CN102851594A - 一种低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法。本发明对临氢铬钼钢的冶炼工艺进行调整，选择铝线为强氧化剂，碳粉、电石和铝粒作为扩散脱氧剂，避免原料使钢水大量增硅；精炼过程中增加渣量，保持较好的炉渣流动性和还原性；采用强惰性气体保护，避免钢水二次氧化，控制还原气氛，分阶段喂铝控硅脱氧，在确保低硅的前提下，使钢水中的铝复合内控目标；用低成本低碳铬铁代替金属铬，在实现相同精炼效果的同时，降低成本。

Description

一种低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法
技术领域
本实发明属合金钢冶炼技术领域，具体涉及一种低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法。
背景技术
临氢12Cr2Mo1R、临氢12Cr2Mo1VR等压力容器用钢板，是贯彻落实国家“以产顶进”方针的主要品种，在国内具有较高的市场占有率，享有较好的市场信誉。随着石油化工设备的进一步大型化、可开采原油的多样化，要求该类型钢板的探伤级别和钢板厚度不断增加，因此对钢板产品的实物质量要求也进一步提高。
相对于一般钢种来讲，该钢冶炼的技术难点体现在有害元素要求低：[As]≤0.016%、[Sn]≤0.015%、[Sb]≤0.003%、主元素P、S要求苛刻（[P]≤0.010%、[S]≤0.005%）、主元素Si控制精度高（[Si]≤0.10%）。通常，该钢的冶炼操作方法主要是在电炉实施精料方针，优质生铁及铁水配入比达到70%以上，降低0组料入炉比例，以此控制砷、锡、锑三种有害元素含量不超标准要求；LF过程一直采用金属铬调铬的办法，控制合金增硅。但由于冶炼过程还原气氛控制的稳定性较差，造成真空结束取样硅高，被迫变更冶炼计划或重新氧化降硅，使得该钢种的计划钢种兑现率一直受到制约，影响合同交货期，同时使生产成本大幅度上升，市场优势受到削弱。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法。为实现上述目的，本发明低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法采用的技术方案是：
（1）电炉冶炼：生铁和铁配入比不低于70wt%，废钢加入量占总料中的30%以下；出钢电炉炉内温度控制在1580～1640℃，保证炉内无冷料，出钢过程严禁加入任何脱氧剂和合金，电炉出炉大包样[P]≤0.005%；
（2）LF精炼：LF炉选择采用无硅或低硅、低磷材料的脱氧剂、碳粉、电石、铝粒和铝线；精炼座包第一次喂入铝线2～4m/t钢强化LF前期的脱氧效果；精炼送电10～15分钟，使用碳粉（5kg/t钢）、电石（3kgt钢）、铝粒（2.5kg/t钢）作为扩散脱氧剂，变渣至黄白色，避免原材料使钢水增硅；精炼过程中加入2500～3400kg石灰、萤石造渣，调整炉渣流动性；精炼炉渣碱度≥4，减少渣中氧化硅的还原，使钢水在冶炼过程中增硅量≤0.05%；当S和其它残余元素符合国家标准要求时，加入25kg钢的铬铁合金，在加铬铁合金前再次喂入铝线1m/t钢，在LF中后期弥补低硅对脱氧的不利因素；
（3）真空处理：冶炼过程中采用强惰性气体氩气保护，避免钢水二次氧化，保持还原气氛；真空过程控制双管氩气流量≥80L/min，压力≥0.3MPa，在破坏真空前5min氩气流量调小到30～60L/min，进行软吹；在VD真空处理前后各喂铝一次，既达到了VD处理过程的深度脱氧效果，又确保了低硅的前提下，钢水[Al]符合内控0.02～0.045%的目标。所述的步骤（2）中，在充分利用LF过程高温阶段快速熔化合金，加入合金的温度为1580℃，到合金完全熔化，温度达到1640℃，时间为13～17min，缩短了常压下强还原时间，使钢水增硅的绝对量减少。
所述的步骤（3）中的真空度≤66Pa，真空保持时间不小于20min。
所述的低成本临氢铬钼钢，用低成本的低碳铬铁替代金属铬，实现相同的精炼效果的同时，节省了成本。
钢的熔炼成分控制要求见表1。
表1.钢的熔炼成分控制要求（wt%）
Figure BDA00002087378400021
注：标﹡单个元素为提供值，不作为判定依据，但应保证J≤100，X≤15ppm。
其中J=(Mn+Si)×(P+Sn)×104≤100，式中元素以重量百分比代入,如0.15%应以0.15代入；
X=(10P+5Sb+4Sn+As)×10-2≤15PPm，式中元素以ppm含量代入，如0.01%以100ppm代入。
本发明的特点是：①在选择合适脱氧剂的基础上，通过增加扩散脱氧剂使用种类，由常用的一种增加到三种，到达提高LF前期脱氧强度；②精炼过程中增加渣量，保持较好的炉渣流动性和还原性，充分利用LF过程高温阶段快速熔化，缩短了高温下强还原时间，使得钢水增硅量减少；③冶炼过程中采用强惰性气体氩气保护，避免钢水二次氧化，保持还原气氛，分阶段用铝控硅脱氧，在确保低硅的前提下，钢水[Al]符合内控0.02～0.045%的目标；④采用低成本的低碳铬铁替代金属铬，实现相同的精炼效果的同时，节省了成本。
具体实施方式
实施实例1
本实施例的低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅技术方法（100吨钢水/炉），具体步骤如下：
（1）电炉冶炼：生铁和铁配入比不低于70wt%，废钢加入量占总料中的30%以下；出钢电炉炉内温度控制在1600℃，保证炉内无冷料，出钢过程严禁加入任何脱氧剂和合金，电炉出炉大包样[P]≤0.005%；
（2）LF精炼：精炼座包第一次喂入铝线200m钢强化LF前期的脱氧效果，精炼送电13分钟，使用500kg碳粉、300kg电石、250kg铝粒作为扩散脱氧剂，变渣至黄白色，避免原材料使钢水增硅；精炼过程中加入3000kg石灰、萤石造渣，调整炉渣流动性；精炼炉渣碱度R=5，减少渣中氧化硅的还原，使钢水在冶炼过程中增硅量≤0.05%；当S和其它残余元素符合国家标准要求时，加入2500kg的铬铁合金，加入合金的温度为1580℃，到合金完全熔化，温度达到1640℃，时间为15min，缩短了强还原时间；在加铬铁合金前再次喂入铝线100m钢，在LF中后期弥补低硅对脱氧的不利因素；
（3）真空处理：冶炼过程中采用强惰性气体氩气保护，避免钢水二次氧化，保持还原气氛；真空过程控制氩气流量120L/min，压力0.3MPa，真空度为66Pa，真空保持时间40min，在破坏真空前5min氩气流量调小到60L/min，进行软吹；在VD真空处理前后各喂铝一次，既达到了VD处理过程的深度脱氧效果，又确保了低硅的前提下，钢水[Al]符合内控0.02～0.045%的目标。
本实施例方法生产的钢板力学性能见表2。
实施实例2
本实施例的低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅技术方法（100吨钢水/炉），具体步骤如下：
（1）电炉冶炼：生铁和铁配入比不低于70wt%，废钢加入量占总料中的30%以下；出钢电炉炉内温度控制在1580℃，保证炉内无冷料，出钢过程严禁加入任何脱氧剂和合金，电炉出炉大包样[P]≤0.005%；
（2）LF精炼：精炼座包第一次喂入铝线200m钢强化LF前期的脱氧效果，精炼送电15分钟，使用500kg碳粉、300kg电石、250kg铝粒作为扩散脱氧剂，变渣至黄白色，避免原材料使钢水增硅；精炼过程中加入3200kg石灰、萤石造渣，调整炉渣流动性；精炼炉渣碱度R=6，减少渣中氧化硅的还原，使钢水在冶炼过程中增硅量≤0.05%；当S和其它残余元素符合国家标准要求时，加入2500kg的铬铁合金，加入合金的温度为1580℃，到合金完全熔化，温度达到1640℃，时间为13min，缩短了强还原时间；在加铬铁合金前再次喂入铝线100m钢，在LF中后期弥补低硅对脱氧的不利因素；
（3）真空处理：冶炼过程中采用强惰性气体氩气保护，避免钢水二次氧化，保持还原气氛；真空过程控制氩气流量100L/min，压力0.5MPa，真空度为66Pa，真空保持时间20min，在破坏真空前5min氩气流量调小到40L/min，进行软吹；在VD真空处理前后各喂铝一次，既达到了VD处理过程的深度脱氧效果，又确保了低硅的前提下，钢水[Al]符合内控0.02～0.045%的目标。
本实施例方法生产的钢板力学性能见表2。
表2.实施例方法生产的钢板经模拟焊后热处理后的力学性能
Figure BDA00002087378400041
成本对比
在低硅临氢铬钼钢中用低成本低碳铬铁代替金属铬，每炉以钢水量100吨计算成本节约量，低铬代替金属铬在低硅临氢钢合金节约计算，Cr：2.25～2.50%，用低铬2500kg代替金属铬，相当于1580kg金属铬。按照2011年合金计划价格，每吨低碳铬铁13000元，每吨金属铬75000元，则每炉中，
低铬合金价格=2500/1000*13000=32500元
金属铬合金价格=15800/1000*75000＝118500元
每炉钢节约合金=118500-27500=86000元
则每吨钢可降低860元/吨。
低成本临氢铬钼钢各项指标优于国家标准，满足用户需求。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施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，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种低成临氢铬钼钢的冶炼控硅方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：
（1）电炉冶炼：生铁和铁配入比不低于70wt%，废钢加入量占总料中的30%以下；出钢电炉炉内温度控制在1580～1640℃，电炉出炉大包样[P]≤0.005%；
（2）LF精炼：精炼座包第一次喂入铝线2～4m/t钢强化脱氧，精炼送电10～15分钟，使用5kg/t钢的碳粉、3kg/t钢的电石和205kg/t钢铝粒作为扩散脱氧剂，变渣至黄白色；精炼过程中加入2500～3400kg石灰、萤石造渣，调整炉渣流动性；精炼炉渣碱度R≥4，加入25kg/t钢的铬铁合金，在加铬铁合金前再次喂入铝线1m/t钢；
（3）真空处理：冶炼过程中采用强惰性气体氩气保护，真空过程控制双管氩气流量≥80L/min，压力≥0.3MPa，在破坏真空前5min氩气流量调小到30～60L/min，进行软吹；在VD真空处理前后分各喂铝一次。
2.根据权利要求1所述的低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，加入铬铁合金的温度为1580℃，到合金完全熔化，温度达到1640℃，时间为13～17min。
3.根据权利要求1所述的低成本临氢铬钼钢的冶炼控硅方法，其特征在于，所述的步骤（3）中的真空度≤66Pa，真空保持时间不小于20min。
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