CN114317881A - 电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷。本发明提供的方法可降低钢液初始氢含量、增加精炼过程钢液脱氢程度、充分排出铸坯内部残留氢，使最终轧制坯‑材钢板内部残余氢达到安全范围。该操作方法便捷有效，利用较低的成本就可以达到充分消除氢致裂纹危害的目的，轧后坯‑材无白点、内部裂纹等缺陷。本发明生产的厚度≥30mm的坯‑材钢板，轧后钢板探伤合格率≥99.51%，轧后钢板氢含量检测≤0.9ppm。
Description
技术领域
本发明属于洁净钢生产工艺范畴，具体涉及一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法。
背景技术
电弧炉短流程炼钢初始氢含量普遍高于转炉炼钢2-4ppm，而氢是中厚板内部质量的重要危害元素之一，尤其是板厚≥30mm的钢板，氢扩散速度慢，当钢板中聚集氢含量超过1.0ppm时，钢板就会产生氢白点，这类危害一旦产生，则不能消除，危害极其严重，尤其常见的为轧后钢板整板内裂纹缺陷，造成钢板探伤不合、产品报废，严重增加生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，通过控制电弧炉入炉废钢预热、精炼造渣、真空脱氢、铸坯缓冷扩氢，深度去除钢液氢含量、充分扩散钢板游离氢，使得最终轧制钢板氢含量≤1.0ppm，无白点、氢致裂纹缺陷。
为解决上述方法问题，本发明所采取的方法方案是：
一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，所述方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷。
本发明所述钢板为板厚≥30mm坯成材钢板。
本发明所述控制电弧炉入炉废钢水分，通过电弧炉烟道500℃以上的温度对入炉废钢进行烘烤≥15min，可去除98～99%的炉料水分，充分保证入炉炉料的干燥，电弧炉出钢氢含量可降低1.5～3.8ppm，电弧炉出钢氢含量4.8～7.9ppm。
本发明所述控制LF渣系成分，控制预熔渣Al2O3含量35-45%，LF渣系Al2O3成份含量18～28%，使得精炼渣保持良好的流动性和发泡指数，充分隔绝空气，减轻冶炼过程钢液吸气程度，且可保证高真空度下钢液可翻出渣面、充分脱气。
本发明所述控制VD高真空度时间，在66Pa以下真空度进行脱气处理15～18min，保证钢液充分脱气。
本发明所述控制VD高真空度吹氩强度，在66Pa以下真空度抽真空，控制吹氩流量200～250L/min，保持时间10～13min，促进钢液充分搅拌、排气。
本发明所述分级控制铸坯堆垛缓冷，根据中间包氢含量检测值，控制铸坯堆垛缓冷时间，具体如下：
当中间包氢含量≤2.0ppm，铸坯不堆垛缓冷；
当2.0ppm＜中间包氢含量≤2.5ppm，铸坯堆垛缓冷12～16h；
当2.5ppm＜中间包氢含量≤3.5ppm，铸坯堆垛缓冷22～26h；
以确保铸坯中游离氢充分扩散溢出。
本发明探伤标准参考：NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测》；氢含量检测标准参考：GB/T 223.82-2018《钢铁氢含量的检测》。
采用上述控制方法所产生的有益效果在于：1、电弧炉入炉废钢预热，操作简便，既对能源回收利用，又能从根源上降低钢板氢含量；2、精炼造渣，控制渣系中的Al2O3含量在18～28%之间，既能保证精炼渣有良好的发泡效果，减轻冶炼过程钢液吸气，又能保证精炼渣良好的流动性，充分脱气、吸附夹杂；3、真空脱氢，66pa以下真空度进行钢液强氩气搅拌，即可充分脱气，又可促使夹杂物碰撞长大、去除，提高钢液洁净度；4、本发明生产的厚度≥30mm的坯-材钢板，轧后钢板探伤合格率≥99.51%，轧后钢板氢含量检测≤0.9ppm，无内部裂纹缺陷。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明作进一步详细说明
实施例1：
本实施例生产20块Q355NB钢板，厚度50mm，氢致裂纹控制方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷，具体如下：
（1）电弧炉入炉废钢45t，全部经过电弧炉烟道预热15min，烟道温度518℃，充分烘烤、干燥后加入炉内；
（2）精炼造渣：添加450kg预熔渣，预熔渣中Al2O3含量42.38%，精炼炉渣Al2O3含量27.33%；
（3）真空脱氢：60Pa真空度保持时间15min，60Pa真空度氩气流量250L/min，强搅拌10min；
（4）铸坯缓冷扩氢：中间包定氢2.36ppm，铸坯下线堆垛缓冷12h。
本实施例控制方法轧后钢板检测氢含量0.76ppm，无内部裂纹缺陷，探伤合格率100%。
实施例2：
本实施例生产20块Q355NC钢板，厚度40mm，氢致裂纹控制方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷，具体如下：
（1）电弧炉入炉废钢40t，全部经过电弧炉烟道预热17min，烟道温度528℃，充分烘烤、干燥后加入炉内；
（2）精炼造渣：添加400kg预熔渣，预熔渣中Al2O3含量35.88%，精炼炉渣Al2O3含量20.46%；
（3）真空脱氢：38Pa真空度保持时间15min，38Pa真空度氩气流量230L/min强搅拌11min；
（4）铸坯缓冷扩氢：中间包定氢1.83ppm，铸坯下线未堆垛缓冷。
本实施例控制方法轧后钢板检测氢含量0.72ppm，无内部裂纹缺陷，探伤合格率100%。
实施例3：
本实施例生产12块Q345D钢板，厚度38mm，氢致裂纹控制方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷，具体如下：
（1）电弧炉入炉废钢40t，全部经过电弧炉烟道预热15min，烟道温度501℃，充分烘烤、干燥后加入炉内；
（2）精炼造渣：添加400kg预熔渣，预熔渣中Al2O3含量41.22%，精炼炉渣Al2O3含量23.92%；
（3）真空脱氢：58Pa真空度保持时间15min，58Pa真空度氩气流量250L/min强搅拌11min；
（4）铸坯缓冷扩氢：中间包定氢2.5ppm，铸坯下线堆垛缓冷16h。
本实施例控制方法轧后钢板检测氢含量0.56ppm，无内部裂纹缺陷，探伤合格率100%。
实施例4：
本实施例生产16块Q345D钢板，厚度50mm，氢致裂纹控制方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷，具体如下：
（1）电弧炉入炉废钢45t，全部经过电弧炉烟道预热15min，烟道温度506℃，充分烘烤、干燥后加入炉内；
（2）精炼造渣：添加450kg预熔渣，预熔渣中Al2O3含量41.22%，精炼炉渣Al2O3含量22.93%；
（3）真空脱氢：62Pa真空度保持时间17min，62Pa以下真空度氩气流量250L/min强搅拌12min；
（4）铸坯缓冷扩氢：中间包定氢2.89ppm，铸坯下线堆垛缓冷22h。
本实施例控制方法轧后钢板检测氢含量0.51ppm，无内部裂纹缺陷，探伤合格率100%。
实施例5：
本实施例生产16块Q345D钢板，厚度40mm，氢致裂纹控制方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷，具体如下：
（1）电弧炉入炉废钢45t，全部经过电弧炉烟道预热16min，烟道温度518℃，充分烘烤、干燥后加入炉内；
（2）精炼造渣：添加450kg预熔渣，预熔渣中Al2O3含量41.38%，精炼炉渣Al2O3含量25.76%；
（3）真空脱氢：38Pa真空度保持时间16min，38Pa真空度氩气流量200L/min强搅拌10min；
（4）铸坯缓冷扩氢：中间包定氢2.38ppm，铸坯下线堆垛缓冷16h。
本实施例控制方法轧后钢板检测氢含量0.71ppm，无内部裂纹缺陷，探伤合格。
实施例6：
本实施例生产21块Q355NB钢板，厚度38mm，氢致裂纹控制方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷，具体如下：
（1）电弧炉入炉废钢48t，全部经过电弧炉烟道预热16min，烟道温度518℃，充分烘烤、干燥后加入炉内；
（2）精炼造渣：添加400kg预熔渣，预熔渣中Al2O3含量45.89%，精炼炉渣Al2O3含量18.04%；
（3）真空脱氢：55Pa真空度保持时间18min，55Pa真空度氩气流量220L/min强搅拌13min；
（4）铸坯缓冷扩氢：中间包定氢3.47ppm，铸坯下线堆垛缓冷24h。
本实施例控制方法轧后钢板检测氢含量0.87ppm，无内部裂纹缺陷，探伤合格率100%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的方法方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通方法人员应当理解：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 (7)
1.一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述方法包括控制电弧炉入炉废钢水分、LF渣系成分、VD高真空度时间、VD高真空度吹氩强度、分级控制铸坯堆垛缓冷。
2.根据权利要求1所述的一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述控制电弧炉入炉废钢水分，利用电弧炉烟道预热入炉废钢，烟道温度≥500℃，预热时间≥15min。
3.根据权利要求1所述的一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述控制LF渣系成分，控制预熔渣Al2O3含量35-45%，LF渣系Al2O3成份含量18～28%。
4.根据权利要求1所述的一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述控制VD高真空度时间，在66Pa以下真空度进行脱气处理15～18min。
5.根据权利要求1所述的一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述控制VD高真空度吹氩强度，在66Pa以下真空度抽真空，控制吹氩流量200～250L/min，保持时间10～13min。
6.根据权利要求1所述的一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述分级控制铸坯堆垛缓冷，根据中间包氢含量检测值，控制铸坯堆垛缓冷时间，具体如下：
当中间包氢含量≤2.0ppm，铸坯不堆垛缓冷；
当2.0ppm＜中间包氢含量≤2.5ppm，铸坯堆垛缓冷12～16h；
当2.5ppm＜中间包氢含量≤3.5ppm，铸坯堆垛缓冷22～26h。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种电弧炉短流程炼钢的坯成材钢板氢致裂纹控制方法，其特征在于，所述控制方法生产的板厚≥30mm坯成材钢板，轧后钢板氢含量检测≤0.9ppm，无白点、无内部裂纹缺陷，探伤合格率≥99.51%。
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