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CN108384920A - 一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺 - Google Patents

一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺 Download PDF

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王东柱
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关春阳
谢翠红
张建师
陈霞
王卫华
曹磊
秦登平
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Abstract

一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺，属于炼钢技术领域。步骤及参数控制为：转炉采用双渣法冶炼，拉碳温度控制1600‑1620℃，终点的磷含量控制在≤0.008wt％；铁水预处理后铁水中的[S]≤0.0050wt％；LF炉精炼控制炉渣氧化性FeO+MnO＝1.0‑1.5wt％，炉渣加入量8‑12kg/t钢；采用厚板板坯生产，最大厚度规格为400mm；连铸过程过热度控制在15‑25℃。优点在于，提供了一种合金量5‑12wt％高合金钢坯的生产方法，成品磷含量控制在≤0.015wt％，硫含量控制在≤0.0025wt％，高合金钢的最大的合金含量可达到12wt％。

Description

一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺。尤其涉及一种采用“转炉+LF炉”工艺生产低磷低硫高合金类厚板坯的冶炼工艺，其中合金的含量控制在5％‐12％。
背景技术
对于合金含量≥5％的高合金钢，目前国内主要是在特钢厂进行生产，其生产工艺主要是电炉或转炉冶炼，配备中频感应炉进行合金熔化后兑入钢液中在进行高合金钢生产，此方法能生产合金含量较高的合金钢，缺点是需要专门的设备，投资大，并且只适合特钢生产，没有配备厚板坯；此外还有一部分钢铁企业采用电炉或者转炉进行高合金钢的合金化，采用电炉进行合金化时合金的烧损严重，伴随着电极带来的增碳问题严重，采用转炉进行合金化时，由于转炉吹氧导致合金吹损严重，合金的收得率低。
申请号为200810079601.0的中国专利公开了一种高合金钢的冶炼方法，申请号为200710052539.1中国专利公开了一种高质量低磷硫高合金钢的混炼方法，这两个专利都是针对特殊钢厂生产高合金钢，其生产工艺都为：采用电炉或转炉冶炼粗钢水，同时采用中频感应炉进行熔化合金，合金熔化完毕，温度达到要求后，将合金钢水倒入钢液中，之后在进行精炼，并配备模铸生产，采用该方法可生产合金含量≥5％的高合金钢锭，能满足特钢的生产需求，缺点是推广性差，需专门的合金熔化炉设备，并且在熔化合金和钢液进行兑时，由于兑入量变化大导致合金成分控制难度大，往往会造成合金成分超标而出现冶炼废品。
申请号为201410318818.8的中国专利公开了一种Mn含量为8.0％的高合金钢的冶炼方法，该方法的冶炼工艺为转炉+中频炉生产，采用转炉冶炼钢液，中频炉进行合金熔化，然后兑入钢液中在进行精炼和连铸生产，采用该方法能生产出Mn含量为8.0％高合金钢，但是该方法是在特殊钢厂进行，并且配备专门的中频炉设备，因此无法在普碳钢厂进行推广。
申请号为201610113192.6中国专利公开了一种转炉内合金化生产低磷高合金钢的冶炼方法，该方法是通过转炉双联冶炼，第一次转炉冶炼配合扒渣设备进行低磷生产，转炉第二次冶炼进行合金熔化，采用该工艺可生产P≤0.020％，Cr≥6％或者Mn≥6％的高合金钢，此方法的缺点是需采用专门的转炉双联工艺才能实现，并且在转炉内合金化时合金的烧损严重，收得率低。
针对以上原因，本专利提出了低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺，实现了合金含量5％‐12％的高合金厚板坯稳定生产，满足了工业化、批量生产的需求，经检索未找到与该工艺相关的专利。
发明内容
本发明的目的是提供一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺，解决了高合金含量厚板坯生产的技术问题。
一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺，工艺路线为：铁水脱硫预处理—转炉冶炼—出钢合金化—LF炉精炼及合金化—RH真空精炼—厚板坯连铸，具体步骤及参数如下：
1、磷含量控制：转炉采用双渣法冶炼，拉碳温度控制1600‐1620℃，转炉终点的磷含量控制在≤0.008wt％；后续合金化增磷量控制在≤0.007wt％；钢种的成品磷含量控制在≤0.015wt％。
2、硫含量控制：铁水预处理后铁水中的[S]≤0.0050wt％；转炉冶炼采用废钢和辅料，控制废钢硫含量≤0.0050wt％；转炉终点的硫含量[S]≤0.010wt％；LF炉精炼控制炉渣氧化性FeO+MnO＝1.0‐1.5wt％，炉渣碱度CaO/SiO2＝5.0～8.0，炉渣加入量8‐12kg/t钢，精炼结束钢中的硫含量≤0.0025wt％。
3、合金化控制：采用转炉出钢过程部分合金化及LF炉精炼合金化，出钢过程的合金量最大达到60kg/t钢，LF炉精炼过程的合金量最大达到80kg/t钢，LF炉升温时间最大达到55min；LF炉精炼过程的增碳量最大达到0.04wt％。
4、连铸坯质量控制：采用厚板板坯生产，最大厚度规格为400mm；连铸过程过热度控制在15‐25℃，采用全程动态轻压下工艺。
通过控制冶炼过程中各个环节的工艺参数，使低磷低硫高合金厚板坯的磷含量控制在≤0.015wt％，硫含量控制在≤0.0025wt％，合金含量控制在5‐12wt％，高合金厚板坯内部质量优异，满足了高合金钢厚板坯生产要求。
本发明的优点在于：为普碳钢厂提供了一种合金量5‐12wt％高合金钢坯的生产方法，采用本工艺实现低磷低硫高合金厚板坯冶炼，高合金钢成品磷含量控制在≤0.015wt％，成品硫含量控制在≤0.0025wt％，高合金钢的最大的合金含量可达到12wt％；此方法冶炼高合金钢无需增加专门的冶炼设备，投资少，采用出钢和LF炉合金化方法合金的收得率高，该冶炼工艺可实现合金量5‐12wt％高合金钢厚板坯的稳定、批量化生产。
具体实施方式
实施例1
钢种高合金模具钢738H，采用的工艺路线为：铁水脱硫预处理—转炉冶炼—出钢合金化—LF炉精炼及合金化—RH真空精炼—厚板坯连铸，具体步骤及参数如下，所涉及的成分为质量百分比：
(1)磷含量控制：转炉采用双渣法冶炼，拉碳温度控制1620℃，转炉终点的磷含量控制在0.0080％；后续合金化增磷量控制在0.005％；钢种的成品磷含量控制在0.013％。
(2)硫含量控制：铁水预处理后铁水中的[S]＝0.0050％；转炉冶炼采用优质废钢和辅料，控制废钢硫含量0.0050％；转炉终点的硫含量[S]＝0.010％；LF炉精炼控制炉渣氧化性(FeO+MnO)＝1.0％，炉渣碱度(CaO)/(SiO2)＝7.0，炉渣加入量9kg/t钢，精炼结束钢中的硫含量0.0016％。
(3)合金化控制：采用转炉出钢过程部分合金化及LF炉精炼合金化，出钢过程的合金量最大可达到50kg/t钢，LF炉精炼过程的合金量最大可达到40kg/t钢，LF炉升温时间最大达到38min；LF炉精炼过程的增碳量最大达到0.024％。
(4)连铸坯质量控制：采用厚板板坯生产，厚度规格为400mm；连铸过程过热度控制在16℃，采用全程动态轻压下工艺。
采用此工艺生产的400mm厚高合金模具钢738H，其合金总量达到5.2％，成品磷含量控制在0.013％，成品硫含量控制在0.0016％，连铸坯内部质量良好。
实施例2
钢种高合金中锰钢，采用的工艺路线为：铁水脱硫预处理—转炉冶炼—出钢合金化—LF炉精炼及合金化—RH真空精炼—厚板坯连铸，具体步骤及参数如下，所涉及的成分为质量百分比：
(1)磷含量控制：转炉采用双渣法冶炼，拉碳温度控制1600℃，转炉终点的磷含量控制在0.0070％；后续合金化增磷量控制在0.0075％；钢种的成品磷含量控制在0.0145％。
(2)硫含量控制：铁水预处理后铁水中的[S]＝0.0040％；转炉冶炼采用优质废钢和辅料，控制废钢硫含量0.0050％；转炉终点的硫含量[S]＝0.0090％；LF炉精炼控制炉渣氧化性(FeO+MnO)＝1.2％，炉渣碱度(CaO)/(SiO2)＝5.0，炉渣加入量12kg/t钢，精炼结束钢中的硫含量0.0024％。
(3)合金化控制：采用转炉出钢过程部分合金化及LF炉精炼合金化，出钢过程的合金量最大可达到55kg/t钢，LF炉精炼过程的合金量最大可达到80kg/t钢，LF炉升温时间最大达到56min；LF炉精炼过程的增碳量最大达到0.040％。
(4)连铸坯质量控制：采用厚板板坯生产，厚度规格为400mm；连铸过程过热度控制在25℃，采用全程动态轻压下工艺。
采用此工艺生产的400mm厚高合金中锰钢，其合金总量达到12.0％，成品磷含量控制在0.0145％，成品硫含量控制在0.0024％，连铸坯内部质量良好。

Claims (2)

1.一种低磷低硫高合金厚板坯冶炼工艺，工艺路线为：铁水脱硫预处理—转炉冶炼—出钢合金化—LF炉精炼及合金化—RH真空精炼—厚板坯连铸，其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)磷含量控制：转炉采用双渣法冶炼，拉碳温度控制1600‐1620℃，转炉终点的磷含量控制在≤0.008wt％；后续合金化增磷量控制在≤0.007wt％；钢种的成品磷含量控制在≤0.015wt％；
2)硫含量控制：铁水预处理后铁水中的[S]≤0.0050wt％；转炉冶炼采用废钢和辅料，控制废钢硫含量≤0.0050wt％；转炉终点的硫含量[S]≤0.010wt％；LF炉精炼控制炉渣氧化性FeO+MnO＝1.0‐1.5wt％，炉渣碱度CaO/SiO2＝5.0～8.0，炉渣加入量8‐12kg/t钢，精炼结束钢中的硫含量≤0.0025wt％；
3)合金化控制：采用转炉出钢过程部分合金化及LF炉精炼合金化，出钢过程的合金量最大达到60kg/t钢，LF炉精炼过程的合金量最大达到80kg/t钢，LF炉升温时间最大达到55min；LF炉精炼过程的增碳量最大达到0.04wt％；
4)连铸坯质量控制：采用厚板板坯生产，最大厚度规格为400mm；连铸过程过热度控制在15‐25℃，采用全程动态轻压下工艺。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，通过控制冶炼过程中各个环节的参数，使低磷低硫高合金厚板坯的磷含量控制在≤0.015wt％，硫含量控制在≤0.0025wt％，合金含量控制在5‐12wt％，高合金厚板坯内部质量满足高合金钢厚板坯生产要求。
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