CN114892066B

CN114892066B - 一种低碳电极用钢的生产方法

Info

Publication number: CN114892066B
Application number: CN202210552794.7A
Authority: CN
Inventors: 林丹; 陈军; 朱建成; 张成元; 巨银军; 郑健; 肖冬; 黄振华; 李建宇; 杨建华
Original assignee: Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2022-05-21
Filing date: 2022-05-21
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2042-05-21
Also published as: CN114892066A

Abstract

本发明公开了一种低碳电极用钢的生产方法，钢的化学成分质量百分比为C=0.03%～0.06%，Si≤0.01%，Mn≤0.05%，P≤0.01%，S≤0.01%，Al≤0.01%，Ti=0.05%～0.10%，N≤0.005%，As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质。工艺流程为“铁水预处理—转炉—LF炉—RH—连铸”。本发明方法尽量降低钢种Mn、Si以及其他残余元素含量，控制钢中碳含有一定碳含量和钛含量并减少钢中N含量，使Ti和C结合生成TiC，有效提高钢的韧性。生成过程Mn含量控制采用LF炉造氧化性渣，促使钢中Mn氧化成MnO进入渣中，降低锰含量以有效降低低Mn钢的生产成本。

Description

一种低碳电极用钢的生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种低碳电极用钢的生产方法。

背景技术

电极材料必须具有导电性能好、损耗小、造型容易的优点，并具有加工稳定性好、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。常用的电极材料有纯铜、石墨、黄铜、钢、铸铁和钨合金等。传统的电极用钢，在保证电阻率的同时，将碳含量控制在0.01%以内，导致其强度较低，机加工性能不好，而提高碳含量和其它合金元素时，又会导致电阻率满足不了要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳电极用钢的生产方法，通过成分设计，保证电阻率的同时使材料具有较好的价格性能，再根据成分特点设计生产工艺，有效控制钢中Si、Mn、Al含量，并实现浇铸生产。

发明的技术方案：

一种低碳电极用钢的生产方法，钢的化学成分质量百分比为C=0.03%～0.06%，Si≤0.01%，Mn≤0.05%，P≤0.01%，S≤0.01%，Al≤0.01%，Ti=0.05%～0.10%，N≤0.005%，As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质；包括以下工艺步骤：

（1）原料准备：铁水预处理脱硫，入转炉铁水S≤0.003%，入转炉废钢：Mn≤0.70%、S≤0.015%、As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%；

（2）转炉前期：转炉吹氧冶炼前期采用大渣量操作,加入石灰3～3.5t、白云石1～1.5t促进铁水中的锰氧化进入渣中，前期吹炼5min后倒前期渣，然后再加渣料继续吹炼；

（3）转炉中后期：转炉冶炼后期对钢水进行吹氧脱碳，提高终点氧含量，使钢水中锰进一步氧化去除；加入白云石500kg进行降温稠渣操作以防止出钢下渣；

（4）终点控制：转炉出钢时的锰含量控制为Mn≤0.070%，S≤0.010%，出钢过程不进行脱氧及合金化；出钢结束后将钢水运送到LF炉进行精炼；

（5）LF精炼：LF精炼升温操作，并进行600L/min的氩气搅拌，使钢水Mn下降至0.05%以下，控制钢水出LF炉活度氧400～500ppm；

（6）RH处理：RH进行真空处理，分批加入30～60kg碳粉脱氧，待钢的碳含量0.04%、活度氧≤50ppm时加入Ti70钛铁合金180kg，成分合格后破空，破空后钢水静置，渣面上抛洒铝丸；

（7）连铸：采用方坯连铸，铸坯断面240mm×240mm，拉速1.0m/min，全程保护浇铸。

本发明的原理：为控制电阻率，需要尽可能降低钢种Mn、Si以及其他残余元素含量；为提高钢材韧性，控制钢中碳含有一定碳含量和钛含量，并减少钢中N含量，使Ti和C结合生成TiC，有效提高钢的韧性。生产过程Mn含量控制采用LF炉造氧化性渣，促使钢中Mn氧化成MnO进入渣中，降低锰含量，有效降低第Mn钢的生产成本。由于需要控制Si、Al含量，RH采用碳粉脱氧后再加入钛铁合金，确保成分命中。

本发明的有益效果：一种全新的低碳电极用钢，针对成分特点，采用“KR-BOF-LF-RH-CC”工艺,精炼过程采用氧化性渣脱锰，真空过程碳粉脱碳，使化学成分满足设计要求，生产后检测电阻率满足0.12以下要求。生产工艺简单，成本低，并利于进行量生产。

附图说明

图1 为实施例1金相组织照片（100倍）。

具体实施方式

实施例1：

一种低碳电极用钢的生产方法。工艺步骤包括：

（1）原料准备：转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水84.1t，废钢20.1t，铁水中碳含量为4.81%，Si含量为0.47%，Mn含量为0.035%，S含量为0.002%；

（2）转炉前期：转炉冶炼前期加入第一批渣料进行造渣，加入渣料石灰3.21t、白云石1.26t，吹炼过程实行顶底复吹操作，供氧流量按正常要求控制，枪位采用低枪位并根据实际情况进行适当调整，快速化渣，渣化好后吹炼5min，倒掉2/3的前期渣；

（3）转炉中后期：倒完前期渣后接着加入第二批渣料，二批渣料加入量为石灰3.2t，采用正常的顶吹供氧工艺（氧枪位、流量等）进行吹炼，吹炼过程因转炉实际温度高加入500kg矿石，出钢前因炉渣太稀，加入了500kg白云石进行稠渣操作；

（4）终点控制：转炉终点温度1621℃，终点碳含量为0.062%，终点Mn含量为0.063%，终点硫含量为0.006%，出钢过程实行严格挡渣操作，严禁出钢下渣，出钢过程加入加入305kg的石灰；

（5）LF精炼：出钢结束后将钢包吊到LF精炼工位进行精炼；钢水在LF精炼升温至1600℃后，大氩气搅拌5分钟，取样Mn含量检测0.035%，LF炉出站成分C=0.041%，Mn=0.039%，S=0.006%，活度氧440ppm；

（6）RH处理：RH真空过程分批加入35kg，碳氧反应结束，定氧65ppm，然后加入钛铁182kg，破空静置渣面抛洒20kg铝丸后上台浇铸；

（7）连铸：拉速1.0m/min，成品成分检测C=0.041%，Mn=0.041%，S=0.006%，Si=0.0022%，Al=0.0067%，Ti=0.086%。检测结果电阻率为0.11。

实施例2：

一种低碳电极用钢的生产方法。工艺步骤包括：

（1）原料准备：转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水83.5t，废钢21.5t，铁水中碳含量为4.56%，Si含量为0.41%，Mn含量为0.038%，S含量为0.002%；

（2）转炉前期：转炉冶炼前期加入第一批渣料进行造渣，加入渣料石灰3.24t、白云石1.21t，吹炼过程实行顶底复吹操作，供氧流量按正常要求控制，枪位采用低枪位并根据实际情况进行适当调整，快速化渣，渣化好后吹炼5min，倒掉2/3的前期渣；

（4）终点控制：转炉终点温度1627℃，终点碳含量为0.055%，终点Mn含量为0.058%，终点硫含量为0.007%，出钢过程实行严格挡渣操作，严禁出钢下渣，出钢过程加入加入304kg的石灰；

（5）LF精炼：出钢结束后将钢包吊到LF精炼工位进行精炼；钢水在LF精炼升温至1600℃后，大氩气搅拌5分钟，取样Mn含量检测0.029%，LF炉出站成分C=0.043%，Mn=0.029%，S=0.007%，活度氧451ppm；

（6）RH处理：RH真空过程分批加入36kg，碳氧反应结束，定氧58ppm，然后加入钛铁181kg，破空静置渣面抛洒20kg铝丸后上台浇铸；

（7）连铸：拉速1.0m/min，成品成分检测C=0.045%，Mn=0.031%，S=0.007%，Si=0.0032%，Al=0.0083%，Ti=0.079%。检测结果电阻率为0.11。

Claims

1.一种低碳电极用钢的生产方法，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为C=0.03%～0.06%，Si≤0.01%，Mn=0.031%，P≤0.01%，S≤0.01%，Al≤0.01%，Ti=0.05%～0.10%，N≤0.005%，As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质；包括以下工艺步骤：

(5）LF精炼：LF精炼升温操作，并进行600L/min的氩气搅拌，使钢水Mn下降至0.05%以下，控制钢水出LF炉活度氧400～500ppm；

(6）RH处理：RH进行真空处理，分批加入30～60kg碳粉脱氧，待钢的碳含量0.04%、活度氧≤50ppm时加入Ti70钛铁合金180kg，成分合格后破空，破空后钢水静置，渣面上抛洒铝丸；

（7）连铸：采用方坯连铸，铸坯断面240mm*240mm，拉速1.0m/min，全程保护浇铸，得到低碳电极用钢的电阻率满足0.12以下的要求。