CN109735759A - 一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，包括以下步骤：（1）含钒高铬铁水提钒；（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：冶炼终点钢水温度为1630‑1650℃，C：0.05‑0.07%、Cr：0.10‑0.15%，出钢过程进行合金化；（3）转炉冶炼出钢钢水脱氧合金化：得到成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水；（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉去夹杂物、脱硫和成分微调，得到目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水。本发明利用含钒高铬铁水中有益元素Cr，降低低碳铬铁合金消耗1.58‑2.35kg/t钢，吨钢成本降低21.85‑30.51元。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法。
背景技术
高耐腐蚀铁路车辆用钢，即具有较高耐腐蚀性能的铁路车辆用钢，广泛用于制造铁路运输敞顶箱、集装箱、钢卷运输支架。随着国家建设的快速发展和运输方式的改变，对于高耐腐蚀铁路用钢的需求量在逐渐增大。但是由于冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢需要添加大量的Si、Cu、P、Cr、Ni等耐腐蚀合金元素，所以生产高耐腐蚀铁路车辆用钢的合金化成本较高，给生产企业带来较大的成本和生产压力，因此急需开发低成本高耐腐蚀铁路车辆用钢的生产工艺和方法。
使用含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢，通过严格控制氧气转炉吹炼C、Cr的转换温度，提高转炉终点的Cr含量，降低Cr元素的合金消耗和因Cr铁合金化减少过程温降，从而降低高耐腐蚀铁路车辆用钢的生产成本，具有显著的经济效益和市场竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料15-50kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，吹炼过程中加入氧化铁皮球9.0-25.0kg/t钢、加入球团6.0-21.0kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.0-1.2m，氧气消耗4.0-7.20Nm3/t钢，底吹氮气流量为80-90Nm3/h，吹炼时间5-7min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，半钢出钢温度为1300-1350℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为52.0-120.0kg/t钢、铜板加入量为1.91-5.43kg/t钢、镍板加入量1.1-6.4kg/t钢，石灰加入量20-45kg/t钢、轻烧白云石加入量15-32kg/t钢，氧气消耗6500-8700Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量280-350Nm3/h；转炉冶炼终点控制钢水温度在1630-1650℃，钢水C：0.05-0.07%、Cr：0.10-0.15%；
（3）转炉冶炼出钢钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0-2.24kg/t钢、硅锰合金11.2-14.2kg/t钢、台铝1.4-2.7kg/t钢、低碳铬铁6.90-14.60kg/t钢、低氮增碳剂0-0.60kg/t钢、铜板0-0.50kg/t钢和镍板0-0.50kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰3.6-10.0kg/t钢、改质剂0-0.80kg/t钢、复合精炼渣0.5-2.6kg/t钢、铝粉0.1-1.2kg/t钢，精炼结束软吹时间≥8.0min，氩气流量1.0-1.6Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水。
本发明所述步骤（1）中，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：3.85-4.50%，P：0.100-0.150%，Si：0.05-0.20%，Mn：0.23-0.32%，S：0.030-0.050%，V：0.160-0.210%，Cr：0.15-0.21%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述步骤（1）中，废钢破碎料技术指标为：P≤0.030%，TFe：89-95%，其余为不可避免的杂质；氧化铁皮球技术指标为：TFe≥71.0%，H2O≤1.0%，CaO≤0.8%，SiO2≤0.7%，粒度35-55mm；球团技术指标为：TFe≥60.0%，FeO≤1.0%，H2O≤0.2%，CaO≤1.5%，SiO2≤5.0%，粒度8-12mm。
本发明所述步骤（1）中，含Cr初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.50-3.80%，Cr：0.12-0.17%，Si≤0.010%，Mn≤0.070%，V≤0.030%。
本发明所述步骤（2）中，石灰技术指标为：CaO+MgO≥86.0%，CaO≥81.0%，SiO2≤3.0%，P≤0.05%，S≤0.05%，活性度≥300ml，粒度30-60mm；轻烧白云石技术指标为：MgO≥29.0%，CaO≥41.0%，S≤0.05%，粒度15-30mm。
本发明所述步骤（3）中，硅铁合金化学成分组成及其质量百分含量为：Si≥72.0%、P≤0.05%、S≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；硅锰合金化学成分组成及其含量为：Si≥17.0%、Mn≥65%、C≤2.0%、P≤0.05%、S≤0.04%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；台铝化学成分组成及其含量为：Al≥99.5%，其余为不可避免的杂质元素；低碳铬铁化学成分组成及其含量为：Cr：63.0-75.0%、C≤0.50%、Si≤1.50%、P≤0.03%、S≤0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；低氮增碳剂化学成分组成及其含量为：C≥98.0%，N≤0.025%，其余为不可避免的杂质元素；所述铜板Cu含量≥99.5%，其余为不可避免的杂质；所述镍板Ni含量≥99.5%，其余为不可避免的杂质元素。
本发明所述步骤（2）中，转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05-0.07%，P≤0.018%，S≤0.025%，Ni：0.12-0.65%，Cu：0.20-0.55%，Cr：0.10-0.15%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述步骤（3）中，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06-0.12%，Si≤0.30%，P≤0.025%，Mn：0.70-0.90%，S≤0.025%，Als：0.010-0.045%，Ni：0.12-0.65%，Cu：0.20-0.55%，Cr：0.45-0.95%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述步骤（4）中，小粒石灰技术指标：CaO+MgO≥86.0%，CaO≥81.0%，SiO2≤3.0%，P≤0.05%，S≤0.05%，活性度≥300ml，粒度10-25mm；改质剂技术指标：CaF2≥85.0%，SiO2≤8.0%，H2O≤1.0%，粒度10-20mm；复合精炼渣技术指标：CaO：18-25%，Al2O3：5-8%，SiO2：6-10%，CaF2≥15.0%，CaC：7-10%，Al：2-5%，P≤0.08%，S≤0.018%；铝粉技术指标：Al≥99.5%，粒度≤1.0mm，其余为不可避免的杂质元素。
本发明所述步骤（4）中，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06-0.12%，Si≤0.30%，P≤0.025%，Mn：0.70-0.90%，S≤0.008%，Als：0.010-0.045%，Ni：0.12-0.65%，Cu：0.20-0.55%，Cr：0.45-0.95%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明高耐腐蚀铁路车辆用钢产品标准参考《TB/T 1979铁道车辆用耐大气腐蚀钢》；产品化学成分检测方法标准参考《GB/T 4336 火花源原子发射光谱分析方法》。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过控制合理的转炉终点C含量和温度，最大限度避免Cr元素氧化，充分利用钢水中较高的残余Cr含量。与非含Cr铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的生产工艺相比，可降低低碳铬铁合金消耗1.58-2.35kg/t钢，吨钢成本降低21.85-30.51元。
具体实施方式
以下实施例在150吨冶炼车间进行，冶炼车间设有三座转炉，其中一座用于提钒，另外两座用于炼钢；两座LF精炼炉。
实施例1
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料19kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：3.85%，P：0.100%，Si：0.05%，Mn：0.23%，S：0.030%，V：0.170%，Cr：0.15%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球9.0kg/t钢、加入球团8.0kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.0m，氧气消耗4.5Nm3/t钢，底吹氮气流量为80Nm3/h，吹炼时间7min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.50%、Cr：0.12%、Si：0.010%、Mn：0.070%、V：0.030%，半钢温度为1300℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为120kg/t钢、铜板加入量为1.95kg/t钢、镍板加入量1.1kg/t钢，石灰加入量20kg/t钢、轻烧白云石加入量15kg/t钢，氧气消耗6500Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量280Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05%、P：0.018%、S：0.025%、Ni：0.12%、Cu：0.20%、Cr：0.10%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1630℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金2.24kg/t钢、硅锰合金14.2kg/t钢、台铝2.7kg/t钢、低碳铬铁14.6kg/t钢、低氮增碳剂0.60kg/t钢、铜板0.50kg/t钢和镍板0.50kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.30%，P：0.025%，Mn：0.90%，S：0.025%，Als：0.045%，Ni：0.18%，Cu：0.25%，Cr：0.95%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰3.6kg/t钢、改质剂0kg/t钢、复合精炼渣0.5kg/t钢、铝粉0.1kg/t钢，精炼结束软吹时间8.0min，氩气流量1.0Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.30%，P：0.025%，Mn：0.90%，S：0.008%，Als：0.045%，Ni：0.18%，Cu：0.25%，Cr：0.95%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗14.6kg/t钢，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低1.58kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本21.85元/吨钢。
实施例2
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料25kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：3.92%，P：0.127%，Si：0.16%，Mn：0.29%，S：0.039%，V：0.20%，Cr：0.16%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球16kg/t钢、加入球团19kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.1m，氧气消耗6.9Nm3/t钢，底吹氮气流量为83Nm3/h，吹炼时间6.4min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.69%、Cr：0.14%、Si：0.008%、Mn：0.040%、V：0.023%，半钢温度为1332℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为52.0kg/t钢、铜板加入量为5.43kg/t钢、镍板加入量1.1kg/t钢，石灰加入量45kg/t钢、轻烧白云石加入量32kg/t钢，氧气消耗7200Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量310Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%、P：0.015%、S：0.019%、Ni：0.12%、Cu：0.55%、Cr：0.15%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1636℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0kg/t钢、硅锰合金11.2kg/t钢、台铝1.4kg/t钢、低碳铬铁6.90kg/t钢、低氮增碳剂0kg/t钢、铜板0kg/t钢和镍板0kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.15%，P：0.015%，Mn：0.70%，S：0.019%，Als：0.015%，Ni：0.12%，Cu：0.55%，Cr：0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰10.0kg/t钢、改质剂0.80kg/t钢、复合精炼渣2.6kg/t钢、铝粉0.1kg/t钢，精炼结束软吹时间12.0min，氩气流量1.6Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.15%，P：0.016%，Mn：0.70%，S：0.004%，Als：0.015%，Ni：0.12%，Cu：0.55%，Cr：0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗6.90kg/t钢，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低2.35kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本30.51元/吨钢。
实施例3
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料50kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：4.50%，P：0.150%，Si：0.20%，Mn：0.32%，S：0.050%，V：0.210%，Cr：0.21%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球25.0kg/t钢、加入球团21.0kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.2m，氧气消耗7.20Nm3/t钢，底吹氮气流量为90Nm3/h，吹炼时间5min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.80%、Cr：0.17%、Si：0.005%、Mn：0.053%、V：0.019%，半钢温度为1350℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为87kg/t钢、铜板加入量为5.0kg/t钢、镍板加入量6.4kg/t钢，石灰加入量32kg/t钢、轻烧白云石加入量21kg/t钢，氧气消耗8700Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量350Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.07%、P：0.015%、S：0.020%、Ni：0.60%、Cu：0.50%、Cr：0.13%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1650℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0kg/t钢、硅锰合金12kg/t钢、台铝2.0kg/t钢、低碳铬铁9.4kg/t钢、低氮增碳剂0.1kg/t钢、铜板0.5kg/t钢和镍板0.5kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08%，Si：0.10%，P：0.16%，Mn：0.90%，S：0.017%，Als：0.014%，Ni：0.65%，Cu：0.55%，Cr：0.74%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰5.9kg/t钢、改质剂0.23kg/t钢、复合精炼渣0.71kg/t钢、铝粉0.9kg/t钢，精炼结束软吹时间9.8min，氩气流量1.5Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08%，Si：0.10%，P：0.16%，Mn：0.90%，S：0.017%，Als：0.014%，Ni：0.65%，Cu：0.55%，Cr：0.60%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗9.4kg/t钢，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低2.2kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本28.56元/吨钢。
实施例4
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料35kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：4.12%，P：0.113%，Si：0.09%，Mn：0.27%，S：0.043%，V：0.160%，Cr：0.18%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球20kg/t钢、加入球团17kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.05m，氧气消耗4.0Nm3/t钢，底吹氮气流量为85Nm3/h，吹炼时间5.4min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.52%、Cr：0.13%、Si：0.006%、Mn：0.045%、V：0.022%，半钢温度为1315℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为103kg/t钢、铜板加入量为2.0kg/t钢、镍板加入量2.56kg/t钢，石灰加入量24kg/t钢、轻烧白云石加入量30kg/t钢，氧气消耗6800Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量295Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.054%、P：0.017%、S：0.022%、Ni：0.28%、Cu：0.20%、Cr：0.10%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1642℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金1.1kg/t钢、硅锰合金11.3kg/t钢、台铝1.8kg/t钢、低碳铬铁8.9kg/t钢、低氮增碳剂0kg/t钢、铜板0.3kg/t钢和镍板0.3kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.20%，P：0.025%，Mn：0.83%，S：0.021%，Als：0.020%，Ni：0.63%，Cu：0.20%，Cr：0.68%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰6.4kg/t钢、改质剂0.5kg/t钢、复合精炼渣1.7kg/t钢、铝粉0.9kg/t钢，精炼结束软吹时间11.0min，氩气流量1.4Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.22%，P：0.025%，Mn：0.90%，S：0.006%，Als：0.045%，Ni：0.12%，Cu：0.20%，Cr：0.70%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗8.9g/t，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低1.58kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本21.85元/吨钢。
实施例5
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料29kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：4.31%，P：0.135%，Si：0.12%，Mn：0.25%，S：0.047%，V：0.180%，Cr：0.19%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球17kg/t钢、加入球团15kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.15m，氧气消耗5.8Nm3/t钢，底吹氮气流量为87Nm3/h，吹炼时间5.4min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.73%、Cr：0.15%、Si：0.009%、Mn：0.063%、V：0.026%，半钢温度为1327℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为63kg/t钢、铜板加入量为4.8kg/t钢、镍板加入量3.81kg/t钢，石灰加入量29kg/t钢、轻烧白云石加入量27.6kg/t钢，氧气消耗7500Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量324Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.063%、P：0.016%、S：0.015%、Ni：0.37%、Cu：0.46%、Cr：0.13%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1632℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0.8kg/t钢、硅锰合金12.9kg/t钢、台铝2.0kg/t钢、低碳铬铁8.9kg/t钢、低氮增碳剂0kg/t钢、铜板0kg/t钢和镍板0kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.11%，P：0.012%，Mn：0.73%，S：0.015%，Als：0.017%，Ni：0.39%，Cu：0.48%，Cr：0.82%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰8.7kg/t钢、改质剂0.3kg/t钢、复合精炼渣1.9kg/t钢、铝粉1.0kg/t钢，精炼结束软吹时间14min，氩气流量1.2Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.11%，P：0.012%，Mn：0.73%，S：0.002%，Als：0.017%，Ni：0.39%，Cu：0.48%，Cr：0.82%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗8.9kg/t钢，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低2.2kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本28.56元/吨钢。
实施例6
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料15kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：4.07%，P：0.142%，Si：0.10%，Mn：0.30%，S：0.035%，V：0.190%，Cr：0.17%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球22kg/t钢、加入球团6kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.12m，氧气消耗6.3Nm3/t钢，底吹氮气流量为82Nm3/h，吹炼时间6.7min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.78%、Cr：0.16%、Si：0.007%、Mn：0.057%、V：0.015%，半钢温度为1345℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为114kg/t钢、铜板加入量为1.91kg/t钢、镍板加入量1.32kg/t钢，石灰加入量30kg/t钢、轻烧白云石加入量28kg/t钢，氧气消耗8200Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量342Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.066%、P：0.012%、S：0.017%、Ni：0.40%、Cu：0.35%、Cr：0.11%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1647℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0.9kg/t钢、硅锰合金13.7kg/t钢、台铝1.59kg/t钢、低碳铬铁14.10kg/t钢、低氮增碳剂0kg/t钢、铜板0.3kg/t钢和镍板0.4kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.07%，Si：0.23%，P：0.021%，Mn：0.86%，S：0.020%，Als：0.010%，Ni：0.41%，Cu：0.36%，Cr：0.85%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰10kg/t钢、改质剂0.70kg/t钢、复合精炼渣0.98g/t钢、铝粉0.75kg/t钢，精炼结束软吹时间10min，氩气流量1.5Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.07%，Si：0.23%，P：0.021%，Mn：0.86%，S：0.005%，Als：0.010%，Ni：0.41%，Cu：0.41%，Cr：0.85%，其余为Fe和不可避免的杂质；
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗14.10kg/t钢，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低1.80kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本23.37元/吨钢。
实施例7
本实施例一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料20kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：4.22%，P：0.105%，Si：0.07%，Mn：0.24%，S：0.045%，V：0.182%，Cr：0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质；吹炼过程中加入氧化铁皮球12kg/t钢、加入球团10kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.08m，氧气消耗5.2Nm3/t钢，底吹氮气流量为88Nm3/h，吹炼时间6.5min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.60%、Cr：0.15%、Si：0.004%、Mn：0.066%、V：0.028%，半钢温度为1309℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为67kg/t钢、铜板加入量为4.96kg/t钢、镍板加入量6.02kg/t钢，石灰加入量24kg/t钢、轻烧白云石加入量24kg/t钢，氧气消耗8500Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量308Nm3/h；转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.057%、P：0.013%、S：0.013%、Ni：0.60%、Cu：0.50%、Cr：0.12%，其余为Fe和不可避免的杂质；转炉冶炼终点钢水温度控制在1645℃；
（3）初始钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0kg/t钢、硅锰合金11.8kg/t钢、台铝1.97kg/t钢、低碳铬铁7.6kg/t钢、低氮增碳剂0kg/t钢、铜板0.2kg/t钢和镍板0.1kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.17%，P：0.013%，Mn：0.75%，S：0.023%，Als：0.018%，Ni：0.62%，Cu：0.51%，Cr：0.63%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰8.4kg/t钢、改质剂0.8kg/t钢、复合精炼渣2.6kg/t钢、铝粉1.2kg/t钢，精炼结束软吹时间11.0min，氩气流量1.4Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.17%，P：0.013%，Mn：0.75%，S：0.004%，Als：0.018%，Ni：0.62%，Cu：0.51%，Cr：0.63%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，充分利用含钒高铬铁水中的有益元素Cr，低碳铬铁合金消耗7.6kg/t钢，低碳铬铁合金消耗较常规工艺降低1.89kg/t钢，利用有益Cr元素降低Cr合金成本24.54元/吨钢。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）含钒高铬铁水提钒：首先向提钒转炉加入废钢破碎料15-50kg/t钢，再将含钒高铬铁水兑入提钒转炉，吹炼过程中加入氧化铁皮球9.0-25.0kg/t钢、加入球团6.0-21.0kg/t钢；提钒氧枪吹炼枪位为1.0-1.2m，氧气消耗4.0-7.20Nm3/t钢，底吹氮气流量为80-90Nm3/h，吹炼时间5-7min，经过上述提钒过程，得到含Cr初始半钢，半钢出钢温度为1300-1350℃；
（2）氧气顶吹转炉冶炼低碳高铬钢水：将含Cr初始半钢装入炼钢转炉进行冶炼，废钢加入量为52.0-120.0kg/t钢、铜板加入量为1.91-5.43kg/t钢、镍板加入量1.1-6.4kg/t钢，石灰加入量20-45kg/t钢、轻烧白云石加入量15-32kg/t钢，氧气消耗6500-8700Nm3/炉；吹炼过程中转炉全程底吹吹氩，底吹氩流量280-350Nm3/h；转炉冶炼终点控制钢水温度在1630-1650℃，钢水C：0.05-0.07%、Cr：0.10-0.15%；
（3）转炉冶炼出钢钢水脱氧合金化：依据转炉终点合金元素成分及高耐腐蚀铁路车辆用钢的目标成分，在转炉炼钢出钢过程中加入硅铁合金0-2.24kg/t钢、硅锰合金11.2-14.2kg/t钢、台铝1.4-2.7kg/t钢、低碳铬铁6.90-14.60kg/t钢、低氮增碳剂0-0.60kg/t钢、铜板0-0.50kg/t钢和镍板0-0.50kg/t钢脱氧合金化，得到初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水；
（4）高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的精炼：将成分合格的初始高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水调运至LF炉进行去夹杂物、脱硫和成分微调，精炼过程加入小粒石灰3.6-10.0kg/t钢、改质剂0-0.80kg/t钢、复合精炼渣0.5-2.6kg/t钢、铝粉0.1-1.2kg/t钢，精炼结束软吹时间≥8.0min，氩气流量1.0-1.6Nm3/min，得到满足目标成分要求的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水。
2.根据权利要求1所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，含钒高铬铁水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：3.85-4.50%，P：0.100-0.150%，Si：0.05-0.20%，Mn：0.23-0.32%，S：0.030-0.050%，V：0.160-0.210%，Cr：0.15-0.21%，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，废钢破碎料技术指标为：P≤0.030%，TFe：89-95%，其余为不可避免的杂质；氧化铁皮球技术指标为：TFe≥71.0%，H2O≤1.0%，CaO≤0.8%，SiO2≤0.7%，粒度35-55mm；球团技术指标为：TFe≥60.0%，FeO≤1.0%，H2O≤0.2%，CaO≤1.5%，SiO2≤5.0%，粒度8-12mm。
4.根据权利要求1所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，含Cr初始半钢的主要化学成分组成及含量为：C：3.50-3.80%，Cr：0.12-0.17%，Si≤0.010%，Mn≤0.070%，V≤0.030%。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，石灰技术指标为：CaO+MgO≥86.0%，CaO≥81.0%，SiO2≤3.0%，P≤0.05%，S≤0.05%，活性度≥300ml，粒度30-60mm；轻烧白云石技术指标为：MgO≥29.0%，CaO≥41.0%，S≤0.05%，粒度15-30mm。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，硅铁合金化学成分组成及其质量百分含量为：Si≥72.0%、P≤0.05%、S≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；硅锰合金化学成分组成及其含量为：Si≥17.0%、Mn≥65%、C≤2.0%、P≤0.05%、S≤0.04%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；台铝化学成分组成及其含量为：Al≥99.5%，其余为不可避免的杂质元素；低碳铬铁化学成分组成及其含量为：Cr：63.0-75.0%、C≤0.50%、Si≤1.50%、P≤0.03%、S≤0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；低氮增碳剂化学成分组成及其含量为：C≥98.0%，N≤0.025%，其余为不可避免的杂质元素；所述铜板Cu含量≥99.5%，其余为不可避免的杂质；所述镍板Ni含量≥99.5%，其余为不可避免的杂质元素。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，转炉冶炼终点钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05-0.07%，P≤0.018%，S≤0.025%，Ni：0.12-0.65%，Cu：0.20-0.55%，Cr：0.10-0.15%，其余为Fe和不可避免的杂质。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，初始成分合格的高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06-0.12%，Si≤0.30%，P≤0.025%，Mn：0.70-0.90%，S≤0.025%，Als：0.010-0.045%，Ni：0.12-0.65%，Cu：0.20-0.55%，Cr：0.45-0.95%，其余为Fe和不可避免的杂质。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，小粒石灰技术指标：CaO+MgO≥86.0%，CaO≥81.0%，SiO2≤3.0%，P≤0.05%，S≤0.05%，活性度≥300ml，粒度10-25mm；改质剂技术指标：CaF2≥85.0%，SiO2≤8.0%，H2O≤1.0%，粒度10-20mm；复合精炼渣技术指标：CaO：18-25%，Al2O3：5-8%，SiO2：6-10%，CaF2≥15.0%，CaC：7-10%，Al：2-5%，P≤0.08%，S≤0.018%；铝粉技术指标：Al≥99.5%，粒度≤1.0mm，其余为不可避免的杂质元素。
10.根据权利要求1-4任意一项所述的一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，目标高耐腐蚀铁路车辆用钢钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06-0.12%，Si≤0.30%，P≤0.025%，Mn：0.70-0.90%，S≤0.008%，Als：0.010-0.045%，Ni：0.12-0.65%，Cu：0.20-0.55%，Cr：0.45-0.95%，其余为Fe和不可避免的杂质。
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