CN106148641B - 超低碳高铬耐蚀钢的rh脱碳方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,脱碳过程中保持钢水中的氧含量在0.01%~0.05%,同时控制脱碳过程中钢水温度不低于1620℃,使RH脱碳结束时钢水的碳含量降至0.005%以下,钢水中铬元素的烧损量不高于2%。使用本发明提供的方法,RH脱碳结束时钢水的碳含量可降至0.005%以下,钢水中铬元素的烧损量不高于2%,可生产铬含量在7%以上的超低碳高铬耐蚀钢。
Description
技术领域
属于炼钢技术领域,特别提供了一种生产超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法。
背景技术
钢筋中C是重要的强化元素,通过固溶强化和析出强化等作用可以显著提高钢的强度,但C和Cr具有很强的结合能力,可以和Cr形成一系列复杂的碳化物,在增加钢的强度和硬度的同时,显著降低了钢的耐蚀性。另外,C含量过高会降低钢的塑性和韧性,恶化钢的焊接性能。因此,为了提高钢的耐蚀性能,超低碳高铬钢的开发成为发展趋势。
在冶炼Cr含量≥7%的高铬钢时,RH真空炉实现超低碳冶炼较为困难,一方面因为若在深脱碳前将Cr控制到位,深脱碳阶段易出现Cr的严重氧化;另一方面若在深脱碳后加入铬铁,则由于铬铁加入量大,带来严重回碳问题,均难以实现超低碳的冶炼。为了解决上述问题,通常方法包括:
1)转炉或电炉高碳出钢,可提高Cr的收得率,将RH进站Cr含量控制在较高水平,但RH进行深脱碳处理后期,C含量降低后Cr的氧化严重,一般选择将RH脱碳结束碳含量控制在0.015%以上;
2)转炉或电炉低碳出钢,C含量小于0.1%,为防止Cr的氧化,加入少量的含铬合金,RH深脱碳结束补加含铬合金,由于铬合金加入量大,回碳较为严重,RH出钢C含量一般在0.015%以上。
上述冶炼工艺可以实现C含量在0.015%以上的高铬钢冶炼,但进一步降低C含量较为困难,因此,开发适用于超低碳高铬钢的RH深脱碳处理工艺具有广阔的市场前景和经济价值,为实现超低碳高铬钢的冶炼提供一种稳定的RH脱碳方法。
发明内容
为克服现有技术中的不足,本发明的目的在于提供一种工艺简单、利于操作、脱硫能力强的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本申请实施例公开一种超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,脱碳过程中保持钢水中的氧含量在0.01%~0.05%,同时控制脱碳过程中钢水温度不低于1620℃,使RH脱碳结束时钢水的碳含量降至0.005%以下,钢水中铬元素的烧损量不高于2%。
优选的,在上述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法中,钢水中氧含量的控制方法包括:钢水氧含量低于0.02%时下氧枪进行吹氧,氧枪枪位为4.0~4.5m,吹氧流量为30~40Nm3/min,吹氧持续时间1~3分钟,每次吹氧间隔为4~6分钟,氧含量超过0.04%时停止吹氧。
优选的,在上述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法中,钢水中碳含量变化调整真空泵抽气模式:当钢水碳含量高于0.15%时,只开前3级真空泵;当钢水碳含量降低到0.15%~0.05%时,只开前4级真空泵;当钢水碳含量降低到0.05%以下时,打开全部真空泵。
优选的,在上述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法中,当脱碳过程测定的钢水温度低于1620℃时,加铝吹氧升温,氧枪吹氧流量为30~40Nm3/min,吹氧持续时间2~5分钟,同时加入0.5~1.0kg/t的铝。
优选的,在上述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法中,RH脱碳后期,向钢包顶渣中加入调渣剂,调渣剂的粒度为40~60mm,调渣剂的成分为:35%≤Al≤55%、20%≤CaO≤30%、10%≤Al2O3≤15%,5%≤CaF2≤10%,以及其它不可避免的杂质。
优选的,在上述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法中,所获得钢的化学成分以重量百分比计为:0<C≤0.015%、7%≤Cr≤12%、0<Al≤2%、0.3%≤Si≤1%、0.3%≤Mn≤2%、0<S≤0.02%、0<P≤0.02%。
优选的,在上述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法中,控制RH脱碳进站钢水的碳含量为0.15%~0.3%、Cr含量7%~12%,温度≥1660℃。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)RH进站碳含量高,可提高RH进站钢水Cr含量;
(2)开发出RH进站高C钢水真空脱碳模式,将钢水碳含量脱至0.01%以下,同时降低了Cr的氧化;
(3)实现了RH真空炉冶炼冶炼C含量低于0.01%的高铬耐蚀钢。
具体实施方式
本实施例提供一种超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其通过转炉终点高碳出钢,控制转炉终点的C、Cr含量,出钢时加石灰和造渣剂调渣并控制氧势,然后运至RH进行处理,RH真空脱碳过程通过控制吹氧制度、真空度实现脱碳保铬,后加入超低碳钢专用合金进行脱氧及合金化,同时向钢包顶渣中加入调渣剂,对渣中氧化铬进行还原,然后进行净循环处理,RH破空、出钢。
冶炼工艺的原理如下:
RH真空炉冶炼超低碳高铬钢,在RH脱碳期若吹氧量过大,则Cr的氧化量增加,增大合金损失;若吹氧量偏小,则严重影响到RH脱碳速率,对生产节奏以及产品C含量控制均带来不利影响。为了提高RH深脱碳阶段Cr的收得率,与常规方法相比,本发明在RH脱碳期根据C、O反应规律,制定了吹氧模式,通过控制枪位、吹氧流量、吹氧时间及吹氧间隔等控制钢水氧含量,确保了RH脱碳速率,同时将氧势控制在较低水平,减少Cr的氧化;根据RH脱碳过程温度监测,制定了加Al吹氧升温机制,保证过程温度大于1620℃,并根据钢水C含量变化调整真空泵抽气模式,均有助于加强C、O反应,降低Cr的氧化,实现了超低碳高铬钢RH真空炉深脱碳冶炼工艺。
本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
1)RH进站定氧测温,并取样测定化学成分,温度1682℃,C含量0.295%,O含量0.0185%,Cr含量9.78%,钢包到位后开通三级泵抽真空,真空室压力在20~100mbar,下氧枪吹氧,枪位高度4.5m,吹氧流量40Nm3/min,吹氧时间1.5min,停止吹氧,继续脱碳4.8min,然后定氧、测温,根据氧含量继续吹氧脱碳。
2)当C含量达到0.146%,即开四级真空泵,将真空室压力降至5~20mbar以下;C含量达到0.048%,即开五级真空泵,将真空室压力降至2mbar以下,RH脱碳结束C含量0.0021%,Cr含量9.55%,温度1622℃。
3)RH脱碳过程吹氧脱碳次数8次,吹氧时间持续1~2min,吹氧间隔4.3~5.9min;RH脱碳过程温度逐渐降低,吹氧升温3次,吹氧枪位4.2m,吹氧流量35Nm3/min,吹氧时间2.6~4.8min,吹氧升温加铝量0.7~0.9kg/t。
4)RH脱碳结束加微碳金属铝、硅铁、金属锰等脱氧合金化,同时向渣面加入改质剂,对炉渣进行还原,然后净循环处理10min,破空、出钢。
该炉次RH出钢成分:C含量0.0036%、Cr含量9.69%、Mo含量1.52%,Al含量0.016%、Si含量0.65%,Mn含量1.36%,V含量0.15%、S含量0.0086%、P含量0.0169%。
实施例2
1)RH进站定氧测温,并取样测定化学成分,温度1675℃,C含量0.106%,O含量0.0316%,Cr含量9.45%,钢包到位后开通四级真空泵,将真空室压力降至5~20mbar,下氧枪吹氧,枪位高度4.2m,吹氧流量38Nm3/min,吹氧时间1.2min,停止吹氧,继续脱碳4.6min,然后定氧、测温,根据氧含量继续吹氧脱碳。
2)当C含量达到0.045%,即开五级真空泵,将真空室压力降至2mbar以下,RH脱碳结束C含量0.0016%,Cr含量9.28%,温度1621℃。
3)RH脱碳过程吹氧脱碳次数4次,吹氧时间持续1~2min,吹氧间隔4.0~5.7min;RH脱碳过程温度逐渐降低,吹氧升温1次,吹氧枪位4.2m,吹氧流量35Nm3/min,吹氧时间3.2min,吹氧升温加铝量0.8kg/t。
4)RH脱碳结束加微碳金属铝、硅铁、金属锰等脱氧合金化,同时向渣面加入改质剂,对炉渣进行还原,然后净循环处理11min,破空、出钢。
该炉次RH出钢成分:C含量0.0028%、Cr含量9.39%、Mo含量1.46%,Al含量0.017%、Si含量0.68%,Mn含量1.42%,V含量0.14%、S含量0.0075%、P含量0.0158%。
实施例3
1)RH进站定氧测温,并取样测定化学成分,温度1678℃,C含量0.206%,O含量0.0215,Cr含量9.67%,钢包到位后开通三级泵抽真空,真空室压力在20~100mbar,下氧枪吹氧,枪位高度4.3m,吹氧流量40Nm3/min,吹氧时间1.7min,停止吹氧,继续脱碳5.1min,然后定氧、测温,根据氧含量继续吹氧脱碳。
2)当C含量达到0.148%,即开四级真空泵,将真空室压力降至5~20mbar以下;C含量达到0.047%,即开五级真空泵,将真空室压力降至2mbar以下,RH脱碳结束C含量0.0022%,Cr含量9.48%,温度1625℃。
3)RH脱碳过程吹氧脱碳次数6次,吹氧时间持续1~2min,吹氧间隔4.9~5.5min;RH脱碳过程温度逐渐降低,吹氧升温2次,吹氧枪位4.2m,吹氧流量35Nm3/min,吹氧时间2.3~2.8min,吹氧升温加铝量0.6~0.8kg/t。
4)RH脱碳结束加微碳金属铝、硅铁、金属锰等脱氧合金化,同时向渣面加入改质剂,对炉渣进行还原,然后净循环处理10min,破空、出钢。
该炉次RH出钢成分:C含量0.0037%、Cr含量9.57%、Mo含量1.44%,Al含量0.016%、Si含量0.72%,Mn含量1.46%,V含量0.16%、S含量0.0084%、P含量0.0179%。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (6)
1.一种超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其特征在于,脱碳过程中保持钢水中的氧含量在0.01%~0.05%,同时控制脱碳过程中钢水温度不低于1620℃,使RH脱碳结束时钢水的碳含量降至0.005%以下,钢水中铬元素的烧损量不高于2%,钢水中氧含量的控制方法包括:钢水氧含量低于0.02%时下氧枪进行吹氧,氧枪枪位为4.0~4.5m,吹氧流量为30~40Nm3/min,吹氧持续时间1~3分钟,每次吹氧间隔为4~6分钟,氧含量超过0.04%时停止吹氧。
2.根据权利要求1所述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其特征在于:钢水中碳含量变化调整真空泵抽气模式:当钢水碳含量高于0.15%时,只开前3级真空泵;当钢水碳含量降低到0.15%~0.05%时,只开前4级真空泵;当钢水碳含量降低到0.05%以下时,打开全部真空泵。
3.根据权利要求1所述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其特征在于:当脱碳过程测定的钢水温度低于1620℃时,加铝吹氧升温,氧枪吹氧流量为30~40Nm3/min,吹氧持续时间2~5分钟,同时加入0.5~1.0kg/t的铝。
4.根据权利要求1所述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其特征在于:RH脱碳后期,向钢包顶渣中加入调渣剂,调渣剂的粒度为40~60mm,调渣剂的成分为:35%≤Al≤55%、20%≤CaO≤30%、10%≤Al2O3≤15%,5%≤CaF2≤10%,以及其它不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其特征在于:所获得钢的化学成分以重量百分比计为:0<C≤0.015%、7%≤Cr≤12%、0<Al≤2%、0.3%≤Si≤1%、0.3%≤Mn≤2%、0<S≤0.02%、0<P≤0.02%。
6.根据权利要求5所述的超低碳高铬耐蚀钢的RH脱碳方法,其特征在于:控制RH脱碳进站钢水的碳含量为0.15%~0.3%、Cr含量7%~12%,温度≥1660℃。
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超低碳钢的冶炼技术;武骏等;《特殊钢》;19961231;第17卷(第2期);第30-34页 * |
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