CN116121484A - 一种低成本超低磷钢的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本超低磷钢的冶炼方法，所述方法包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序；电炉初炼工序，采用1500‑1550℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]≤0.010%；残余氧脱磷工序，加入少量石灰造渣，采用大氩气搅拌，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷，控制钢中磷含量≤0.003%；LF精炼工序，加入石灰、铝线，进行脱氧、脱硫，采用低磷合金进行合金化；VD真空处理工序，真空度20‑40Pa，保持时间15‑20min；连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。本发明方生产工艺简单，生产成本较低；浇铸成的连铸坯钢质纯净，熔炼P含量≤0.004%。

Description

一种低成本超低磷钢的冶炼方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本超低磷钢的冶炼方法。
背景技术
磷在钢中是有害元素，以低熔点化合物形态存在于钢中，其熔点处于钢的热加工温度区间，降低钢抵抗变形的能力，在热变形时会产生裂纹；磷容易在枝晶间偏析聚集，以Fe3P或Fe2P形态存在，形成了高含磷的脆性区，使钢的塑性和低温冲击韧度大大降低，即所谓的“冷脆”现象；在腐蚀性介质中，由于磷沿晶界分布，使腐蚀沿晶界发展，加速钢的腐蚀速度，降低钢的耐蚀性能。
因此，磷在钢中通常作为有害元素来加以控制。随着科学技术的迅猛发展，对钢材的冶金质量要求不断提高，尤其对钢中的磷含量不断提出更高要求。一些高级别容器钢、超低温钢、抗氢致裂纹钢等厚钢板品种，要求钢中磷含量小于0.010%甚至小于0.005%。为此，众多钢厂开展了低磷钢、超低磷钢冶炼方法的研究，取得了一定的效果，但也存在工序复杂、成本偏高的问题。
经检索，公开号为CN100560744C的钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法，该方案采用RH真空处理、复合球体脱磷剂、并进行扒渣，其工序复杂，成本较高。
又如公开号为CN103938069A的一种低磷低碳钢LF精炼脱磷生产工艺，该方案采用RH真空处理，仅可保证P≤0.015%，其工序复杂，脱磷效果不理想。
本发明提供一种低成本低磷钢的冶炼方法，通过初炼控制较低的初炼出钢磷、利用初炼残余氧继续脱磷、连铸保护浇注等手段，仅增加石灰用量1.0-2.0kg/t，工序简单、成本低廉，提高效率10%-20%，降低成本50-100元/t。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本超低磷钢的冶炼方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序。
本发明所述电炉初炼工序，采用1500-1550℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]≤0.010%，出钢随钢流加入石灰1.5～2.0kg/t。
本发明所述残余氧脱磷工序，座包分批加入石灰2.0～4.0kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.0-1.2MPa，流量300-500L/min，不送电或短时送电，控制温度在1530-1580℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，若[P]>0.003%，则重复前步操作，直至[P]≤0.003%；当[P]≤0.003%后，进行常规脱氧、脱硫操作。
本发明所述LF精炼工序，分批加入石灰4.0～6.0kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
本发明所述VD真空处理工序，真空度30-40Pa，保持时间15-20min。
本发明所述连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本发明所述连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为≤0.004%。
本发明的发明原理为：电炉初炼阶段，采用较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至较低水平，达到出钢[P]≤0.010%；残余氧脱磷阶段，加入石灰造渣，采用大氩气搅拌，不送电或短时送电，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；LF精炼阶段，进行常规脱氧、脱硫，并采用低磷合金进行合金化；VD真空处理阶段，采用较高真空度下长时间保持，进一步脱除钢中气体和夹杂物；连铸阶段，采用氩封保护浇注，减少二次氧化。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过强化初炼脱磷、残余氧脱磷，以及低磷合金进行合金化，使钢中[P]含量达到更低水平。2、本发明生产工序简单，生产成本较低，提高效率10%-20%，降低成本50-100元/t。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下：
（1）电炉初炼工序：采用1530℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]=0.010%，出钢随钢流加入石灰1.5kg/t。
（2）残余氧脱磷工序，座包分两批加入石灰4.0kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.2MPa，流量450L/min，短时送电，控制温度在1550℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，[P]=0.0025%，进行常规精炼操作。
（3）LF精炼工序：分批加入石灰6.0kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
（4）VD真空处理工序，真空度40Pa，保持时间18min。
（5）连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本实施例所得连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为0.0033%。
实施例2
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下：
（1）电炉初炼工序：采用1514℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]=0.008%，出钢随钢流加入石灰1.5kg/t。
（2）残余氧脱磷工序，座包分两批加入石灰3.0kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.0MPa，流量300L/min，短时送电，控制温度在1530℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，[P]=0.002%，进行常规精炼操作。
（3）LF精炼工序：分批加入石灰4.0kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
（4）VD真空处理工序，真空度30Pa，保持时间15min。
（5）连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本实施例所得连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为0.0035%。
实施例3
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下：
（1）电炉初炼工序：采用1545℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]=0.009%，出钢随钢流加入石灰1.8kg/t。
（2）残余氧脱磷工序，座包分两批加入石灰3.3kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.1MPa，流量400L/min，不送电，控制温度在1580℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，[P]=0.003%，进行常规精炼操作。
（3）LF精炼工序：分批加入石灰4.3kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
（4）VD真空处理工序，真空度38Pa，保持时间20min。
（5）连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本实施例所得连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为0.0025%。
实施例4
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下：
（1）电炉初炼工序：采用1550℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至较低水平，达到出钢[P]=0.006%，出钢随钢流加入石灰1.7kg/t。
（2）残余氧脱磷工序，座包分两批加入石灰3.5kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.0MPa，流量500L/min，短时送电，控制温度在1570℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，[P]=0.0021%，进行常规精炼操作。
（3）LF精炼工序：分批加入石灰5.5kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
（4）VD真空处理工序，真空度35Pa，保持时间19min。
（5）连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本实施例所得连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为0.0031%。
实施例5
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下：
（1）电炉初炼工序：采用1529℃较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]=0.008%，出钢随钢流加入石灰1.6kg/t。
（2）残余氧脱磷工序，座包分两批加入石灰4.0kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.2MPa，流量300L/min，短时送电，控制温度在1560℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样， [P]=0.0043%，再次加入石灰2.0kg/t造渣，继续吹氩5min后取样，[P]=0.0022%，进行常规精炼操作。
（3）LF精炼工序：分批加入石灰4.0kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
（4）VD真空处理工序，真空度40Pa，保持时间15min。
（5）连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本实施例所得连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为0.0036%。
实施例6
一种低成本超低磷钢的冶炼方法，包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下：
（1）电炉初炼工序：采用1500℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]=0.005%，出钢随钢流加入石灰1.5kg/t。
（2）残余氧脱磷工序，座包分两批加入石灰3.0kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.0MPa，流量380L/min，不送电，控制温度在1535℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，[P]=0.0015%，进行常规精炼操作。
（3）LF精炼工序：分批加入石灰5.8kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
（4）VD真空处理工序，真空度30Pa，保持时间16min。
（5）连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
本实施例所得连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为0.0020%。

Claims (7)

1.一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述方法包括电炉初炼、残余氧脱磷、LF精炼、VD真空处理、连铸工序。
2.根据权利要求1所述的一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述电炉初炼工序，采用1500-1550℃的较低温度下吹氧脱磷，控制钢中磷含量至出钢[P]≤0.010%，出钢随钢流加入石灰1.5～2.0kg/t。
3.根据权利要求1所述的一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述残余氧脱磷工序，座包分批加入石灰2.0～4.0kg/t造渣，采用大氩气搅拌，氩气压力1.0-1.2MPa，流量300-500L/min，不送电或短时送电，控制温度在1530-1580℃，在较低温度下利用钢中残余氧脱磷；10min后取样，若[P]>0.003%，则重复前步操作，直至[P]≤0.003%；当[P]≤0.003%后，进行常规精炼操作。
4.根据权利要求1所述的一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述LF精炼工序，分批加入石灰4.0～6.0kg/t造渣，喂入铝线，进行脱氧、脱硫，加入低磷合金进行合金化。
5.根据权利要求1所述的一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述VD真空处理工序，真空度30-40Pa，保持时间15-20min。
6.根据权利要求1所述的一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述连铸工序，采用全程氩封保护浇注，保持稳态浇注。
7.根据权利要求1-6所述的一种低成本超低磷钢的冶炼方法，其特征在于，所述连铸坯的磷含量较低，成品[P]含量为≤0.004%。
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