CN112501388B - 一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶金技术领域,尤其涉及一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法。具体包括:1)铁水预处理,2)脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷,3)LF工序:3.1)开启底吹氩,氩气流量不低于60m3/h,3.2)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,3.3)升温5~20min后倒扒渣工序,3.4)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,3.5)吹氩搅拌5~15min改质,3.6)测温取样,3.7)首罐参考搬出温度1625~1630℃,3.8)进行测温取样搬出,搬出取渣样,4)RH脱氢。利用现有工艺技术条件,通过工艺控制,实现高镍超低磷钢的稳定控制,并能够增加高镍含量的超低磷钢种的连浇罐次。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,尤其涉及一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法。
背景技术
P和其它元素在晶界偏聚能够造成钢的脆性敏感,是导致钢冷脆性的最关键元素。因高镍含量超低磷钢(例如9Ni钢)要求在-196℃的条件下能够储存液态气体,对钢的冷脆性要求更是严格,基本上是不允许出现钢的冷脆性,因此这些钢种基本都要求[P]≤0.005%,最好[P]≤0.003%。此外,钢中非金属夹杂物是钢的主要破坏源,对钢材的疲劳强度、加工性能、延性、韧性、焊接性能、抗HIC性能、耐腐蚀性能等均有显著的不良影响,高镍超低磷钢作为低温压力容器钢,对低夹杂物含量的要求极高。
国内目前生产高镍含量超低磷钢的方法各个钢厂不尽相同,国内一些代表钢厂采用的冶炼方法是转炉“多渣法”(也就是多次倒渣的双渣法)工艺,即冶炼过程多次倒炉放渣然后造渣的转炉冶炼方法,这种方法冶炼过程控制不稳定,冶炼时间长,温度损失大,钢铁料消耗高,转炉出钢末期剩钢严重,钢种冶炼成功率偏低等一系列缺点。另一些代表钢厂则是采用正常转炉冶炼,转炉终点磷基本都在0.005-0.008%之间,沸腾出钢,出钢过程加入1-2吨白灰,利用钢水的高碱度、强氧化性气氛在出钢时继续对钢水进行脱磷,在出钢末期剩钢抬炉,炉后加入脱磷剂大气量搅拌脱磷,进LF炉继续进行加白灰强搅拌脱磷,这样钢水磷能够脱到0.002%左右,然后通过钢水扒渣,再进LF进行钢水改质深脱硫处理,这样在入RH时钢水磷含量基本在0.004%左右,成品在0.005%左右,这样做的缺点非常明显,首先基本是利用后道工序进行持续深脱磷,脱除的磷都在炉渣中,加上转炉带渣,如果钢水扒渣不净,在炉渣改质后容易回磷导致钢水磷超标;其次处理周期太长,加热幅度过大,对生产组织以及耐材的侵蚀都有重大的不利影响,此外,处理时间长,加热时间长容易造成钢水污染严重,钢坯纯净度差。还有一些钢厂采用大渣量的双联法进行冶炼,但是为了确保脱磷且合金加入量大,转炉温度控制非常低,基本上转炉出钢的终点温度都在1500℃左右,且为保证脱磷效果,终点氧值相对较高,这种冶炼工艺不仅对炉衬侵害严重,而且由于温度的严重偏低,在工艺流程上被迫采用二次进LF升温(即钢水扒渣前先进LF两次或多次升温(一次升温10分钟不够),再进行钢水扒渣,然后再进入LF大幅度升温的情况)。由于工艺操作具体情况的限制,国内绝大部分钢厂对于此类钢种的冶炼每浇次基本都不超过2罐。
CN201510033944.3公开了“一种高镍含量超低磷钢冶炼工艺方法”,只涵盖了转炉冶炼方法,无钢水扒渣以及精炼控制工艺。
发明内容
为了克服现有技术的不足,一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法,利用现有工艺技术条件,通过工艺控制,实现高镍超低磷钢的稳定控制,并能够增加高镍含量的超低磷钢种的连浇罐次。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法,工艺路线:铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→RH真空炉→铸机,具体包括如下步骤:
1)铁水预处理,要求铁水脱硫后[S]≤0.002%,脱硫后渣要彻底扒净;
2)脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷;
脱磷炉双渣操作,氧气开吹流量设定50000~55000Nm3/h,氧枪工作氧压不低于0.9Mpa,过程枪位200~300cm,吹氧4~5min炉渣活跃时抬枪放渣,氧累达到6300-6500Nm3抬枪出钢。
脱磷后半钢增碳包括,钢水兑入转炉,随废钢加入6~12kg/t增碳剂。
氧气开吹流量设定50000~55000Nm3/h,氧枪工作氧压不低于0.9Mpa,过程枪位220~330cm,氧累达到9000~10000Nm3抬枪出钢。
3)LF工序;
3.1)钢水罐座到钢车后,开启底吹氩,氩气流量不低于60m3/h,吹开面积大于钢液面面积1/2,否则接事故氩;
3.2)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,分1~2批初调顶渣,每批白灰加入300~800Kg,白灰:助熔渣不高于4:1,搅拌2~3min进行升温;
3.3)升温5~20min后倒扒渣工序,进行扒渣作业,保证钢液面90%以上裸露,扒渣后进LF处理;
3.4)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,分1~2批初调顶渣,每批白灰加入300~800Kg,白灰:助熔渣不高于4:1,搅拌2~3min升温;
渣料加入结束加铝脱氧,0.3~0.6kg或目标铝质量分数0.06%~0.08%,升温过程分批次加入渣料,白灰加入总量3~4吨;
升温过程中,加入部分硅铁,根据氩站Si成分,加入至目标含量,参与脱硫;
升温2~3次后搅拌1~3min测温取样,温度达到1590℃~1610℃进行搅拌改质脱硫;
3.5)升温结束,氩气流量不低于60m3/h,吹氩搅拌5~15min改质,改质过程中根据进站样进行合金化;
3.6)改质结束,测温取样,确认钢中硫的质量分数小于等于0.0010%,调整碳、硅、锰、铝含量,满足内控要求,避免RH补加合金;
3.7)首罐参考搬出温度1625~1630℃,连浇参考搬出温度1605℃~1610℃,对于Ni含量过高罐次,提高搬出温度10~20℃,减少RH废钢加入量;
3.8)净吹氩10~30min,进行测温取样搬出,搬出取渣样;
4)RH脱氢,保证净循环时间15~40min;RH搬出成分含量:P质量分数小于等于0.005%,S质量分数小于等于0.001%,Ni质量分数大于等于5%。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、通过铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→钢水扒渣→LF炉→RH真空炉→铸机的工艺控制方式实现了高镍超低磷钢的稳定控制;
2、通过对硫、磷、氧元素的控制,配合钢水扒渣,以及LF物理升温的方式,降低了夹杂物水平,提高了高镍超低磷钢的洁净度;
3、按照冶炼高镍超低磷钢,铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→钢水扒渣→LF炉→RH真空炉→铸机的冶炼工艺,给出各工序以及传隔时间列车时刻表,由调度室按时间节点组织生产,确保了稳定的供钢节奏,实现了单浇次冶炼罐数的提高。
具体实施方式
本发明公开了一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
实施例:
一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法,具体包括:
1、工艺路线:铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→RH真空炉→铸机;
2、铁水脱硫,脱后硫元素的质量分数为0.0010%,要求铁水脱硫后[S]≤0.002%,脱硫后渣要彻底扒净;
3、转炉的操作技术为脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷冶炼;
3.1脱磷炉双渣操作,氧气开吹流量设定52000Nm3/h,氧枪工作氧压0.9Mpa,过程枪位200~300cm,吹氧4~5min炉渣活跃时抬枪放渣,氧累达到6400Nm3抬枪出钢。
3.2脱磷后半钢增碳,钢水兑入转炉,随废钢加入8kg/t增碳剂。
3.3氧气开吹流量设定52000Nm3/h,氧枪工作氧压0.9Mpa,过程枪位220~330cm,氧累达到9500Nm3抬枪出钢;出钢温度1600℃,出钢氧元素的质量分数为0.05%;
4、LF工序;
4.1钢水罐座到钢车后,进行手动吹氩操作,氩气流量100Nm3/h;
4.2按照先加助熔渣后加白灰的原则,分2批每批白灰加入600Kg初调顶渣,白灰:助熔渣=4:1。搅拌2min进行升温;
4.3升温10min后倒扒渣工序,进行扒渣作业,保证钢液面90%以上裸露,扒渣后进LF处理;
4.4按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,分2批初调顶渣,每批白灰加入500Kg,白灰:助熔渣为4:1,搅拌2min升温。渣料加入结束加铝线段0.4kg/t脱氧。升温过程分批次加入渣料,白灰加入总量3.5吨。升温过程中,加入硅铁2.5kg/t(根据氩站Si成分)参与脱硫。升温2次后搅拌3min测温取样,温度达到1600℃进行搅拌改质脱硫;
4.5升温结束,氩气流量100m3/h,吹氩搅拌10min改质,改质过程中根据进站样进行合金化。
4.6改质结束,进行测温取样,钢水中硫的质量分数0.0010%。碳、硅、锰、铝含量满足内控要求,避免RH补加合金;
4.7搬出温度1625℃,对于Ni含量过高罐次,可适当提高搬出温度,尽量减少RH废钢加入量;
4.8净吹氩30min,进行测温取样搬出,搬出取渣样;
5、RH脱氢,保证净循环时间25min;RH搬出成分含量:P质量分数为0.004%,S质量分数为0.001%,Ni质量分数为9.1%。
本发明利用现有工艺技术条件,通过工艺控制,实现高镍超低磷钢的稳定控制,并能够增加高镍含量的超低磷钢种的连浇罐次。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法,工艺路线:铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→RH真空炉→铸机,其特征在于,具体包括如下步骤:
1)铁水预处理,要求铁水脱硫后[S]≤0.002%,脱硫后渣要彻底扒净;
2)脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷;
脱磷炉双渣操作,氧气开吹流量设定50000~55000Nm3/h,氧枪工作氧压不低于0.9Mpa,过程枪位200~300cm,吹氧 4~5min炉渣活跃时抬枪放渣,氧累达到6300-6500Nm3抬枪出钢;
脱磷后半钢增碳,钢水兑入转炉,随废钢加入6~12kg/t增碳剂;
氧气开吹流量设定50000~55000Nm3/h,氧枪工作氧压不低于0.9Mpa,过程枪位220~330cm,氧累达到9000~10000Nm3抬枪出钢;
3)LF工序;
3.1)钢水罐座到钢车后,开启底吹氩,氩气流量不低于60m3/h,吹开面积大于钢液面面积1/2,否则接事故氩;
3.2)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,分 1~2 批初调顶渣,每批白灰加入300~800Kg,白灰:助熔渣不高于4:1,搅拌 2~3min 进行升温;
3.3)升温5~20min后倒扒渣工序,进行扒渣作业,保证钢液面 90%以上裸露,扒渣后进LF 处理;
3.4)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料,分 1~2 批初调顶渣,每批白灰加入300~800Kg,白灰:助熔渣不高于4:1,搅拌 2~3min 升温;
渣料加入结束加铝脱氧,铝的加入量为0.3~0.6kg/t或目标铝质量分数0.06%~0.08%,升温过程分批次加入渣料,白灰加入总量 3~4 吨;
升温过程中,加入部分硅铁,根据氩站 Si 成分,加入至目标含量,参与脱硫;
升温 2~3 次后搅拌 1~3min 测温取样,温度达到 1590℃~1610℃进行搅拌改质脱硫;
3.5)升温结束,氩气流量不低于60m3/h,吹氩搅拌5~15min改质,改质过程中根据进站样进行合金化;
3.6)改质结束,测温取样,确认钢中硫的质量分数小于等于0.0010%,调整碳、硅、锰、铝含量,满足内控要求,避免RH补加合金;
3.7)首罐参考搬出温度 1625~1630℃,连浇参考搬出温度1605℃~1610℃,对于Ni含量过高罐次,提高搬出温度10~20℃,减少RH废钢加入量;
3.8)净吹氩10~30min,进行测温取样搬出,搬出取渣样;
4)RH脱氢,保证净循环时间 15~40min。
2.根据权利要求1所述的一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法,其特征在于,步骤4)还包括RH搬出成分含量:P质量分数小于等于0.005%,S质量分数小于等于0.001%,Ni质量分数大于等于5%。
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