CN115198189A - 一种缩短aod炉生产双相不锈钢冶炼时间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双相不锈钢2205的AOD冶炼方法，一种缩短AOD炉生产双相不锈钢冶炼时间的方法，包括以下步骤：步骤一：入炉钢水成分C、Cr、Si、Mn的控制；步骤二：吹氧脱碳工艺控制；步骤三：吹氩去氮的氮合金化工艺控制。采用本发明冶炼双相不锈钢2205，可以缩短AOD冶炼时间55分钟以上，提高了生产效率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种双相不锈钢2205的AOD冶炼方法，具体的涉及一种缩短AOD炉生产双相不锈钢2205冶炼时间的方法。
背景技术
2205是双相不锈钢中最主要钢种。与同级别的奥氏体不锈钢相比，大幅度降低Ni含量的同时，材料本身还具有高强度、良好的耐应力腐蚀、耐点腐蚀及焊接性能，在石油化工、造船、海水淡化等行业得到广泛的应用。
但双相不锈钢2205属于超低碳不锈钢，同时钢中铬含量高，脱碳困难；另外双相不锈钢2205钢中氮含量较高，精确控制氮含量难度大，从而使得双相不锈钢2205在AOD炉冶炼时间长，通常一炉钢超过170分钟，影响生产成本及生产效率。
本发明的一种缩短AOD炉生产双相不锈钢2205冶炼时间的方法，主要是通过优化AOD入炉原料配比，优化AOD脱碳，以及精确控制钢中氮含量措施，缩短AOD冶炼双相不锈钢2205的时间，提高AOD生产效率。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，提供一种缩短AOD炉生产双相不锈钢冶炼时间的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种缩短AOD炉生产双相不锈钢冶炼时间的方法，双相不锈钢2205化学成分的质量百分配比为：C：≤0.03%，Si：≤1.00%，Mn：≤2.00%，P：≤0.030%，S：≤0.020%，Cr：21.0%-23.0%，Ni：4.5%-6.5%，Mo：2.50%-3.50%，N：0.08%-0.20%，其余为Fe与不可避免的杂质。
一种缩短AOD炉生产双相不锈钢2205冶炼时间的方法，包括以下步骤：步骤一：入炉钢水成分C、Cr、Si、Mn的控制：C含量控制范围为：1.5%-2.5%，Cr含量控制范围为：22%-25%，Si、Mn含量控制范围为：Si≤0.2%、Mn≤0.2%；步骤二：吹氧脱碳工艺控制：钢中碳含量0.30%-2.50%，采用顶底复吹氧气脱碳，顶吹氧气流量为2800-3200m3/h，底吹氧气流量为800-1200m3/h，并且顶吹氧气流量从大到小，低吹氧气流量从小到大；当钢中碳含量为0.30%以下时，停止顶吹氧，采用底吹氧脱碳，其底吹供氧量从1200m3/h逐步降低到500m3/h-300m3/h，当钢中碳含量小于0.02%时，取样分析C含量，当取样分析氧含量小于0.02%时，停止吹氧，并加入硅铁还原；步骤三：吹氩去氮的氮合金化工艺控制：当钢水温度达到1580℃-1680℃时，此时再进行底吹氩气进行吹氩去氮，吹氩量为4.0-4.4立方米/吨钢，钢水温度在上限时吹氩量按下限控制，钢水温度在下限时吹氩量按上限控制，吹氩量要求一次完成。
本发明的有益效果是：采用本发明冶炼双相不锈钢2205，可以缩短AOD冶炼时间55分钟以上，提高了生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
双相不锈钢2205属于超低碳不锈钢，且钢中铬含量高，脱碳困难，另外钢中氮含量高，命中率低。本发明提供一种缩短AOD炉生产双相不锈钢2205冶炼时间的方法。
本发明的构思是分析双相不锈钢2205脱碳难、氮量含量命中率低的原因，采用合理的AOD冶炼工艺，使2205冶炼时间从170分钟以上缩短到115分钟以内，提高AOD生产效率。
本发明双相不锈钢2205化学成分的质量百分配比为：
C≤0.03% Si≤1.00% Mn≤2.00% P≤0.030% S≤0.020% Cr：21.0%～23.0% Ni：4.5%～6.5% Mo:2.50%～3.50% N:0.08%～0.20%，其余为Fe与不可避免的杂质。
本发明AOD设备基本参数为：
本发明双相不锈钢2205冶炼控制方法具体如下：
Ⅰ 入炉钢水成分C、Cr、Si、Mn的控制
C含量控制范围为：1.5%-2.5%。C含量控制太高，脱碳时间越长，C含量控制太低，则吹氧脱碳产生的热量不够，影响脱碳时钢水温度，从而影响脱碳时间及造渣和脱硫。通过多轮试验，最终确定AOD冶炼2205的碳含量范围为1.5%-2.5%。
Cr含量控制范围为：22%-25%。标准要求钢中Cr含量为21%-23%，但是为了降低成本，AOD冶炼过程要加入镍铁、钼铁、锰铁、硅铁、高碳铬铁，因此入炉Cr含量将稀释，因此通过多轮试验确定入炉Cr含量控制在22%-25%，这样才能不影响成本的前提下，缩短冶炼时间。
Si、Mn含量控制范围为：Si≤0.2%、Mn≤0.2%。Si、Mn含量太高，则吹氧脱碳时Si、Mn先氧化，形成大量的渣，影响脱碳的速度，同时大量SiO2严重影响了脱硫。通过多轮试验确定入炉Si≤0.2%、Mn≤0.2%。
Ⅱ吹氧脱碳工艺控制
钢中碳含量在0.30%以上，采用顶底复吹氧气脱碳。顶吹氧气流量为2800-3200m3/h,底吹氧气流量为800-1200m3/h，并且顶吹氧气流量从大到小，低吹氧气流量从小到大。根据二级计算及取样分析C含量，当钢中碳含量为0.30%以下时，停止顶吹氧，采用底吹氧脱碳，其底吹供氧量从1200m3/h逐步降低到500m3/h-300m3/h，当二级计算C含量小于0.02%时，取样分析C含量，当取样分析氧含量小于0.02%时，停止吹氧，并加入硅铁还原。
Ⅲ 吹氩去氮的氮合金化工艺控制
钢水从AOD开始冶炼到完成还原、扒渣、成分调整，此过程全程吹氮气搅拌和氮合金化，当调整完成分后进行测温，一般钢水温度范围为1580℃-1680℃，此时继续吹氮气搅拌，当钢水温度达到1580℃-1680℃时，此时再进行底吹氩气进行吹氩去氮，吹氩量为4.0-4.4立方米/吨钢，钢水温度在上限时吹氩量按下限控制，钢水温度在下限时吹氩量按上限控制，吹氩量要求一次完成。吹完氩后立即出钢，其钢中成品氮含量0.14%-0.18%命中率达100%。
本发明采用45吨AOD炉冶炼双相不锈钢2205，通过控制入炉钢水C、Cr、Si、Mn成分，吹氧脱碳工艺技术，吹氩去氮的氮合金化工艺技术，使AOD炉冶炼双相不锈钢2205的平均时间从原来的170分钟以上降低到现在的115分钟以下，极大地提高了生产效率、降低了生产成本。
下面结合实施例详细说明45吨AOD冶炼双相不锈钢的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一
本实施例2205双相不锈钢，缩短AOD冶炼2205生产时间的实施例包括下述依次的步骤：
ⅠAOD入炉2205的主要化学成分（质量百分比）
C：2.1% Si：0.15% Mn：0.03% P：0.025% S：0.02% Cr：23.5% Ni：5.3%，Mo:3.2%,其余为Fe与不可避免的杂质。
Ⅱ吹氧脱碳工艺具体控制
AOD钢水兑入后，采用顶、底同时吹氧脱碳，顶吹氧气流量为3200m3/h，底吹氧气流量为600m3/h。
顶吹氧气流量分别为3200m3/h、3000m3/h、2700m3/h，对应时间分别为10min、8min、6min,二级计算C含量为0.28%，然后取样分析C含量，分析过程中继续吹氧，分析C含量结果为0.26%。停止顶吹，采用底吹氧脱碳，其底吹供氧量分别为600m3/h、800m3/h、1000m3/h，对应时间为12min、15min、20min，然后取样分析C含量，分析过程中继续吹氧，分析C含量结果为0.012%，停止吹氧，并加入1.3吨硅铁还原。
Ⅲ 吹氩去氮的氮合金化工艺控制
钢水在AOD还原后，进行扒渣、成分调整，此过程全程吹氮气搅拌和氮合金化，当调整完成分后进行测温，钢水温度为1635℃，此时底吹氩气进行吹氩去氮，吹氩量为4.2立方米/吨钢，吹氩量一次完成。吹完氩后立即出钢，其钢中成品氮含量0.156%，达到控制目标0.14%-0.18%。
从兑钢到出钢，总共冶炼时间为110min。
实施例二
本实施例2205双相不锈钢，缩短AOD冶炼2205生产时间的实施例包括下述依次的步骤：
ⅠAOD入炉2205的主要化学成分（质量百分比）
C：2.45% Si：0.10% Mn：0.1003% P：0.022% S：0.03% Cr：23.0% Ni：5.15% Mo:3.1%,其余为Fe与不可避免的杂质。
Ⅱ吹氧脱碳工艺具体控制
AOD钢水兑入后，采用顶、底同时吹氧脱碳，顶吹氧气流量为3200m3/h，底吹氧气流量为600m3/h。
顶吹氧气流量分别为3200m3/h、2900m3/h、2600m3/h，对应时间分别为10min、10min、6min,二级计算C含量为0.30%，然后取样分析C含量，分析过程中继续吹氧，分析C含量结果为0.28%。停止顶吹，采用底吹氧脱碳，其底吹供氧量分别为650m3/h、850m3/h、1000m3/h，对应时间为12min、16min、18min，然后取样分析C含量，分析过程中继续吹氧，分析C含量结果为0.010%，停止吹氧，并加入1.5吨硅铁还原。
Ⅲ吹氩去氮的氮合金化工艺控制
钢水在AOD还原后，进行扒渣、成分调整，此过程全程吹氮气搅拌和氮合金化，当调整完成分后进行测温，钢水温度为1660℃，此时底吹氩气进行吹氩去氮，吹氩量为4.1立方米/吨钢，吹氩量一次完成。吹完氩后立即出钢，其钢中成品氮含量0.152%，达到控制目标0.14%-0.18%。
从兑钢到出钢，总共冶炼时间为113min。
本发明的技术方案是通过控制AOD炉生产双相不锈钢2205时的入炉钢水温度、入炉钢水碳含量及主要合金含量、脱碳过程吹氧量及吹氧分配、氮合金化工艺措施，使AOD炉冶炼双相不锈钢2205的时间从原来的170分钟降低到现在的115分钟以下，极大地提高了生产效率。本发明可缩短AOD炉冶炼双相不锈钢2205的时间。极大地提高了生产效率。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明所保护范围的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (2)
1.一种缩短AOD炉生产双相不锈钢冶炼时间的方法，其特征在于：双相不锈钢2205化学成分的质量百分配比为：C：≤0.03%，Si：≤1.00%，Mn：≤2.00%，P：≤0.030%，S：≤0.020%，Cr：21.0%-23.0%，Ni：4.5%-6.5%，Mo：2.50%-3.50%，N：0.08%-0.20%，其余为Fe与不可避免的杂质。
2.一种缩短AOD炉生产双相不锈钢冶炼时间的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：入炉钢水成分C、Cr、Si、Mn的控制：C含量控制范围为：1.5%-2.5%，Cr含量控制范围为：22%-25%，Si、Mn含量控制范围为：Si≤0.2%、Mn≤0.2%；
步骤二：吹氧脱碳工艺控制：钢中碳含量0.30%-2.50%，采用顶底复吹氧气脱碳，顶吹氧气流量为2800-3200m3/h，底吹氧气流量为800-1200m3/h，并且顶吹氧气流量从大到小，低吹氧气流量从小到大；当钢中碳含量为0.30%以下时，停止顶吹氧，采用底吹氧脱碳，其底吹供氧量从1200m3/h逐步降低到500m3/h-300m3/h，当钢中碳含量小于0.02%时，取样分析C含量，当取样分析氧含量小于0.02%时，停止吹氧，并加入硅铁还原；
步骤三：吹氩去氮的氮合金化工艺控制：当钢水温度达到1580℃-1680℃时，此时再进行底吹氩气进行吹氩去氮，吹氩量为4.0-4.4立方米/吨钢，钢水温度在上限时吹氩量按下限控制，钢水温度在下限时吹氩量按上限控制，吹氩量要求一次完成。
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2022
- 2022-07-19 CN CN202210847207.7A patent/CN115198189B/zh active Active
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