水量为M，单位为t；
加入时要求钢水温度≥1590℃，真空室环流量调整到200m3/h，加入钛铁后循环3min取第三个钢样，计算公式如式四所示；
式四如下：
m3=（y-x）×M÷70%÷w
钢样成份钛含量为x；钢水钛含量目标为y；钛含量70%；钛铁回收率为w，w为钛合金回收率假定值取为95%；钢水量为M，单位为t；
若第三个钢样中钛的含量已达到钢种行业标准中成份的目标值，则不进行第三次加入；
钛铁加入后真空循环6-8min，破空前开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至20-30m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径50-80mm，有效杜绝卷渣情况发生，保证钢水的可浇性。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明有效减少了LF环节吸氮，钢水增氮量由10ppm降至3ppm，为RH加钛铁提供良好的钛元素回收基础，钛铁由RH真空过程加入，钛收得率由65%提高到90%，可有效减少钛合金成本，同时良好底吹氩气控制，杜绝钢水卷渣，促进夹杂物上浮，为钢水可浇性创造了良好的条件。
附图说明
图1为ESP生产线总体布置图。
符号说明：
1.连铸机、2.五机架粗轧机、3.摆式剪、4.推垛区设备、5.飞剪、6. 五机架精轧机、7.层流冷却（输出辊道）、8.三架地下卷取机。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1 一种高钛钢生产工艺
6月25日生产E18403687炉次 钢种RE700L 成品Ti目标0.11% 钢水量为310t。
（1）该炉次LF造渣、控氮工艺：LF炉钢水进站取气体样化验[N]为38.4ppm，LF炉加入总渣量3111kg，加渣料破渣后，大氩气搅拌3.5min，从加渣料到白渣形成时间14min； LF送电、钙处理过程除尘开度90%，脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时除尘开度60%，钢水微调温度及成份期间除尘开度10%；脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时氩气保护导管降至炉盖口位置，打开氩气保护，离开加热位，钢包氩气设定为15m3/h，全程控氮，LF过程未配加钛铁合金，所有钛合金转由下道工序RH炉加，LF炉钢水出站取气体样化验[N]为40.5ppm，增氮量为2.1ppm，达到专利技术控氮目标。
（2）该炉次RH工艺：RH到站温度1623℃，在真空处理前期进行调温，采用降温冷料835kg；真空室循环第3min取第一个钢样Ti 0.0077%，根据钢样成份中钛含量补加70钛铁，钛铁补加量为m（t），计算公式如式一所示；钛铁分三次补加；
式一如下：
m=m1+m2+m3；
m1为第一次钛铁补加量，m2为第二次钛铁补加量，m3为第三次钛铁补加量；
第一次加入计算：
利用式二 ：m1=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.0077%）×310×1000÷70%÷95%=476.89Kg
计算结果为476.89Kg，第一次加入476.89Kg 70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1603℃，真空室环流量180m3/h，加完钛铁循环3min后取第二个钢样Ti 0.106%；
第二次加入计算：
利用式三：m2=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.106%）×310×1000÷70%÷95%=18.65Kg
计算结果为18.65Kg，第二次加入18.65Kg70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1592℃，真空室环流量200m3/h，加完钛铁循环3min后取第三个钢样Ti 0.109%；
第三次加入计算：
利用式三：m3=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.109%）×310×1000÷70%÷95%=4.66Kg
计算结果为4.66Kg，第三次加入4.66Kg70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1590℃，真空室环流量200m3/h，加完钛铁循环3min后取第四个钢样Ti 0.110%，达到目标值；
总计加钛铁量：m=m1+m2+m3=476.89+18.65+4.66=500.2Kg
即该炉次钢水Ti由初始0.0077%配加到0.11%目标值；使用500.2Kg 70钛铁，验证Ti回收率为=(0.11%-0.0077%)×310000÷(500.2×70%)=90.57%，达到Ti回收率≥90%目标。
钛铁加入后真空循环6.5min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径70mm，ESP浇铸过程良好，塞棒棒位稳定。
实施例2 一种高钛钢生产工艺
6月25日生产E18503805炉次 钢种RE700L 成品Ti目标0.11% 钢水量为305t。
（1）该炉次LF造渣、控氮工艺：LF炉钢水进站取气体样化验[N]为35.7ppm，LF炉加入总渣量3136kg，加渣料破渣后，大氩气搅拌3min，从加渣料到白渣形成时间16min； LF送电、钙处理过程除尘开度90%，脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时除尘开度60%，钢水微调温度及成份期间除尘开度10%；脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时氩气保护导管降至炉盖口位置，打开氩气保护，离开加热位，钢包氩气设定为18m3/h，全程控氮，LF过程未配加钛铁合金，所有钛合金转由下道工序RH炉加，LF炉钢水出站取气体样化验[N]为37.5ppm，增氮量为1.8ppm，达到专利技术控氮目标。
（2）该炉次RH工艺：RH到站温度1633℃，在真空处理前期进行调温，采用降温冷料1200kg；真空室循环第3min取第一个钢样Ti 0.0033%，根据钢样成份中钛含量补加70钛铁，钛铁补加量为m（t），钛铁分三次补加；
第一次加入计算：
利用式二 ：m1=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.0033%）×305×1000÷70%÷95%=489.38Kg
计算结果为489.38Kg，第一次加入489.38Kg70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1605℃，真空室环流量180m3/h，加完钛铁循环3min后取第二个钢样Ti 0.107%；
第二次加入计算：
利用式三：m2=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.107%）×305×1000÷70%÷95%=13.76Kg
计算结果为13.76Kg，第二次加入13.76Kg70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1591℃，真空室环流量200m3/h，加完钛铁循环3min后取第三个钢样Ti 0.11%；
第三个钢样中钛的含量已达到钢种行业标准中成份的目标值，无需进行第三次加入。
总计加钛铁量：m=m1+m2+m3=489.38+13.76+0=503.14Kg
即该炉次钢水Ti由初始0.0033%配加到0.11%目标值使用503.14Kg70钛铁，验证Ti回收率为=(0.11%-0.0033%)×305000÷(503.14×70%)=92.4%，达到Ti回收率≥90%目标。
钛铁加入后真空循环7min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径60mm，ESP浇铸过程良好，塞棒棒位稳定。
实施例3 一种高钛钢生产工艺
6月25日生产E18403689炉次 钢种RE700L 成品Ti目标0.11% 钢水量为308t。
（1）该炉次LF造渣、控氮工艺：LF炉钢水进站取气体样化验[N]为32.1ppm，LF炉加入总渣量2302kg，加渣料破渣后，大氩气搅拌2min，从加渣料到白渣形成时间15min； LF送电、钙处理过程除尘开度90%，脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时除尘开度60%，钢水微调温度及成份期间除尘开度10%；脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时氩气保护导管降至炉盖口位置，打开氩气保护，离开加热位，钢包氩气设定为15m3/h，全程控氮，LF过程未配加钛铁合金，所有钛合金转由下道工序RH炉加，LF炉钢水出站取气体样化验[N]为33.8ppm，增氮量为1.7ppm，达到专利技术控氮目标。
（2）该炉次RH工艺：RH到站温度1635℃，在真空处理前期进行调温，采用降温冷料1251kg；真空室循环第3min取第一个钢样Ti 0.0047%，根据钢样成份中钛含量补加70钛铁，钛铁补加量为m（t），钛铁分三次补加；
第一次加入计算：
利用式二 ：m1=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.0047%）×308×1000÷70%÷95%=487.71Kg
计算结果为487.71Kg，第一次加入487.71Kg70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1601℃，真空室环流量180m3/h，加完钛铁循环3min后取第二个钢样Ti 0.1076%；
第二次加入计算：
利用式三：m2=（y-x）×M÷70%÷w=（0.11%-0.1076%）×308×1000÷70%÷95%=11.12Kg
计算结果为11.12Kg，第二次加入11.12Kg70钛铁进入钢水中，加入钛铁时钢水温度1591℃，真空室环流量200m3/h，加完钛铁循环3min后取第三个钢样Ti 0.11%；
第三个钢样中钛的含量已达到钢种行业标准中成份的目标值，无需进行第三次加入。
总计加钛铁量：m=m1+m2+m3=489.38+13.76+0=498.83Kg
即该炉次钢水Ti由初始0.0047%配加到0.11%目标值使用498.83Kg70钛铁，验证Ti回收率为=(0.11%-0.0047)×305000÷(498.83×70%)=92.88%，达到Ti回收率≥90%目标。
钛铁加入后真空循环6min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径80mm，ESP浇铸过程良好，塞棒棒位稳定。

Claims (8)

1.一种高钛钢生产工艺，其特征在于，生产工艺包括以下步骤：
（1）LF造渣、控氮工艺：总渣量≥1500kg，加渣料破渣后，大氩气搅拌＜5min，快速造白渣，从加渣料到白渣形成控制在≤17min； LF送电、钙处理过程除尘开度90%，脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时除尘开度60%，钢水微调温度及成份期间除尘开度10%；脱硫、钢包氩气旁通大搅拌时氩气保护导管降至炉盖口位置，打开氩气保护，离开加热位，钢包氩气≤20m3/h，全程控氮；
（2）RH工艺：RH在调整温度时，在真空处理前期进行，采用降温冷料，RH降温冷料单次加入量≤1000kg/次，加入总量≤ 2000kg/炉，真空室循环第3min取第一个钢样，根据钢样成份中钛含量补加70钛铁，钛铁补加量为m（t），计算公式如式一所示；钛铁分三次补加；
式一如下：
m=m1+m2+m3；
m1为第一次钛铁补加量，m2为第二次钛铁补加量，m3为第三次钛铁补加量；
钛铁第一次补加，计算公式如式二所示；
式二如下：
m1=（y-x）×M÷70%÷w
钢样成份钛含量为x；钢水钛含量目标为y；钛含量70%；钛铁回收率为w，w为钛合金回收率假定值取为95%；钢水量为M，单位为t；
加入钛铁时要求钢水温度≥1600℃，真空室环流量调整到180m3/h，加完钛铁循环3min后取第二个钢样，计算公式如式三所示；
式三如下：
m2=（y-x）×M÷70%÷w
钢样成份钛含量为x；钢水钛含量目标为y；钛含量70%；钛铁回收率为w，w为钛合金回收率假定值取为95%；钢水量为M，单位为t；
加入时要求钢水温度≥1590℃，真空室环流量调整到200m3/h，加入钛铁后循环3min取第三个钢样，计算公式如式四所示；
式四如下：
m3=（y-x）×M÷70%÷w
钢样成份钛含量为x；钢水钛含量目标为y；钛含量70%；钛铁回收率为w，w为钛合金回收率假定值取为95%；钢水量为M，单位为t；
若第三个钢样中钛的含量已达到钢种行业标准中成份的目标值，则不进行第三次加入；
钛铁加入后真空循环6-8min，破空前开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至20-30m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径50-80mm。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，钛铁加入后真空循环6-8 min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至20-30m3/h。
3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，钛铁加入后真空循环6min，破空前1min开启钢包底吹氩。
4.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径80mm。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，钛铁加入后真空循环6.5min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径70mm。
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，钛铁加入后真空循环7min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径60mm。
8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，钛铁加入后真空循环6min，破空前1min开启钢包底吹氩，流量设定20m3/h，达到渣面蠕动状态，破空后继续钢包底吹氩，流量调整至25m3/h，达到渣面蠕动面积直径100mm，钙处理后氩气流量调整为20m3/h，面蠕动面积直径80mm。
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