[发明专利]一种低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法及其产品

说明书

本发明公开了一种低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法，包括：初炼炉冶炼、VD炉真空精炼和连铸。初炼炉冶炼出钢前的钢水温度为(T_L+180℃)±10℃；出钢结束钢水温度为(T_L+130℃)±10℃；出钢后钢水中的S％≤80ppm，钢渣的渣厚＜0.07m；VD进站时的钢水温度为(T_L+120℃)±10℃；VD炉真空精炼结束后的钢水温度为(T_L+60℃)±10℃；连铸中间包内钢水的温度为(T_L+20℃)±5℃；T_L为液相线温度。本发明提供的低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法中，可高效地将钢液中的硫、氢、氮含量降至目标值以下，并同时大大降低了工序成本，减少了精炼时间，加快了生产节奏，提高了精炼效率。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种大炉容VD精炼工艺快节奏低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法及其产品。

背景技术

硫在钢水中通常以MnS夹杂物的形式存在。MnS夹杂物相比于钢材基体具有较好的塑性，其在轧制过程中很容易变形为长条状。MnS夹杂物对钢板的Z向性能会产生非常严重的影响。因此，高品质钢种均需对硫含量具有严格的要求，必须将硫含量控制在0.005％以下。此外，钢材中的MnS在酸性环境条件下是产生HIC和SSCC裂纹的一个主要因素，需要将硫含量控制在0.002％以下，甚至控制在0.0015％以下。

对于中厚板钢材来说，氢和氮的含量同样影响钢材的探伤要求。较低的氢含量能够保证钢种的Z向性能。对某些钢种而言，无法通过堆冷等措施对其氢含量加以改善，必须在冶炼阶段尽可能地脱除氢，将氢含量控制在0.0002％以下。

为了满足钢种对硫、氢和氮含量的要求，冶炼工艺路线一般采用LF+VD或LF+RH的双精炼操作。其中，通过LF精炼进行脱硫和升温操作，通过RH或VD真空精炼进行脱气来保证钢水成分满足性能要求。但双精炼处理工序时间长，生产成本高。

中国专利CN102644018B公开了一种抗氢致开裂管线钢中厚板板坯的冶炼工艺。该工艺包括：利用LF精炼进行深度脱硫，将钢液中硫含量脱至0.0010％以下，再利用RH真空精炼脱除钢中的气体，达到[H]≤1.2ppm、[N]≤35ppm的目标要求。该中国专利提供的方法虽然达到了钢种低硫低氢低氮含量的要求，但是其采用的是LF+RH双精炼处理，工艺周期长，生产成本较高。

因此，亟需开发一种大炉容VD精炼工艺快节奏低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法，以高效地将钢液中的硫、氢、氮含量降至目标值以下。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种大炉容VD精炼工艺快节奏低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法及其产品。本发明提供的低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法中，通过控制出钢前的钢水温度、出钢结束后的钢水温度、出钢过程下渣量、出钢过程脱氧并对炉渣改质、VD进站时的钢水温度、VD深真空处理时间、VD炉真空精炼结束后的钢水温度以及连铸中间包内钢水的温度，可高效地将钢液中的硫、氢、氮含量降至目标值以下，并同时大大降低了工序成本，减少了精炼时间，加快了生产节奏，提高了精炼效率。

本发明用于实现上述目的的技术方案如下：

在本发明的一个方面，提供了一种低成本制备低硫低氮低氢钢材的方法，包括：初炼炉冶炼、VD炉真空精炼和连铸；其中：

所述初炼炉冶炼的过程中，出钢前的钢水温度为(T_L+180℃)±10℃；出钢结束后的钢水温度为(T_L+130℃)±10℃；出钢结束后，钢水中的S％≤80ppm，钢渣的渣厚＜0.07m；

所述VD炉真空精炼的过程中，VD进站时的钢水温度为(T_L+120℃)±10℃；所述VD炉真空精炼结束后的钢水温度为(T_L+60℃)±10℃；