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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