CN103667875B - 低碳抗酸管线钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳抗酸管线钢的制备方法，包括：将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水；将所述硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C≥3.3％,P≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水；将所述半钢水经过脱碳炉冶炼，获得C含量为0.015％‑0.025％的钢水；将所述钢水经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理后，将钢水中增碳量控制在≤50ppm；将增碳量控制在≤50ppm的钢水经过RH精炼工艺进行深脱气处理后，再通过连铸获得板坯。本发明提供的一种低碳抗酸管线钢的制备方法，通过对冶炼工艺进行优化，降低了生产消耗，节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种低碳抗酸管线钢的制备方法。
背景技术
随着钢铁冶炼原材料价格的飞涨、能源物质的短缺，以及冶炼技术的不断创新，钢铁企业的竞争日趋激烈。在这种形势下，低成本生产的优势就显得尤为重要。抗酸管线钢生产主要难点在低碳的情况下要求硫含量同时低，现阶段普遍采用的生产工艺流程为：转炉-RH-LF-RH，转炉钢水在第一次RH主要进行脱碳处理，然后在LF炉进行脱S及成分调整，最后再次进RH进行真空处理，这样的流程生产抗酸管线钢成本及工序消耗会提高很多，不符合竞争激烈的市场环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低生产消耗，节约生产成本的低碳抗酸管线钢的制备方法。
本发明提供的一种低碳抗酸管线钢的制备方法，包括：
将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水；
将所述硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水；
将所述半钢水经过脱碳炉冶炼，获得C含量为0.015％-0.025％的钢水；
将所述钢水经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理后，将钢水中增碳量控制在≤50ppm；
将增碳量控制在≤50ppm的钢水经过RH精炼工艺进行深脱气处理后，再通过连铸获得板坯。
进一步地，所述将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水包括：
将盛有高炉铁水的铁包在脱硫站通过KR搅拌进行脱硫处理；
将预脱硫后的铁水通过扒渣机对铁水进行扒渣处理，防止渣中硫返回到铁水中，将铁水硫含量控制在≤0.001％。
进一步地，所述将所述硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水包括：
将经过脱硫预处理后的铁水兑入脱磷转炉，同时加入占铁水重量5％-15％的废钢，底吹采用全程底吹氮气大搅拌，经过6-8min的冶炼，使铁水中的杂质元素全部脱除，将终点半钢水的成分控制在：C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃。
进一步地，所述将半钢水经过脱碳炉冶炼，获得C含量为0.015％-0.025％的钢水包括：
将所述半钢水兑入脱碳转炉直接进行冶炼，先采用低-高-低的枪位控制模式化好前期渣；再将终点枪位降低至1.6-1.7m；最后在吹炼后期将转炉底吹流量提高至800-1400Nm3/h，将脱碳炉内钢水的碳含量控制在0.015％-0.025％；
同时控制终点温度在1670-1690℃，控制转炉渣碱度在3.5-4.2，使终点P含量控制在≤0.007；
最后进行出钢操作，出钢过程防止LF炉回磷采用滑板前后挡渣，出钢时采用低碳锰铁进行合金化。
进一步地，所述在将钢水经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理时，先采用电极系统的自动控制，将石墨阳极控制在的熔炉渣层中，实现电极与钢水间距离的准确定位，再通过造泡沫渣和将弧压[(电压，电流)控制在(6，4)(4，2)]，使加热过程中电弧掩埋在渣层中，避免电极插入钢水中造成增碳；再在电极加热期间将底吹流量限定在300-400NL/min，最后在形成白渣后，升起电极，进行底吹强搅拌脱硫，底吹流量控制在600-1000Nl/min。
进一步地，所述在进行连铸获得板坯时，开浇头炉覆盖剂加入量控制在500-700kg，连浇炉次覆盖剂加入量控制在30-50kg。
进一步地，所述覆盖剂采用C含量<1％的高碱度覆盖剂。
进一步地，所述板坯中C含量为0.025-0.045％，Mn含量为1.0-1.5％，S含量≤0.0010％，P含量≤0.010％。
本发明提供的一种低碳抗酸管线钢的制备方法，主要采用转炉“全三脱”冶炼-LF-RH工艺，将转炉工序中钢水的C含量控制在一个极低的水平，避免了因转炉合金化、LF升温、连铸覆盖剂造成板坯碳高的问题，比现阶段普遍采用的生产工艺流程相比，减少了一次RH脱碳处理操作，使生产抗酸管线钢成本及工序消耗大幅降低。
具体实施方式
本发明提供的一种低碳抗酸管线钢的制备方法，采用转炉“全三脱”冶炼-LF-RH工艺，具体步骤包括：
步骤S1：将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水；
步骤S2：将硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水；
步骤S3：将半钢水经过脱碳炉冶炼，获得C含量为0.015％-0.025％的钢水；
步骤S4：将钢水经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理后，将钢水中增碳量控制在≤50ppm；
步骤S5：将增碳量控制在≤50ppm的钢水经过RH精炼工艺进行深脱气处理后，再通过连铸获得板坯。板坯中C含量为0.025-0.045％，Mn含量为1.0-1.5％，S含量≤0.0010％，P含量≤0.010％。
其中，步骤S1将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水包括；
步骤S11：将盛有高炉铁水的铁包在脱硫站通过KR搅拌进行脱硫处理；
步骤S12：因为预脱硫后的铁水表层渣中富含硫，将预脱硫后的铁水通过扒渣机对铁水进行扒渣处理，防止渣中硫返回到铁水中，铁水脱硫率控制在90％以上，将铁水硫含量控制在≤0.001％；
步骤S2：将硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水包括：
将经过脱硫预处理后的铁水兑入脱磷转炉，同时加入占铁水重量5％-15％左右的废钢，底吹采用全程底吹氮气大搅拌，经过6-8min的冶炼，使铁水中的硅、锰等杂质元素全部脱除，将终点半钢水的成分控制在：C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃。
步骤S3将半钢水经过脱碳炉冶炼，获得C含量为0.015％-0.025％的钢水包括：
步骤S31：将半钢水兑入脱碳转炉直接进行冶炼，先采用低-高-低的枪位控制模式化好前期渣。再将终点枪位降低至1.6-1.7m，以提高拉碳阶段钢水顶吹的搅拌力，进一步提高转炉脱碳效果。最后在吹炼后期将转炉底吹流量提高至800-1400Nm3/h，以提高拉碳阶段钢水底吹的搅拌力，加强脱碳效果，实际实施过程中，底吹流量提高1200Nm3/h效果最佳。最终通过上述操作将脱碳炉内钢水的碳含量控制在0.015％-0.025％。这样一个极低的碳含量水平，为减少精炼RH脱碳工序奠定了非常重要的基础。
步骤S32：同时控制终点温度在1670-1690℃，控制转炉渣碱度在3.5-4.2，使终点P含量控制在≤0.007；
步骤S33：最后进行出钢操作，由于终点碳极低，所以出钢过程防止LF炉回磷采用滑板前后挡渣，出钢时采用低碳锰铁进行合金化，节约合金成本。
步骤S4中，在经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理时，通过下述操作将增碳量控制在50ppm以内。a、先采用电极系统的自动控制，将石墨阳极控制在的熔炉渣层中，实现电极与钢水间距离的准确定位。b、再通过造泡沫渣和将弧压[(电压，电流)控制在(6，4)(4，2)]，使加热过程中电弧掩埋在渣层中，避免电极插入钢水中造成增碳。c、再在电极加热期间将底吹流量限定在300-400NL/min，底吹流量过小造成钢水成分温度不均，底吹流量过大造成钢水增碳，底吹效果较好时流量控制在400NL/min以下，以防止氩气过大，升温期间造成钢水与电极接触增碳或氩气过小，造成升温速率低，钢水温度不均。
最后在形成白渣后，升起电极，进行底吹强搅拌脱硫，底吹流量控制在600-1000Nl/min，可实现一次脱硫后硫含量≤6ppm，以防止氩气流量过大，造成钢水增氮、钢包溢渣，氩气过小脱硫效果不佳。底吹流量过小脱硫效果差，底吹流量过大易造成钢水被空气氧化及钢水飞溅。
步骤S5中，在进行连铸获得板坯时，将开浇头炉覆盖剂加入量控制在500-700kg，本发明实施例采用的优选值为600kg。再连浇炉次覆盖剂加入量控制在30-50kg，本发明采用的实施例优选值为30kg覆盖剂加入量过大板坯碳含量容易超标不合格，加入量偏小钢水会被空气氧化。覆盖剂采用C含量<1％的高碱度覆盖剂，覆盖剂中的碳含量如果过高，容易使板坯的碳含量超标不合格。
上述操作中，通过步骤S2将铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水，然后到了脱碳炉冶炼使得脱碳转炉的脱磷负担就减轻了，加入的渣料会减少，再经过步骤S31的一系列合理操作可以将脱碳炉内碳含量控制在0.015％-0.025％，故而无需在转炉冶炼后再增加RH精炼脱碳处理。最后加上步骤S4的操作将LF炉中增碳量控制在50ppm，进一步使板坯中的低含碳量得到了保证。
本发明提供的一种低碳抗酸管线钢的制备方法，主要采用转炉“全三脱”冶炼-LF-RH工艺，通过在转炉工序中将钢水中的C含量控制在一个极低的水平，避免了因转炉合金化、LF升温、连铸覆盖剂造成板坯碳高的问题，比现阶段普遍采用的生产工艺流程相比，减少了一次RH脱碳处理操作，使生产抗酸管线钢成本及工序消耗大幅降低。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
利用转炉“全三脱”-LF-RH工艺流程生产低碳抗酸管线钢X65MS：入炉半钢水条件为：半钢水C含量3.45％；Si含量0.016％；S含量0.0049％；P含量0.0310％；Mn含量0.069％；铁水温度1324℃。
将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，通过以下步骤控制脱碳炉中的低碳含量：开吹错过混气后，枪位2.8米维持3-5分钟，枪位2.5米维持3分钟，期间加入350kg萤石帮助化渣，前期化好渣有利于脱碳；氧耗70％左右时，转炉底吹流量提高至1200Nm3/h，测完TSC后终点枪位为1.6米，维持1.5分钟，出钢前禁止加入增碳改质剂，使用低碳合金。
在经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理时，通过以下步骤控制LF炉中的增碳量：先采用电极系统的自动控制，将石墨阳极控制在的熔炉渣层中，实现电极与钢水间距离的准确定位。再通过造泡沫渣和将弧压[(电压，电流)控制在(6，4)(4，2)]，使加热过程中电弧掩埋在渣层中，避免电极插入钢水中造成增碳。再在电极加热期间将底吹流量限定在400NL/min，以防止氩气过大，升温期间造成钢水与电极接触增碳或氩气过小，造成升温速率低，钢水温度不均。控制白渣形成后，炉渣碱度为9.8，最后采用电极埋弧加热，钢包底吹氩气流量820NL/min，搅拌脱硫9.2min，处理时间为48min。
在进行连铸获得板坯时，通过下述方法控制连铸时的增碳量，中包覆盖剂使用低C的高碱度覆盖剂(C<1％)，覆盖剂加入量根据炉次顺序作相应调整：开浇头炉覆盖剂加入量：600kg，连浇炉次覆盖剂加入量：30kg。
通过本发明提供的上述低碳抗酸管线钢的制备方法，总流程中C含量及S含量的变化如表一：
表一
| 121B06357 | 终点含量 | 钢包含量 | LF炉进站 | LF炉结束 | 成品 |
| C含量％ | 0.0164 | 0.0196 | 0.0200 | 0.0250 | 0.029 |
| S含量％ | 0.0064 | 0.0030 | 0.0026 | 0.0004 | 0.0007 |
实施例2：
利用转炉“全三脱”-LF-RH工艺流程生产低碳抗酸管线钢X65MS：入炉半钢水条件为：半钢水C含量3.55％；Si含量0.030％；S含量0.0059％；P含量0.0510％；Mn含量0.060％；铁水温度1334℃。
将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，通过以下步骤控制脱碳炉中的低碳含量：开吹错过混气后，枪位2.8米维持3-5分钟，枪位2.5米维持3分钟，期间加入300kg萤石帮助化渣，前期化好渣有利于脱碳；氧耗70％左右时，转炉底吹流量提高至1200Nm3/h，测完TSC后终点枪位为1.6米，维持1.5分钟，出钢前禁止加入增碳改质剂，使用低碳合金。
在经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理时，通过以下步骤控制LF炉中的增碳量：先采用电极系统的自动控制，将石墨阳极控制在的熔炉渣层中，实现电极与钢水间距离的准确定位。再通过造泡沫渣和将弧压[(电压，电流)控制在(6，4)(4，2)]，使加热过程中电弧掩埋在渣层中，避免电极插入钢水中造成增碳。再在电极加热期间将底吹流量限定在310NL/min，以防止氩气过大，升温期间造成钢水与电极接触增碳或氩气过小，造成升温速率低，钢水温度不均。控制白渣形成后，炉渣碱度为8.8，最后采用电极埋弧加热，钢包底吹氩气流量820NL/min，搅拌脱硫10.5min，处理时间为49min。
在进行连铸获得板坯时，通过下述方法控制连铸时的增碳量，中包覆盖剂使用低C的高碱度覆盖剂(C<1％)，覆盖剂加入量根据炉次顺序作相应调整：开浇头炉覆盖剂加入量：600kg，连浇炉次覆盖剂加入量：30kg。
通过本发明提供的上述低碳抗酸管线钢的制备方法，总流程中C含量及S含量的变化如表二：
表二
| 121B06358 | 终点含量 | 钢包含量 | LF炉进站 | LF炉结束 | 成品 |
| C含量％ | 0.0171 | 0.0199 | 0.0210 | 0.0255 | 0.030 |
| S含量％ | 0.0054 | 0.0029 | 0.0024 | 0.0002 | 0.0003 |
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于，将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，通过以下步骤控制脱碳炉中的低碳含量：开吹错过混气后，枪位2.8米维持3-5分钟，枪位2.5米维持3分钟，期间加入300kg萤石帮助化渣，前期化好渣有利于脱碳；氧耗70％左右时，转炉底吹流量提高至1400Nm3/h，测完TSC后终点枪位为1.7米，维持1.5分钟，出钢前禁止加入增碳改质剂，使用低碳合金。
在经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理时，通过以下步骤控制LF炉中的增碳量：先采用电极系统的自动控制，将石墨阳极控制在的熔炉渣层中，实现电极与钢水间距离的准确定位。再通过造泡沫渣和将弧压[(电压，电流)控制在(6，4)(4，2)]，使加热过程中电弧掩埋在渣层中，避免电极插入钢水中造成增碳。再在电极加热期间将底吹流量限定在350NL/min，以防止氩气过大，升温期间造成钢水与电极接触增碳或氩气过小，造成升温速率低，钢水温度不均。
在进行连铸获得板坯时，通过下述方法控制连铸时的增碳量，中包覆盖剂使用低C的高碱度覆盖剂(C<1％)，覆盖剂加入量根据炉次顺序作相应调整：开浇头炉覆盖剂加入量：680kg，连浇炉次覆盖剂加入量：45kg。
其他地方与实施例1完全一致。
实施例4：
本实施例与实施例2的不同之处在于，将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，通过以下步骤控制脱碳炉中的低碳含量：开吹错过混气后，枪位2.8米维持3-5分钟，枪位2.5米维持3分钟，期间加入300kg萤石帮助化渣，前期化好渣有利于脱碳；氧耗70％左右时，转炉底吹流量提高至880Nm3/h，测完TSC后终点枪位为1.62米，维持1.5分钟，出钢前禁止加入增碳改质剂，使用低碳合金。
在进行连铸获得板坯时，通过下述方法控制连铸时的增碳量，中包覆盖剂使用低C的高碱度覆盖剂(C<1％)，覆盖剂加入量根据炉次顺序作相应调整：开浇头炉覆盖剂加入量：550kg，连浇炉次覆盖剂加入量：34kg。
其他地方与实施例2完全一致。
实施例5：
本实施例与实施例1的不同之处在于，将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，通过以下步骤控制脱碳炉中的低碳含量：开吹错过混气后，枪位2.8米维持3-5分钟，枪位2.5米维持3分钟，期间加入300kg萤石帮助化渣，前期化好渣有利于脱碳；氧耗70％左右时，转炉底吹流量提高至1300Nm3/h，测完TSC后终点枪位为1.65米，维持1.5分钟，出钢前禁止加入增碳改质剂，使用低碳合金。
在进行连铸获得板坯时，通过下述方法控制连铸时的增碳量，中包覆盖剂使用低C的高碱度覆盖剂(C<1％)，覆盖剂加入量根据炉次顺序作相应调整：开浇头炉覆盖剂加入量：700kg，连浇炉次覆盖剂加入量：50kg。
其他地方与实施例1完全一致。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，包括：
将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水；
将所述硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水；
将所述半钢水兑入脱碳转炉直接进行冶炼，先采用低-高-低的枪位控制模式化好前期渣；再将终点枪位降低至1.6-1.7m；最后在吹炼后期将转炉底吹流量提高至800-1400Nm3/h，将脱碳炉内钢水的碳含量控制在0.015％-0.025％；
同时控制终点温度在1670-1690℃，控制转炉渣碱度在3.5-4.2，使终点P含量控制在≤0.007％；
最后进行出钢操作，出钢过程防止LF炉回磷采用滑板前后挡渣，出钢时采用低碳锰铁进行合金化；
将所述钢水经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理后，将钢水中增碳量控制在≤50ppm；
将增碳量控制在≤50ppm的钢水经过RH精炼工艺进行深脱气处理后，再进行连铸获得板坯。
2.如权利要求1所述的低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，所述将铁水进行预脱硫后进行扒渣处理，获得硫含量≤0.001％的铁水包括：
将盛有高炉铁水的铁包在脱硫站通过KR搅拌进行脱硫处理；
将预脱硫后的铁水通过扒渣机对铁水进行扒渣处理，防止渣中硫返回到铁水中，将铁水硫含量控制在≤0.001％。
3.如权利要求1所述的低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，所述将所述硫含量≤0.001％的铁水经过脱磷转炉冶炼，获得C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃的半钢水包括：
将经过脱硫预处理后的铁水兑入脱磷转炉，同时加入占铁水重量5％-15％的废钢，底吹采用全程底吹氮气大搅拌，经过6-8min的冶炼，使铁水中杂质元素全部脱除，将终点半钢水的成分控制在：C含量≥3.3％,P含量≤0.040％，温度T≥1320℃。
4.如权利要求1所述的低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于：
所述在将钢水经过LF炉进行升温、脱硫、成分调整处理时，先采用电极系统的自动控制，将石墨阳极控制在的熔炉渣层中，实现电极与钢水间距离的准确定位，再通过造泡沫渣和对弧压进行控制，其中通过对电流和电压进行控制，使加热过程中电弧掩埋在渣层中，避免电极插入钢水中造成增碳；再在电极加热期间将底吹流量限定在300-400NL/min，通过上述操作将增碳量控制在50ppm以内，最后在形成白渣后，升起电极，进行底吹强搅拌脱硫，底吹流量控制在600-1000Nl/min。
5.如权利要求1所述的低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于：
所述在进行连铸获得板坯时，将开浇头炉覆盖剂加入量控制在500-700kg，连浇炉次覆盖剂加入量控制在30-50kg。
6.如权利要求5所述的低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于：
所述覆盖剂采用C含量<1％的高碱度覆盖剂。
7.如权利要求1所述的低碳抗酸管线钢的制备方法，其特征在于：
所述板坯中C含量为0.025-0.045％，Mn含量为1.0-1.5％，S含量≤0.0010％，P含量≤0.010％。
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