CN113337772A - 一种使用提钒半钢生产if钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,包括下述步骤:铁水提钒→半钢脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸;生产的IF钢的化学成分组成及其质量百分比为:C≤0.004%、Si≤0.03%、Mn:0.10‑0.20%、P≤0.012%、S≤0.008%、Ti:0.055‑0.070%、ALs:0.020‑0.045%、N≤0.0040%、O≤10ppm;其余为Fe及不可避免杂质。本发明提供的方法在保证脱磷效果的同时达到提钒的目的,且生产工艺稳定。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,具体属于一种使用提钒半钢生产IF钢的方法。
背景技术
随着钒在钢铁及其他行业中的应用越来越广泛,钒产物所带来的经济效益越来越高,含钒铁水经过提钒处理后,半钢中C,Mn,Si成份含量远低于正常铁水,吹炼过程中化学热源少,渣系成份单一,后续转炉冶炼在温度控制,造渣和脱磷方面都有较大的难度。
目前现有的含钒铁水生产IF钢工艺为了保证将钢水终点磷含量控制在0.013%以下,舍弃了铁水提钒过程变为脱磷,具体的流程为含钒铁水→脱磷转炉→复合喷吹脱硫→半钢入转炉冶炼的生产模式,这种生产模式严重影响了钒渣产量,造成大量的钒元素流失。
发明内容
为了解决上述钒元素大量流失的问题,本发明提供了一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,在保证脱磷效果的同时达到提钒的目的,且生产工艺稳定。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,包括下述步骤:铁水提钒→半钢脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸。
所述铁水提钒:将成分合适的铁水送入提钒炉内进行提钒处理,以质量百分比计算,尽量选取S、P含量低的铁水,其中S≤0.06%,P≤0.12%。提钒过程中采用粗氧提钒,控制吹炼温度为1300-1400℃之间,确保提钒率,同时在吹炼过程中加入破碎料进行第一步脱磷处理,加入适量台铝、硅锰合金和硅铁对半钢进行氧化性调整,补充热量,为下一步脱硫做提前处理。所述提钒处理后得到的半钢:T>1360℃,3.7%≤C≤4.0%,P≤0.11%,Si,Mn均为痕迹。
所述半钢脱硫:将提钒后的半钢吊至脱硫工序,对半钢进行复合喷吹脱硫和扒渣处理,包括:(1)将盛有高炉铁水的铁包在脱硫站通过复合脱硫法进行脱硫处理;(2)将脱硫处理后的铁水通过扒渣机进行扒渣处理,脱硫后半钢S≤0.003%,扒渣率≥98%。
所述转炉冶炼:将脱硫后半钢送入脱碳转炉进行冶炼,严格控制过程温度和渣况,提高脱磷效率。出钢过程中加入精炼渣与小粒灰,进行不脱氧出钢,使用滑板进行挡渣操作,减少下渣量,出钢终点P含量接近边缘时可使用挡渣塞,确保挡渣效果,控制出钢时间为6-8min。吹炼过程中通过控制氧化性,降低微量元素含量,转炉终点氧按照目标700-900ppm控制,终点氧高于900-1000ppm,出钢过程加入适量低氮底氮增碳剂进行终点氧控制。以质量百分比计算,所述脱碳转炉出钢钢水1650℃≤T≤1670℃,0≤C≤0.04%,P ≤0.010%,S≤0.008%。
所述LF精炼:对所述钢水进行LF精炼处理,通过添加适量中碳锰铁进行钢种锰含量的调节和补热,Mn合金加入量以钢水中Mn元素不超过上限为标准;精炼过程中加入少量石灰保证埋弧效果,氩站氧含量接近或超过900ppm时可在出钢前加入适量铝制改制剂脱除部分渣中氧进行顶渣改质,避免出现泡沫渣情况,影响后续RH炉处理。以质量百分比计算,LF炉精炼处理后的钢水,1610℃≤T≤1620℃,0≤C≤0.04%,0.10%≤Mn≤0.20%,0≤Si≤0.01%,P ≤0.010%,S≤0.008%。
所述RH精炼:将上述钢水进行RH炉循环脱气处理,RH处理过程中:极限真空度不高于300kpa,纯脱气时间在6-12min,排气时间20-40min,镇静时间15-20min,在处理过程中进行Ti合金化和Mn元素的成分微调,达到控制要点要求后出钢。出钢钢水:1580℃≤T≤1590℃,0≤C≤0.003%,0.10≤Mn≤0.20%,0≤Si≤0.02%,0.060%≤Ti≤0.070%,P≤0.010%,S≤0.007%,N≤0.0030%,O:≤10ppm。
所述连铸工艺:采用保护浇铸,使用无碳覆盖剂,头炉覆盖剂600-1500kg,连拉200-600kg,头炉过热度20-45℃,连拉炉次过热度20-40℃,连铸增碳不超过0.0009%。
本发明所生产的IF钢,其化学成分组成及其质量百分比为:C:≤0.004%、Si:≤0.03%、Mn:0.10-0.20%、P:0.012%、S≤0.008%、Ti:0.055-0.070%、ALs:0.020-0.045%、N:≤0.0040%、O:≤10ppm;其余为Fe及不可避免杂质。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
1、本发明通过钛强化,降低锰含量的成分设计,并通过对各工艺参数进行合理控制,获得了屈服强度≤300MPa,抗拉强度≤360MPa,伸长率≥33%的IF钢板。
2、本发明提供的IF钢生产方法中增加了提钒工艺,提钒后的半钢进入脱硫工序,钒渣进行下一步处理,可产生经济效益。
3、本发明在提钒转炉阶段使用硅锰合金以及台铝进行脱氧,提高了脱硫效率,还根据低温提钒的特点增加了脱磷功能。
4、本发明提供的方法中提高了转炉出钢的氧含量,可减少吹炼过程中对转炉耐材的腐蚀。
5、本发明在转炉阶段出钢不使用铝制脱氧剂,仅在出钢终点氧超过900ppm时使用低氮增碳剂进行转炉终点氧控制,可有效避免使用铝制品脱氧生产的夹杂物。
6、本发明在精炼阶段使用中碳锰铁作为补热剂,降低转炉出钢温度,缩短吹炼周期,可降低对转炉炉衬的腐蚀。
7、本发明成品钢水平均终点氧在10ppm以下。以质量百分比计算,IF钢中的C≤0.004%、Si≤0.03%、Mn:0.10-0.20%、P≤0.012%、S≤0.008%、Ti:0.055-0.070%、ALs:0.020-0.045%、N≤0.0040%、O≤10ppm,不仅能够使钢水成分均匀,而且显著降低了成分偏析现象。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,包括下述步骤:铁水提钒→半钢脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸,具体操作如下:
将成分合适的铁水送入提钒炉内进行提钒处理,以质量百分比计算,尽量选取S、P含量低的铁水,其中S≤0.06%,P≤0.12%。提钒过程中采用粗氧提钒,控制吹炼温度为1300-1400℃之间,确保提钒率,同时在吹炼过程中加入破碎料进行第一步脱磷处理,加入适量台铝、硅锰合金和硅铁对半钢进行氧化性调整,补充热量,为下一步脱硫做提前处理。所述提钒处理后得到的半钢:T>1360℃,3.7%≤C≤4.0%,P≤0.11%,Si,Mn均为痕迹。
将提钒后的半钢吊至脱硫工序,对半钢进行复合喷吹脱硫和扒渣处理,包括:(1)将盛有高炉铁水的铁包在脱硫站通过复合脱硫法进行脱硫处理;(2)将脱硫处理后的铁水通过扒渣机进行扒渣处理,脱硫后半钢S≤0.003%,扒渣率≥98%。
将脱硫后半钢送入脱碳转炉进行冶炼,严格控制过程温度和渣况,提高脱磷效率。出钢过程中加入精炼渣与小粒灰,进行不脱氧出钢,使用滑板进行挡渣操作,减少下渣量,出钢终点P含量接近边缘可使用挡渣塞,确保挡渣效果,控制出钢时间为6-8min。吹炼过程中通过控制氧化性,降低微量元素含量,转炉终点氧按照目标700-900ppm控制,终点氧高于900-1000ppm,出钢过程加入适量低氮底氮增碳剂进行终点氧控制。以质量百分比计算,所述脱碳转炉出钢钢水1650℃≤T≤1670℃,0≤C≤0.04%,P ≤0.010%,S≤0.008%。
对所述钢水进行LF炉处理,在精炼工序,通过添加适量中碳锰铁进行钢种锰含量的调节和补热,Mn合金加入量以钢水中Mn元素不超过上限为标准;精炼过程中加入少量石灰保证埋弧效果,氩站氧含量接近或超过900ppm时可在出钢前加入适量铝制改制剂脱除部分渣中氧进行顶渣改质,避免出现泡沫渣情况,影响后续RH炉处理。以质量百分比计算,LF炉精炼处理后的钢水,1610℃≤T≤1620℃,0≤C≤0.04%,0.10%≤Mn≤0.20%,0≤Si≤0.01%,P ≤0.010%,S≤0.008%。
将上述钢水进行RH炉循环脱气处理,RH处理过程中:极限真空度不高于300kpa,纯脱气时间在6-12min,排气时间20-40min,镇静时间15-20min,在处理过程中进行Ti合金化和Mn元素的成分微调,达到控制要点要求后出钢。出钢钢水:1580℃≤T≤1590℃,0≤C≤0.003%,0.10≤Mn≤0.20%,0≤Si≤0.02%,0.060%≤Ti≤0.070%,P≤0.010%,S≤0.007%,N≤0.0030%,O:≤10ppm。
采用保护浇铸,使用无碳覆盖剂,头炉覆盖剂600-1500kg,连拉200-600kg,头炉过热度20-45℃,连拉炉次过热度20-40℃,连铸增碳不超过0.0009%。
实施例1
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1362℃,碳含量3.8%,P含量0.11%。
脱硫后铁水S含量0.0015%。
转炉出钢温度为1653℃,C含量为0.029%,P含量为0.009%,S含量为0.0053% ,O含量795ppm,出钢时间423s。
LF炉出钢温度为1613%,C含量为0.029%,Mn含量为0.14%,Si含量为0.005%,P含量为0.007%,S含量为0.007%。
RH出钢温度为1581℃,C含量为0.0007%,Mn含量为0.15%,Si含量为0.003%,Ti含量为0.07%,P含量为0.006%,S含量为0.007%,极限真空度112kpa,纯脱气时间在8min,排气时间27min,镇静时间20min。
成品成分质量百分比为C:0.0015%、Si:0.005%、Mn:0.15%、P:0.008%、S:0.007%、Ti:0.069%、ALs:0.032%、N:0.0026%、O:5ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度290MPa,抗拉强度345MPa,伸长率37%。
实施例2
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸,
提钒转炉半钢温度为1365℃,碳含量3.81%,P含量0.10%。
脱硫后铁水S含量0.0013%。
转炉出钢温度为1655℃,C含量为0.024%,P含量为0.002%,S含量为0.001%,O含量810ppm,出钢时间410s。
LF炉出钢温度为1618℃,C含量为0.028%,Mn含量为0.14%,Si含量为0.005%,P含量为0.007%,S含量为0.005%。
RH出钢温度为1588℃,C含量为0.002%,Mn含量为0.16%,Si含量为0.003%,ALs Ti含量为0.07%, P含量为0.006%,S含量为0.007%,极限真空度85kpa,纯脱气时间在8min,排气时间31min,镇静时间20min。
成品成分质量百分比为C:0.002%、Si:0.005%、Mn:0.16%、P:0.008%、S:0.006%、Ti:0.068%、ALs:0.035、N:0.0037%、O:3ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度275MPa,抗拉强度332MPa,伸长率41%。
实施例3
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1368℃,碳含量3.76%,P含量0.009%。
脱硫后铁水S含量0.0020%。
转炉出钢温度为1655℃,C含量为0.020%,P含量为0.001%,S含量为0.003%,O含量823ppm,出钢时间406s。
LF炉出钢温度为1616℃,C含量为0.026%,Mn含量为0.16%,Si含量为0.004%,P含量为0.007%,S含量为0.003%。
RH出钢温度为1583℃,C含量为0.002%,Mn含量为0.11%,Si含量为0.003%,Ti含量为0.065%, P含量为0.007%,S含量为0.004%,极限真空度132kpa,纯脱气时间在6min,排气时间22min,镇静时间20min。
成品成分质量百分比为C:0.002%、Si:0.007%、Mn:0.11%、P:0.007%、S:0.004%、Ti:0.064%、ALs:0.036、N:0.0037%、O:2ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度263MPa,抗拉强度326MPa,伸长率46%。
实施例4
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1366℃,碳含量3.72%,P含量0.08%。
脱硫后铁水S含量0.0024%。
转炉出钢温度为1666℃,C含量为0.033%,P含量为0.007%,S含量为0.002%,O含量886ppm,出钢时间465s。
LF炉出钢温度为1615℃,C含量为0.037%,Mn含量为0.18%,Si含量为0.007%,P含量为0.009%,S含量为0.006%。
RH出钢温度为1585℃,C含量为0.003%,Mn含量为0.11%,Si含量为0.005%,Ti含量为0.064%, P含量为0.005%,S含量为0.005%,极限真空度130kpa,纯脱气时间在6min,排气时间25min,镇静时间15min。
成品成分质量百分比为C:0.03%、Si:0.006%、Mn:0.12%、P:0.009%、S:0.008%、Ti:0.062%、ALs:0.031、N:0.0022%、O:5ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度281MPa,抗拉强度353MPa,伸长率36%。
实施例5
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1370℃,碳含量3.93%,P含量0.09%。
脱硫后铁水S含量0.0019%。
转炉出钢温度为1662℃,C含量为0.037%,P含量为0.005%,S含量为0.005%,O含量854ppm,出钢时间383s。
LF炉出钢温度为16120℃,C含量为0.033%,Mn含量为0.12%,Si含量为0.006%,P含量为0.008%,S含量为0.003%。
RH出钢温度为1581℃,C含量为0.001%,Mn含量为0.17%,Si含量为0.015%,Ti含量为0.062%, P含量为0.007%,S含量为0.004%,极限真空度124kpa,纯脱气时间在10min,排气时间20min,镇静时间15min。
成品成分质量百分比为C:0.002%、Si:0.012%、Mn:0.0.16%、P:0.009%、S:0.005%、Ti:0.061%、ALs:0.035、N:0.0021%、O:3ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度257MPa,抗拉强度295MPa,伸长率47%。
实施例6
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1364℃,碳含量3.85%,P含量0.06%。
脱硫后铁水S含量0.0017%。
转炉出钢温度为1668℃,C含量为0.018%,P含量为0.009%,S含量为0.004%,O含量897ppm,出钢时间398s。
LF炉出钢温度为1617℃,C含量为0.039%,Mn含量为0.12%,Si含量为0.009%,P含量为0.006%,S含量为0.005%。
RH出钢温度为1587℃,C含量为0.001%,Mn含量为0.13%,Si含量为0.008%,Ti含量为0.066%, P含量为0.005%,S含量为0.004%,极限真空度113kpa,纯脱气时间在12min,排气时间35min,镇静时间18min。
成品成分质量百分比为C:0.002%、Si:0.010%、Mn:0.13%、P:0.007%、S:0.005%、Ti:0.065%、ALs:0.037、N:0.0020%、O:3ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度268MPa,抗拉强度312MPa,伸长率45%。
实施例7
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1368℃,碳含量3.98%,P含量0.07%。
脱硫后铁水S含量0.0026%。
转炉出钢温度为1651℃,C含量为0.011%,P含量为0.008%,S含量为0.002%,O含量708ppm,出钢时间366s。
LF炉出钢温度为1610℃,C含量为0.018%,Mn含量为0.19%,Si含量为0.003%,P含量为0.006%,S含量为0.004%。
RH出钢温度为1589℃,C含量为0.002%,Mn含量为0.20%,Si含量为0.010%,Ti含量为0.067%, P含量为0.004%,S含量为0.005%,极限真空度100kpa,纯脱气时间在10min,排气时间40min,镇静时间18min。
成品成分质量百分比为C:0.003%、Si:0.010%、Mn:0.20%、P:0.005%、S:0.005%、Ti:0.066%、ALs:0.039、N:0.0021%、O:2ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度286MPa,抗拉强度349MPa,伸长率34%。
实施例8
采用150吨转炉提钒、复合喷吹脱硫、150吨转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸。
提钒转炉半钢温度为1371℃,碳含量3.83%,P含量0.10%。
脱硫后铁水S含量0.0022%。
转炉出钢温度为1659℃,C含量为0.019%,P含量为0.003%,S含量为0.007%,O含量749ppm,出钢时间474s。
LF炉出钢温度为1612℃,C含量为0.022%,Mn含量为0.10%,Si含量为0.004%,P含量为0.008%,S含量为0.006%。
RH出钢温度为1583℃,C含量为0.001%,Mn含量为0.13%,Si含量为0.017%,Ti含量为0.061%, P含量为0.005%,S含量为0.006%,极限真空度105kpa,纯脱气时间在7min,排气时间38min,镇静时间18min。
成品成分质量百分比为C:0.002%、Si:0.017%、Mn:0.13%、P:0.005%、S:0.007%、Ti:0.061%、ALs:0.037、N:0.0024%、O:5ppm。
本实施例制备的IF钢屈服强度273MPa,抗拉强度249MPa,伸长率39%。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,所应理解的是,以上所示仅为本发明的较优实施方式而已,并不用于限制本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,包括下述步骤:铁水提钒→半钢脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸。
2.根据权利要求1所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述铁水提钒后的半钢:T>1360℃,3.7%≤C≤4.0%,P≤0.11%。
3.根据权利要求1或2所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述铁水提钒过程中,控制吹炼温度为1300-1400℃之间,在吹炼过程中加入破碎料进行第一步脱磷处理,加入适量台铝、硅锰合金和硅铁对半钢进行氧化性调整。
4.根据权利要求1所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述半钢脱硫处理后S≤0.003%。
5.根据权利要求1所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述转炉冶炼出钢钢水:1650℃≤T≤1670℃,0≤C≤0.04%,P≤0.010%,S≤0.008%,终点氧含量700-900ppm,出钢时间6-8min。
6.根据权利要求5所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述终点氧超过900ppm时使用低氮增碳剂进行转炉终点氧控制。
7.根据权利要求1所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述LF精炼后的钢水,1610℃≤T≤1620℃,0≤C≤0.04%,0.10%≤Mn≤0.20%,0≤Si≤0.01%,P≤0.010%,S≤0.008%。
8.根据权利要求1或7所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,在所述LF精炼工序添加中碳锰铁进行钢种锰含量的调节和补热。
9.根据权利要求1所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述RH精炼过程中:极限真空度不高于300kpa,纯脱气时间在6-12min,排气时间20-40min,镇静时间15-20min;RH精炼出钢钢水:1580℃≤T≤1590℃,0≤C≤0.003%,0.10≤Mn≤0.20%,0≤Si≤0.02%,0.060%≤Ti≤0.070%,P≤0.010%,S≤0.007%,N≤0.0030%,O≤10ppm。
10.根据权利要求1所述的一种使用提钒半钢生产IF钢的方法,其特征在于,所述IF钢的化学成分组成及其质量百分比为:C≤0.004%、Si≤0.03%、Mn:0.10-0.20%、P≤0.012%、S≤0.008%、Ti:0.055-0.070%、ALs:0.020-0.045%、N≤0.0040%、O≤10ppm;其余为Fe及不可避免杂质。
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