CN102061351A - 一种采用vd+lf+vd工艺生产低碳、超低碳钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用VD+LF+VD工艺生产低碳、超低碳钢的方法，该方法在不增加RH等真空脱碳设备的前提下，利用企业现有的VD等设备，达到冶炼低碳钢、超低碳钢钢板的要求，在现阶段企业利润不高的情况下，避免了大规模上马新设备、改造设备的大量投入，为公司节约投入，充分利用现有设备，大大减轻了现阶段企业的资金投入，并为以后市场形势好转以及企业利润提高后再上马新没备提供了充足的准备时间。

Description

一种采用VD+LF+VD工艺生产低碳、超低碳钢的方法

技术领域

本发明涉及到中厚板生产，具体涉及到一种采用VD+LF+VD工艺生产低碳、超低碳钢的方法。

背景技术

随着市场对钢板质量等级要求的日益严格，钢铁企业的设备和技术不断的更新换代，但是由于当前国际金融危机对我国钢铁企业造成了较大的冲击，特别是钢厂的中厚板行业是受冲击较为严重的行业，导致多数企业的利润下降，设备更新的资金给企业带来很大负担，为应对国际金融危机带来的不利影响，加快结构调整，推动产业升级，实现低成本战略，钢铁企业深挖现有设备的潜力，对于增强企业竞争力具有十分重要的作用。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种采用VD+LF+VD工艺生产保性能、保探伤的低碳、超低碳钢的方法。

一种采用VD+LF+VD工艺生产低碳、超低碳钢的方法，包括以下步骤：

a.KR铁水预处理工艺：到站低碳铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.010％，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤30℃；

b.转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.010％、P≤0.085％，铁水温度≥1240℃，铁水装入量误差按±1.5t来控制，废钢严格采用优质边角料，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢目标P≤0.015％、C≤0.05％、S≤0.012％，出钢过程中不加任何合金及脱氧剂，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前必须采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤40mm；

c.VD真空脱碳：钢水从转炉吊至VD炉后，根据温度及出钢碳含量确定保压时间在10-25min之间，VD破空后吊至LF炉进行精炼处理；

d.LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，碱度按4.0-6.0控制，精炼脱氧剂以铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-10min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃(不采用真空脱气)/1610±15℃(采用真空脱气)；

e.VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间：(抽真空前钢水温度-目标离站温度)/1.7min，覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃，

f.连铸工艺：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±10℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/kg，电搅：900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红，浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微；

g.加热：加热温度及加热时间如下：预热段温度900-1000℃，加热段温度1220-1260℃，保温段温度1200-1240℃，加热速度9-13min/cm；

h.控轧控冷：第一阶段开轧温度控制在1000～1200℃之间，采用高温低速大压下轧制，道次压下量不小于20mm；当温度不低于1000℃时，停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.0-3倍；当轧件温度小于再结晶终止温度时，开始第二阶段轧制，二阶段累计变形率≥60％，终轧温度控制在780～840℃；轧制完毕后采用ACC控冷，终冷温度控制在580～700℃之间，然后送往矫直机矫直。

i.堆冷工艺

改善钢板探伤缺陷，钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于350℃，堆冷时间控制在12小时以上。采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，

本发明的有益效果在于：在不增加RH等真空脱碳设备的前提下，利用企业现有的VD等设备，达到冶炼低碳钢、超低碳钢钢板的要求，在现阶段企业利润不高的情况下，避免了大规模上马新设备、改造设备的大量投入，为公司节约投入，充分利用现有设备，大大减轻了现阶段企业的资金投入，并为以后市场形势好转以及企业利润提高后再上马新设备提供了充足的准备时间。

具体实施方式

本发明采用优质铁水、铁水预处理、转炉冶炼、VD真空脱碳、LF精炼、VD真空脱气、浇注、铸坯堆冷、加热炉加热、轧制、Acc冷却、矫直、钢板堆冷等工艺，达到提高钢水洁净度的同时，降低钢中碳含量，从而得到质量优良的低碳、超低碳钢板。其工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、铸坯堆冷12-60小时、推钢式加热炉、3800m轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、外检、探伤、入库。

实施例如下：

具体成分设计如下：

C：0.03～0.09、Si：≤0.50、Mn：≤1.80、P：≤0.020、S：≤0.010、AlS：0.015～0.050、Ni+Cr+Mo≤1.0、Nb+V+Ti≤0.15，其它为Fe和残留元素；此方法适用于对C含量要求在0.09以下的钢种，均可通过此工艺达到C含量的要求。为达到上述目的，在原有的低碳、超低碳钢工艺基础上，严格控制转炉终点C含量和温度，转炉出钢后，进行VD真空处理，使钢水在低压条件下，通过钢水中的氧与碳反应，脱除钢中的碳，达到低碳要求，然后再经过LF精炼处理，脱除钢中的硫和氧以及夹杂物，并进行合金化，LF处理后，再经过一次VD真空处理，脱除钢中的H、N等气体，达到洁净钢的要求。结合炼钢化学成分，经过理论测算钢的再结晶终止温度，为防止混晶和晶粒粗大，因此设计其待温晾钢至再结晶终止温度以下开始精轧，晾钢厚度控制在成品厚度的2.0-3倍，为精轧阶段累计变形量及细化晶粒、位错强化奠定基础；如轧后缓慢冷却易使晶粒长大，并且组织中的C、Mn等合金固溶量有限，因此要控制适当的冷却速度。为了获得优良的综合力学性能，根据板厚的不同，轧后采用不同的层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度在580～700℃之间。

控轧控冷工艺如下：在冶炼过程中，严格控制钢中P(磷)、S(硫)等有害元素，保证钢水的纯净度基本达到洁净钢水平。在后续轧制加热过程中，为防止钢坯内部晶粒粗大，适当降低加热温度，为钢坯在轧制过程中细化晶粒奠定些实基础。在轧制过程中，通过采用国内先进的TMCP轧制技术以及后续合理的热处理工艺，能够保证低碳、超低碳钢板性能需求。为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：对于冶炼钢中碳含量在0.08％以下的钢板，其生产工艺路线采用：

优质铁水-铁水脱硫预处理-转炉冶炼-VD真空脱碳-LF精炼-VD真空脱气-浇注-加热炉加热-轧制-Acc冷却-钢板堆冷等工艺，达到提高钢水洁净度的同时，降低钢中碳含量，从而得到质量优良的低碳、超低碳钢板。前述方法中，适合生产的钢种有：高级别X65、X70、X80等管线钢、Q550D、Q690D的低碳贝氏体高强度钢、09MnNiDR等压力容器钢，以及其它碳含量在0.08％以下的钢种。

结果分析：前期采用此工艺生产的L485管线钢结果显示，此工艺可以满足生产低碳、超低碳钢板的要求。下面以L485检验结果为例。

机械力学性能分析：成份及机械力学性能按GB/T21237-2007执行，具体见表1。

表1 L485钢板机械力学性能要求

本次试生产20～30厚L485共计30批，其中：屈服强度控制在510～580MPa，平均达到了531MPa，比标准富裕46MPa；抗拉强度控制在610～680MPa，平均达到了637MPa，比标准富裕67MPa；伸长率控制在24％-31％，平均达到27％，比标准富裕9％；-20℃ V型冲击功控制在235～320J，平均达到了274J，-40℃V型冲击功控制在215～316J，平均达到了252J，DWTT平均值达到98％，完全达到L485的要求。结果表明，本工艺用于开发的低合金Q345D厚板已达到了性能要求。

外检及探伤：所研制的钢板外检，正品率100％，按JB/T 2970-2004进行探伤，合一级率为60％，合三级率为100％，达到了预期效果。可见，采用此工艺生产低碳、超低碳钢，完全可以满足要求，采用此工艺，减轻了企业对RH的紧迫性，并减小了转炉脱碳压力，有效的减轻了设备的损耗。可见此工艺具有一定的先进性。

Claims (1)

1.一种采用VD+LF+VD工艺生产低碳、超低碳钢的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.KR铁水预处理工艺：到站低碳铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.010％，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤30℃；

b.转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.010％、P≤0.085％，铁水温度≥1240℃，铁水装入量误差按±1.5t来控制，废钢严格采用优质边角料，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢目标P≤0.015％、C≤0.05％、S≤0.012％，出钢过程中不加任何合金及脱氧剂，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前必须采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤40mm；

c.VD真空脱碳：钢水从转炉吊至VD炉后，根据温度及出钢碳含量确定保压时间在10-25min之间，VD破空后吊至LF炉进行精炼处理；

d.LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，碱度按4.0-6.0控制，精炼脱氧剂以铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-10min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃(不采用真空脱气)/1610±15℃(采用真空脱气)；

e.VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间：(抽真空前钢水温度-目标离站温度)/1.7min，覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃，

f.连铸工艺：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±10℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/kg，电搅：900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红，浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微；

g.加热：加热温度及加热时间如下：预热段温度900-1000℃，加热段温度1220-1260℃，保温段温度1200-1240℃，加热速度9-13min/cm；

h.控轧控冷：第一阶段开轧温度控制在1000～1200℃之间，采用高温低速大压下轧制，道次压下量不小于20mm；当温度不低于1000℃时，停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.0-3倍；当轧件温度小于再结晶终止温度时，开始第二阶段轧制，二阶段累计变形率≥60％，终轧温度控制在780～840℃；轧制完毕后采用ACC控冷，终冷温度控制在580～700℃之间，然后送往矫直机矫直。

i.堆冷工艺：改善钢板探伤缺陷，钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于350℃，堆冷时间控制在12小时以上。