CN117701822A - 一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，所述方法包括转炉提钒、转炉炼钢、LF精炼炉工序；所述转炉提钒工序，铁水测温、取样兑入提钒转炉铁水温度为1320～1360℃，过程根据铁水化学试样成分Si+Ti＝0.2～0.3%范围调整球团、铁皮球加入量有利于提钒控制，半钢出钢温度1330～1390℃，半钢余钒≤0.020%。本发明经过转炉炼钢、LF炉精炼处理后能有效的降低汽车边梁钢钢水中硫、氮含量的控制，提高钢水纯净度，保证产品的合格率。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法。
背景技术
由于车辆轻，起步时加速性能更好，随着节能环保越来越成为了广大关注的话题，轻量化也广泛应用到普通汽车领域，在提高操控性的同时还能有出色的节油表现，汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量，在确保稳定提升性能的基础上，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质理，从面提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染，降低汽车整备质量可以提高输出功率，降低噪声、提升操控性、可靠性、提高车速。这就要求研发生产高品质汽车钢。
承钢因钒钛资源优势明显，炼钢生产过程中通过铁水提钒工艺可使钒资源得到最大程度的回收，生产的铁水中钒元素含量在0.100%～0.300%之间，主要从“去钒保碳”及提高钒渣品位降低钒渣全铁含量的角度出发，虽然硅、钛等元素大部分氧化进入到钒渣中，但残余元素整体控制水平不稳定，不能实现半钢残余元素的有效控制，因此，亟需开发一种高效回收钒元素、同时稳定控制残余元素的冶炼工艺。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，此方法钒收得率高，工艺流程短，得到钢水更纯净。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，所述方法包括转炉提钒、转炉炼钢、LF精炼炉工序；所述转炉提钒工序，铁水测温、取样兑入提钒转炉，铁水温度为1320～1360℃，铁水含钒量0.210～0.260%，控制枪位下枪纯氧吹炼，过程根据铁水化学试样成分Si+Ti＝0.2～0.3%范围调整球团、铁皮球加入量，有利于提钒控制，半钢出钢温度1330～1390℃，半钢余钒≤0.020%。
本发明所述转炉提钒工序，控制纯氧吹炼3～4min，吹炼过程在线吹氮方式，流量控制150～300Nm3/h控制出钒渣。
本发明所述铝质钢包渣改质剂化学成分及控制指标如下：Al：50～55%，Al2O3：15～20%，CaO：5～15%，MgO≤5%，SiO2≤3%，P≤0.5%，S≤0.5%。
本发明所述转炉炼钢工序，冶炼半钢入炉S≤0.005%，实现连铸恒速浇注；通过采用转炉控制全程底吹氩流量150～300Nm3/h，转炉终点第一炉温度1630～1670℃。
本发明所述转炉炼钢工序，出钢时间控制4～8 min，出钢过程在采取在线吹氩方式，采用滑板挡渣，下渣量≤50mm，避免下渣回磷；出钢完毕加入小粒灰0.88～1.71kg/t钢、铝质钢包改质剂0.88～1.71kg/t钢水；铝质钢包改质剂，进行钢包渣改质变性，降低钢包渣氧化性。
本发明所述转炉炼钢工序，氩站吹氩2～3min，氩气流量调控500～800NL/min充分搅拌熔化，控制钢水包顶渣中FeO的含量，减少钢水在吊运和浇铸过程中顶渣向钢水内的传氧量，从而减少钢水中Al合金元素的氧化；吹氩后温度≥1610℃，熔炼钢水成分范围为：C：0.04～0.06%，Si：0.25～0.35% Mn：1.45～1.55%，P≤0.018%，S≤0.008%，Als：0.010～0.025%，O：0.0010～0.003%。
本发明所述LF精炼工序：钢包吊运至LF进行冶炼处理，坐包完毕进行氩气连接调整氩气500～1200NL/ min进行预吹氩作业，除尘阀门控制开度至70～80%，采用微正压操作，钢包开至加热位根据前道工序钢液化学试样酸溶铝含量调整脱氧剂铝粉加入量，加入渣料石灰4.11～5.14 kg/t钢、铝质钢包渣改质剂0.88～1.71 kg/t钢水、加入完毕调整氩气提高搅拌功率，提高动力学条件。观察渣料完全熔化，调整氩气150～300NL/min，合适渣厚有利于埋弧、提高热效率，减少钢液吸氮，加热5～8min停止加热，调整氩气流量提高钢渣反应能力进行脱氧、脱硫作业，过程中蘸渣观察熔渣颜色状态（黑色－黄色、绿色玻璃渣－白色）及钢液流动性，良好流动性有利于脱硫反应。及时调整石灰、萤石、铝粉加入量调整熔渣直至形成白渣。进行钢液测温、取样，试样化学成分均符合质量要求。
本发明所述LF精炼工序：钢液中酸溶铝按成分中上限控制，形成白渣后，加入钛铁进行合金强化，调整氩气200～300NL/min翻搅2～3min，均匀温度、均匀成分。调整氩气30～80NL/min不裸露液面进行钙处理弱吹氩≥10min，进行夹杂物变性处理上浮夹杂至熔渣中净化钢液。
本发明所述方法获得的钢水主要化学成分及质量百分含量如下：C：0.060～0.090%，Si：0.25～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.018%，S≤0.008%，Ti：0.11～0.13%，Als：0.020～0.045%，N≤0.0040%，O≤0.0020%，其它化学残余元素要求：Nb+V+Ti≤0.22%。
本发明所述转炉提钒工序，钒回收率≥73%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供一种使用提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，在生产汽车边梁钢的同时，未影响钒钛铁水中的贵重金属钒、钛提炼，节约矿产资源，经过转炉炼钢、LF炉精炼处理后能有效的降低汽车边梁钢钢水的硫、氮含量的控制，提高钢水纯净度，保证产品的合格率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-5
一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，所述方法包括转炉提钒、转炉炼钢、LF精炼炉工序；具体控制参数如下：
1）转炉提钒：铁水测温、取样兑入提钒转炉铁水温度为1320～1360℃，铁水含钒量0.210～0.260%，控制枪位下枪纯氧吹炼，过程根据铁水化学试样成分Si+Ti＝0.2～0.3%范围调整球团、铁皮球加入量，控制纯氧吹炼3～4min，吹炼过程在线吹氮方式，流量控制150～300 Nm3/h控制出钒渣，半钢出钢温度1330～1390℃，半钢余钒≤0.020%；实施例1-5转炉提钒控制参数见表1。
表1 实施例1-5转炉提钒控制参数
2）转炉炼钢：冶炼半钢入炉S≤0.05%，实现连铸恒速浇注；通过采用转炉控制全程底吹氩流量150～300Nm3/h，转炉终点第一炉温度1630～1670℃，钢包坐包完毕开通钢包底吹氩气置换钢包内气体，出钢1/2加入硅锰合金、锰铁、台铝，要求出钢过程均匀加入至钢包内出钢至3/4加完，避免集中加入，严禁将合金料加入包底；出钢时间控制4～8 min，出钢过程在采取在线吹氩方式，采用滑板挡渣，下渣量≤50mm，避免下渣回磷；出钢完毕加入小粒灰0.88～1.71kg/t钢、铝质钢包改质剂0.88～1.71kg/t钢；铝质钢包渣改质剂，进行钢包渣改质变性，降低钢包渣氧化性。氩站吹氩2～3min，氩气流量调控500～800NL/min充分搅拌熔化，控制钢水包顶渣中FeO的含量，减少钢水在吊运和浇铸过程中顶渣向钢水内的传氧量，从而减少钢水中Al合金元素的氧化。吹氩后温度≥1610℃，熔炼钢水成分范围为： C：0.04～0.06%，Si：0.25～0.35%，Mn：1.45～1.55%，P≤0.018%，S≤0.008%，Als：0.010～0.025%，O：0.001～0.003%；实施例1-5转炉炼钢控制参数见表2，熔炼钢水成分范围见表3。
表2 实施例1-5转炉炼钢控制参数
表3 实施例1-5熔炼钢水成分范围（%）
3）LF精炼：钢包吊运至LF进行冶炼处理，坐包完毕进行氩气连接调整氩气500～1200NL/min进行预吹氩作业，除尘阀门控制开度至70～80%，采用微正压操作，钢包开至加热位根据前道工序钢液化学试样酸溶铝含量调整脱氧剂铝粉加入量，加入渣料石灰4.11～5.14 kg/t钢、铝质钢包渣改质剂0.88～1.71 kg/t钢水、加入完毕调整氩气提高搅拌功率，提高动力学条件。观察渣料完全熔化，调整氩气150～300NL/min，合适渣厚有利于埋弧、提高热效率，减少钢液吸氮，加热5～8min停止加热，调整氩气流量提高钢渣反应能力进行脱氧、脱硫作业，过程中蘸渣观察熔渣颜色、（碱度）状态（黑色－黄色、绿色玻璃渣－白色）及钢液流动性，良好流动性有利于脱硫反应。及时调整石灰、萤石、铝粉加入量调整熔渣直至形成白渣。进行钢液测温、取样，试样化学成分均符合质量要求；钢液中酸溶铝按成分中上限控制，形成白渣后，加入钛铁进行合金强化，调整氩气200～300NL/min翻搅2～3min，均匀温度、均匀成分。调整氩气30～80NL/min不裸露液面进行钙处理弱吹氩≥10min，进行夹杂物变性处理上浮夹杂至熔渣中净化钢液。
本发明方法获得的钢水主要化学成分及质量百分含量如下：C：0.060～0.090%，Si：0.25～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.018%，S≤0.008%，Ti：0.11～0.13%，Als：0.020～0.045%，N≤0.0040%，O≤0.0020%，其它化学残余元素要求：Nb+V+Ti≤0.22%。
铝质钢包渣改质剂化学成分及控制指标如下：Al：50～55%，Al2O3：15～20%，CaO：5～15%，MgO≤5%，SiO2≤3%，P≤0.5%，S≤0.5%。
实施例1-5LF精炼控制参数见表4，铝质钢包渣改质剂成分范围见表5，钢水成分范围及提钒率见表6。
表4 实施例1-5 LF炉精炼控制参数
表5 铝质钢包渣改质剂成分范围（%）
表6 实施例1-5钢水化学成分及质量百分含量（%）
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：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 (10)
1.一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述方法包括转炉提钒、转炉炼钢、LF精炼炉工序；所述转炉提钒工序，铁水测温、取样兑入提钒转炉，铁水温度为1320～1360℃，铁水含钒量0.210～0.260%，过程根据铁水化学试样成分Si+Ti＝0.2～0.3%范围调整球团、铁皮球加入量有利于提钒控制，半钢出钢温度1330～1390℃，半钢余钒≤0.020%。
2.根据权利要求1所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述转炉提钒工序，控制纯氧吹炼3～4min，吹炼过程在线吹氮方式，流量控制150～300Nm3/h控制出钒渣。
3.根据权利要求1所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述铝质钢包渣改质剂化学成分及控制指标如下：Al：50～55%，Al2O3：15～20%，CaO：5～15%，MgO≤5%，SiO2≤3%，P≤0.5%，S≤0.5%。
4.根据权利要求1所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述转炉炼钢工序，冶炼半钢入炉S≤0.005%，实现连铸恒速浇注；通过采用转炉控制全程底吹氩流量150～300Nm3/h，转炉终点第一炉温度1630～1670℃。
5. 根据权利要求1所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述转炉炼钢工序，出钢时间控制4～8 min，出钢过程在采取在线吹氩方式，采用滑板挡渣，下渣量≤50mm；出钢完毕加入小粒灰0.88～1.71kg/t钢、铝质钢包改质剂0.88～1.71kg/t钢水。
6. 根据权利要求1所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述转炉炼钢工序，氩站吹氩2～3min，氩气流量调控500～800NL/min充分搅拌熔化；吹氩后温度≥1610℃，熔炼钢水成分范围为：C：0.04～0.06%，Si：0.25～0.35% Mn：1.45～1.55%，P≤0.018%，S≤0.008%，Als：0.010～0.025%，O：0.0010～0.0030%。
7.根据权利要求1所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述LF精炼工序：除尘阀门控制开度至70～80%，采用微正压操作，钢包开至加热位根据前道工序钢液化学试样酸溶铝含量调整脱氧剂铝粉加入量，加入渣料石灰4.11～5.14kg/t钢水、铝质钢包渣改质剂0.88～1.71kg/t钢水、加入完毕调整氩气提高搅拌功率，提高动力学条件；观察渣料完全熔化，调整氩气150～300NL/min，加热5～8min停止加热。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述LF精炼工序：钢液中酸溶铝按成分中上限控制，形成白渣后，加入钛铁进行合金强化，调整氩气200～300NL/min翻搅2～3min，均匀温度、均匀成分。调整氩气30～80NL/min不裸露液面进行钙处理弱吹氩≥10min，进行夹杂物变性处理上浮夹杂至熔渣中净化钢液。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述方法获得的钢水主要化学成分及质量百分含量如下：C：0.060～0.090%，Si：0.25～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.018%，S≤0.008%，Ti：0.11～0.13%，Als：0.020～0.045%，N≤0.0040%，O≤0.0020%，其它化学残余元素要求：Nb+V+Ti≤0.22%。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种提钒半钢冶炼钛强化高强控氮汽车边梁钢的方法，其特征在于，所述转炉提钒工序，钒回收率≥73%。
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