[发明专利]转炉流程高洁净低氧含量特殊钢生产方法

摘要

本发明涉及新材料冶炼，具体地说，是涉及一种转炉流程高洁净低氧含量特殊钢生产方法。本发明一种转炉流程高洁净低氧含量特殊钢生产方法通过下述技术方案予以实现：一种转炉流程高洁净低氧含量特殊钢生产方法，包括高炉熔炼步骤、氧气顶吹转炉炼钢步骤、LF精炼步骤、VD真空脱气步骤、连铸步骤和连轧步骤。本发明方法与传统特殊钢生产工艺相比本发明方法生产特殊钢节奏快、效率提高50%；钢材纯净度高，钢材中平均氧含量≤10ppm；夹杂物A+B+C+D≤2.5级；钢材质量稳定，综合性能合格率达99.99%，产品主要用于汽摩、石油、风电、机械制造等行业。本发明方法与电炉短流程生产特殊钢材相比，吨钢生产成本降低113元，成材率提高1.95％，经济效益显著。

主权项

1.一种转炉流程高洁净低氧含量特殊钢生产方法，包括高炉熔炼步骤、氧气顶吹转炉炼钢步骤、LF精炼步骤、VD真空脱气步骤、连铸步骤和连轧步骤，其特征在于：一）转炉炼钢步骤：1）所述的氧气顶吹转炉炼钢步骤中不同钢种废钢配入量为：钢 种终点C 含量吨铁水废钢配入量10、25、20CrMnTi，20CrMo、20CrMnMo0.06～0.08216.5kg35、25CrMnVA、35CrMo、27CrMo0.10～0.15215.2kg45，42CrMo、55SiMnMo、60Si2Mn0.15～0.25213.3kg2）转炉吹炼的开吹枪位： 1.5 米；过程枪位： 1.6～1.7 米；最高枪位： 1.9 米；最低枪位： 1.4 米；终点深吹时间1.5分钟－1分钟；3）终点温度为入精炼温度：一般比钢种熔点高50±10℃；出钢时温降：包括出钢时钢水进入大包和熔化合金的温降；转炉出钢过程中平均温降73℃；终点碳、P、S控制范围：钢 种[C]%[S]%[P]%10、25、20CrMnTi，20CrMo、20CrMnMo0.06～0.08≤ 0.030≤ 0.02535、25CrMnVA、35CrMo、27CrMo0.10～0.15≤ 0.029≤ 0.02545，42CrMo、55SiMnMo、60Si2Mn0.15～0.25≤ 0.029≤ 0.0254）造渣：　终渣碱度按3.0～3.5控制；当铁水S≥0.080%或铁水带渣量＞5%时，采用双渣法操作，前期倒渣时间应在240s左右，保证倒出1/3以上渣量；石灰加入量计算公式：（1）铁水：石灰加入量（T）＝2.14×W_[Si]×R/CaO%_有效×铁水量t）（2）按铁水带渣量铁渣SiO₂%_有效＝SiO₂－CaO%铁渣/R石灰加入量（kg/t）=(R×W _SiO2.渣)/(W_CaO.石灰－R×W _SiO2.石灰)加入含SiO₂的辅原料，都可按（2）式计算补加量，石灰加入量为上述铁水需石灰量与各种原料需补加石灰量的总和；石灰在开吹后7min内加完；白云石加入量：白云石加入量根据铁水温度、硅含量及冶炼过程温度酌量加入，但加入量不超过2t；萤石加入量：萤石加入量不得超过石灰加入量的8%，尽量减少萤石用量，可根据炉内化渣情况分多批少量加入，吹炼终点前1min严禁加入萤石；铁矿石和氧化铁皮加入量：终渣TFe应控制在10%～15%之间，根据热量状况和吹炼情况加入铁矿石或氧化铁皮，每批加入量不得超过200kg，拉碳前2min严禁加入铁矿石或氧化铁皮；终点调温优先采用轻烧白云石和球团矿，严禁用石灰调温，每炉钢出钢完毕必须进行溅渣护炉操作；吹炼过程根据实际情况合理调整枪位，初期在力争早化渣、化好渣前提下，要适当控制好炉渣的泡沫化程度，中期要防止炉渣返干，减少喷溅；5）挡渣出钢：挡渣球的密度要介于钢液与熔渣之间，为4.2～5.0kg/cm3，浸入钢液的深度为球的1/3，保证钢水流尽而又能挡住炉渣；投球的位置:出钢口的正上方；投球的时间:在出钢结束前1min； 6）大包合金化：包内脱氧合金化：（1）合金应在出钢1/3时开始加，出钢2/3时加完，并加在钢流的冲击处，以利于合金的熔化和均匀；（2）出钢过程中下渣量小于精炼炉总渣量的0.5%，并向包内加10kg/t钢石灰，以减少“回磷”和提高合金的收得率；包内脱氧精炼炉内合金化：真空炉内脱氧合金化的操作要点：W、Ni、Cr、Mo等难熔合金在真空处理开始时加入； B、Ti、V、RE贵重的合金元素在处理后期加入；预脱氧：向钢中加入脱氧元素，使之与氧发生反应，生成不溶于钢水的脱氧产物，并从钢水中上浮进入渣中，钢中氧含量达到所炼钢种的要求；采用沉淀脱氧与扩散脱氧相结合，在转炉出钢过程中使用新型脱氧剂Al-Mn-Ti-Fe沉淀脱氧与Si-C扩散脱氧相结合，对钢水进行预脱氧； 二）精炼步骤：1）供氩：精炼前期氩气破渣面直径为300—350mm，精炼中期为350—450mm，后期200—250mm；LF2#炉：精炼前期氩气流量为300—400L/h，精炼中期为350—450L/h，精炼后期为150—200L/h；代氩过程送电期间弧流保持平稳；2）供电：到站温度高≥液相线＋60℃的钢水，采用7#、8#档位电压、28000—32000A电流送电；到站温度低≤液相线＋20℃的钢水应采用5#、6#档位电压、30000—34000A电流送电；新包、挖补包第一火均匀升温，精炼时间应大于100min；3）造渣：渣量为1.5-2.5%，渣厚为200-300mm，白渣保持时间≥35min；渣料加入量4）脱氧合金化：脱氧合金化的在精炼前期和中期；脱氧剂的加入量参照上表，加入时机：a.送电3-5分钟、待转炉顶渣料完全溶解后，视炉内还原气氛每隔3-5min、按10kg/t钢加入扩散脱氧剂；b.每批次加入的脱氧剂均匀分散加至渣面上；c.取样：流动性良好的泡沫性白渣、用蘸渣棍进行蘸渣渣面上脱氧剂消耗殆尽，停电软吹前5min严禁加入任何脱氧剂，尤其是走VD的钢水，在VD前10min严禁加入任何脱氧剂；5）软吹：VD炉工艺（1）VD处理前必须保证渣中的SiC等脱氧剂反应完全，精炼渣外观呈微黄、流动性良好，并用蘸渣棍蘸渣，以确保渣中SiC消耗殆尽；（2）进VD前的温度控制VD过程温降2.5-3.5℃/min，VD后软吹时温降0.5-0.8℃/min，LF炉精炼时间≥100min时取下限，LF炉精炼时间＜80min时取上限；（3）进VD前的成分控制窄控下限-0.02%）≤[C]≤窄控下限；VD后严禁加入Ti、B等易氧化元素除外的合金；（4）VD后需升温的钢水，视渣况加入量≤100kg渣料进行微调；不需升温的钢水视渣况加入0-30kg钢包稀渣保温剂，以保证软吹时精炼渣不结壳；（5）软吹时间≥15min；6）连铸：7）连轧：　（1）连铸坯温度尚未降到A3线以下，其金相组织未发生相变，将铸坯直接送入加热炉，从700～1000℃加热到轧制温度后轧制；　（2）连铸坯温度在Al线以下400～700℃，装炉加热后轧制；　（3）传统的冷连铸坯装炉加热后轧制；制成高洁净低氧含量特殊钢。