CN114959162A - 一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼方法，工艺路线为转炉冶炼、出钢造渣、LF精炼、钙化处理、VD真空精炼、连铸、铸坯堆冷，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤一、转炉冶炼工艺；步骤二、精炼炉冶炼工艺；步骤三、连铸工艺。本发明通过转炉造渣制度优化，LF炉精炼造氧化渣脱磷，造还原渣脱氧、脱硫工艺，VD真空脱气和去夹杂物工艺、连铸低过热度全程保护浇注，使铸坯成分均匀，磷≤0.008%，硫≤0.0015%，氧（O）≤15ppm，氢（H）≤1.5ppm，非金属夹杂物有效控制，铸坯内部质量良好，保证高附加值的抗氢致开裂用钢的生产。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼控制方法。
背景技术
抗氢致开裂的机理，前人已经有了较多的研究，主要集中在两点：控制钢材中的杂质和材料的均匀性。对于抗氢致裂纹容器钢而言，Nb、V、B 等合金都是禁止有意添加的，只能通过提高C、Mn含量来保证产品强度，而C、Mn都是易偏析元素，在连铸过程中，偏析是影响铸坯质量的重要因素，偏析引起的疏松和细长夹杂物更容易成为裂纹源。在酸性环境中，钢中夹杂物越多，钢的HIC敏感性就越高。
通过改善冶金工艺，来提高铸坯的质量，减小偏析和夹杂物含量，可以有效提高钢的抗HIC性。
发明内容
本发明旨在提供一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼控制方法，通过转炉造渣制度优化，LF炉精炼造氧化渣脱磷，造还原渣脱氧、脱硫工艺，VD真空脱气和去夹杂物工艺、连铸低过热度全程保护浇注，使铸坯成分均匀，磷≤0.008%，硫≤0.0015%，氧≤15ppm，氢≤1.5ppm，非金属夹杂物有效控制，铸坯内部质量良好。
本发明通过下述技术方案予以实现：
一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼控制方法，工艺路线为转炉冶炼、出钢造渣、LF精炼、钙化处理、VD真空精炼、连铸、铸坯堆冷，包括如下关键步骤：
（1）转炉冶炼：转炉采用高碱度、高氧化性、低温度渣系操作，脱磷、脱碳，终点控制氧≥450ppm，碳氧积＝0.0030%，出钢温度1570~1600℃，终点磷含量控制≤0.012％；挡渣出钢，炉后无铝脱氧，出钢过程中加入1.8~2.2kg/t钢石灰；
（2）精炼炉冶炼：LF炉升温至1550~1570℃加入2.6~3.0kg/t钢石灰，造氧化渣脱磷，加入2.2~2.6kg/t钢石灰稠渣后扒渣，扒渣后磷含量控制≤0.004％；脱磷扒渣后取样，再造还原渣脱氧、脱硫、合金化，钢水成分、温度达到钢种目标要求出站；VD抽真空，在真空度0.5tor以下保持时间15min；破空后分两次喂入钙线300m对钢水进行钙化处理，软吹搅拌时间≥15min，直至达到目标温度1538~1543℃上台；
（3）连铸：低过热度全程保护浇铸，控制过热度6~13，二次冷却采用动态配水冷却，采用动态轻压下技术减轻铸坯中心偏析与疏松。
本发明通过转炉造渣制度优化，LF炉精炼造氧化渣脱磷，造还原渣脱氧、脱硫工艺，VD真空脱气和去夹杂物工艺、连铸低过热度全程保护浇注，得到的钢铸坯成分均匀，磷≤0.008%，硫≤0.0015%，氧≤15ppm，氢≤1.5ppm，非金属夹杂物有效控制，铸坯内部质量良好。
本发明的原理：
关于转炉冶炼，利用大氧气射流搅拌熔池，造高碱度、高氧化性、低温度渣系操作，脱磷、脱碳，终点控制氧≥450ppm，碳氧积＝0.0030%，出钢温度1570~1600℃，终点磷含量控制≤0.012％，采用挡渣出钢，减少高氧化渣的混出，不脱氧合金化，保持钢水的高氧含量，炉后加入1.5~2.5kg/t钢石灰，为后续精炼创造条件。
关于精炼炉冶炼，LF炉升温至1550~1570℃加入2.6~3.0kg/t钢石灰，造氧化渣进一步脱磷，扒渣后P≤0.004%，再采用石灰和精炼渣料脱氧、脱硫，造高碱度流动性渣，精炼渣碱度CaO/SiO2=7.0~8.0，出站前钙化处理控制钢水中夹杂物，VD炉真空处理，对钢水进行脱氮、氢、氧处理，氢含量≤1.5ppm，氧含量≤15ppm。
关于连铸，连铸采用低过热度保护浇铸，全程保护浇铸可有效降低二次氧化物的生产，控制过热度6~13℃，连铸二冷动态配水技术，凝固末端三段动态轻压下技术，压下量7~9mm，减少中心桥琏的形成，减轻中心偏析与疏松，中心偏析≤1.0级；铸坯经火焰切割后铸坯淬火装置激冷至≤600℃，缓冷均匀铸坯组织，铸坯态组织进一步稳定。
本发明的优点：生产流程简单，合金成本低；通过转炉一次性造渣脱磷、LF炉造氧化渣进一步脱P技术，改善了传统冶炼工序，省去传统铁水预处理工艺，减轻了转炉的吹炼压力，延长的转炉炉龄，同时稳定控制成品P≤0.008%；稳定精炼工序生产，特别是P、S的稳定控制，从而使钢水成分、温度的控制稳定，给连铸提供了稳定的高质量钢水，有利于铸坯的内外部质量控制；提供连铸坯淬火激冷+堆缓冷技术，使铸坯组织更加细小均匀。该发明所冶炼的抗HIC压力容器钢SA516Gr60N坯料，成分偏析小，组织均匀，中心疏松、一般疏松均≤1.0级，A、B、C类粗系/细系夹杂物基本为0级，D类粗系/细系夹杂物均≤1.0级，铸坯内外部质量优良。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合260mm断面SA516Gr60N容器钢的生产一组实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼控制方法，工艺路线为转炉冶炼、出钢造渣、LF精炼、钙化处理、VD真空精炼、连铸、铸坯堆冷，重点工艺步骤见各实施例，工艺参数见各表。
实施例1：
（1）转炉冶炼：利用大氧气射流搅拌熔池，造高碱度（4.5）、高氧化性（TFe为20%）、低温度渣系操作，脱磷、脱碳，终点控制氧490ppm，出钢温度1583℃，采用挡渣出钢，出钢下渣量≤1kg/t，不脱氧合金化，炉后加入300kg石灰，炉后成分控制见表1；
（2）精炼炉冶炼：LF炉升温至1565℃加入400kg石灰，造氧化渣进一步脱磷，扒渣后成分控制见表2，再采用石灰和精炼渣料脱氧、脱硫，造高碱度流动性渣，精炼渣碱度CaO/SiO2=7.0~8.0，出站前钙化处理控制钢水中夹杂物，VD炉真空处理，对钢水进行脱氮、氢、氧处理，真空处理工艺参数见表3，钢水上台温度1539℃；
（3）连铸：连铸采用低过热度全程保护浇铸，控制过热度6~10℃，连铸二冷动态配水技术，凝固末端三段动态轻压下技术，压下量7~9mm，铸坯经火焰切割后铸坯淬火装置激冷至≤600℃，入专用垛位堆冷。
中包熔炼成分见表4，连铸有害元素见表5。
实施例2：
（1）转炉冶炼：利用大氧气射流搅拌熔池，造高碱度（4.8）、高氧化性（TFe为22%）、低温度渣系操作，脱磷、脱碳，终点控制氧484ppm，出钢温度1580℃，采用挡渣出钢，出钢下渣量≤1kg/t，不脱氧合金化，炉后加入300kg石灰；
（2）精炼炉冶炼：LF炉升温至1561℃加入400kg石灰，造氧化渣进一步脱磷，扒渣后成分控制见表2，再采用石灰和精炼渣料脱氧、脱硫，造高碱度流动性渣，精炼渣碱度CaO/SiO2=7.0~8.0，出站前钙化处理控制钢水中夹杂物，VD炉真空处理，对钢水进行脱氮、氢、氧处理，真空处理工艺参数见表3，钢水上台温度1542℃；
（3）连铸：连铸采用低过热度全程保护浇铸，控制过热度10~13℃，连铸二冷动态配水技术，凝固末端三段动态轻压下技术，压下量7~9mm，铸坯经火焰切割后铸坯淬火装置激冷至≤600℃，入专用垛位堆冷。
中包熔炼成分见表4，连铸有害元素见表5。
实施例3：
（1）转炉冶炼：利用大氧气射流搅拌熔池，造高碱度（4.6）、高氧化性（TFe为23%）、低温度渣系操作，脱磷、脱碳，终点控制氧516ppm，出钢温度1587℃，采用挡渣出钢，出钢下渣量≤1kg/t，不脱氧合金化，炉后加入300kg石灰，转炉终点成分见表1；
（2）精炼炉冶炼：LF炉升温至1565℃加入400kg石灰，造氧化渣进一步脱磷，扒渣后成分见表2，再采用石灰和精炼渣料脱氧、脱硫，造高碱度流动性渣，精炼渣碱度CaO/SiO2=7.0~8.0，出站前钙化处理控制钢水中夹杂物，VD炉真空处理，对钢水进行脱氮、氢、氧处理，真空处理工艺参数见表3，钢水上台温度1540℃；
（3）连铸：连铸采用低过热度全程保护浇铸，控制过热度7~11℃，连铸二冷动态配水技术，凝固末端三段动态轻压下技术，压下量7~9mm，铸坯经火焰切割后铸坯淬火装置激冷至≤600℃，入专用垛位堆冷。
中包熔炼成分见表4，连铸有害元素见表5。
表1 转炉终点成分（%）
表2 脱磷扒渣后成分（%）
表3 VD工艺参数
表4 连铸中包成分（%）
表5 连铸有害元素含量（ppm）
综上所述：通过转炉脱磷，终点控制氧≥450ppm，炉后无脱氧；LF炉造氧化渣进一步脱磷，扒渣后再造还原渣脱氧、脱硫、合金化；配合VD真空精炼脱除钢水中气体，破空后钢水钙化处理对夹杂物变性处理，软吹搅拌去除；连铸低过热度全程无氧化保护浇铸，实现熔炼终点钢水有害元素：[P]≤60ppm、[S]≤15ppm、[O]≤15ppm、[N]≤40ppm、[H]≤1.5ppm、结合连铸二次冷却动态配水冷却，采用动态轻压下技术减轻铸坯中心偏析与疏松，连铸坯内外部质量较好，可满足现场工业化大生产需求。
Claims (1)
1.一种抗HIC压力容器钢SA516Gr60N的冶炼控制方法，工艺路线为转炉冶炼、出钢造渣、LF精炼、钙化处理、VD真空精炼、连铸、铸坯堆冷，其特征在于包括如下关键工艺步骤：
（1）转炉冶炼：转炉采用高碱度、高氧化性、低温度渣系操作，脱磷、脱碳，终点控制氧≥450ppm，碳氧积＝0.0030%，出钢温度1570~1600℃，终点磷含量控制≤0.012％；挡渣出钢，炉后无铝脱氧，出钢过程中加入1.8~2.2kg/t钢石灰；
（2）精炼炉冶炼：LF炉升温至1550~1570℃加入2.6~3.0kg/t钢石灰，造氧化渣脱磷，加入2.2~2.6kg/t钢石灰稠渣后扒渣，扒渣后磷含量控制≤0.004％；脱磷扒渣后取样，再造还原渣脱氧、脱硫、合金化，钢水成分、温度达到钢种目标要求出站；VD抽真空，在真空度0.5tor以下保持时间15min；破空后分两次喂入钙线300m对钢水进行钙化处理，软吹搅拌时间≥15min，直至达到目标温度1538~1543℃上台；
（3）连铸：低过热度全程保护浇铸，控制过热度6~13℃，二次冷却采用动态配水冷却，采用动态轻压下技术减轻铸坯中心偏析与疏松。
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| CN107245652A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-10-13 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 大厚度高模焊性能SA516Gr60钢板及其生产方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张新理等: "抗酸压力容器钢SA516Gr60连铸坯质量研究", 中北大学学报(自然科学版) * |
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