CN106282488A - 一种提高钢锭成材厚度的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其包括LF精炼、VD真空精炼、连铸、加热、轧制和下线堆垛工序得到钢板,所述LF精炼工序前,电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到150ppm以下。本发明通过各工序的准确控制,在不增加生产成本、保证产品力学性能的前提下,提高钢锭轧制钢板的厚度规格,提高其内部质量也就是探伤等级,得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到500mm,大幅降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金的生产方法,尤其是一种提高钢锭成材厚度的工艺方法。
背景技术
当今世界经济低迷,钢铁行业产能过剩,生产成本居高不下,钢铁行业整体利润不高,钢铁行业处于微利或亏本状态。特别是中厚板企业,随着越来越多的钢铁企业涌入中厚板市场的竞争,面临着严峻的挑战。由于目前国内中厚板市场竞争激烈,只有通过降低生产成本,才能提高中厚板生产企业的市场竞争力。因此,通过优化冶炼和轧制工艺,提高钢锭质量的提高,大幅降低钢锭成材的生产成本,扩大现有钢锭成材探伤板订货规格,提高经济效益,有利于公司技术进步,增强行业竞争实力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种在保证产品性能的情况下,提高探伤合格钢锭最大成材厚度的工艺方法,以降低生产成本。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下:一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其包括LF精炼、VD真空精炼、连铸、加热、轧制和下线堆垛工序得到钢板,所述LF精炼工序前,电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到150ppm以下。
本发明LF精炼结束钢液中Al≥0.020wt%、S≤0.005wt%;LF精炼周期≤60min。
本发明所述LF精炼工序中,炉渣成份中∑Fe含量0.5%以下,保证白渣保持时间≥35min。
本发明所述VD真空精炼工序前一次性喂入铝线,增铝至0.110-0.130wt%;所述VD真空精炼工序,真空度≤66Pa,保持时间≥20min。
本发明所述VD真空工序中,真空完毕采用软吹工艺,软吹时间≥8min,使夹杂物有充分的上浮时间,真空过程Ar气流量为100-150L/min;真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内氩气流量≤50L/min。
本发明所述模铸工序中,从解除真空至开浇的时间≤25min,浇注完毕在帽口加发热剂,发热剂添加量2-3kg/吨钢。
本发明所述加热工序:总加热时间≥24h;
本发明所述轧制工序中,轧制速度≤1m/s;精轧共有8个道次,总变形量在60-70%,确保精轧最后五个道次单道次压下量≥8%。
本发明所述下线堆垛工序:堆垛温度≥400℃,堆垛时间≥60h。
本发明所述钢板探伤级别合格厚度达500mm,所述探伤级别EN10160质量级别S2E2级的钢板。
本发明的设计思路:本发明减少钢液中氧含量,减少脱氧过程所产生的夹杂物,并且降低脱氧成本。电炉出钢后,不加任何脱氧材料,向钢包中加入碳粉(即真空残氧脱碳,具体增碳量视电炉出钢样中碳含量确定,一般增碳至0.12-0.14wt%之间),再进行真空处理,促使碳粉与钢液中氧反应更彻底,达到降低钢液中氧含量的目的,通过定氧仪测定钢液中氧含量可降低到150ppm以下。第一次真空结束后钢包转入LF位进行正常精炼,由于钢液中氧含量已非常低,可降低精炼过程脱氧剂投入,并且降低了脱氧过程产生的夹杂物,达到洁净钢液的目的。
本发明控制VD真空结束后氩气的搅拌强度,并延长软吹氩时间,在不破坏还原气氛的情况下,保证钢液中脱氧生成物有足够的上浮时间,使夹杂物能够更好的被钢渣吸附。
本发明采用低速(轧制速度控制在≤1m/s,正常轧制速度则为2-4m/s)大压下轧制工艺,轧制速度的降低使塑性变形有较多时间在整个体积内传播,有利于变形渗透到钢板中心,因此有利于裂纹、疏松、孔隙等缺陷的消除,另外在较高变形温度、较低应变速率的条件下再结晶细化晶粒创造条件。
本发明使用的发热剂为本领域公知物质,是一种复合材料,不同生产厂家的成份稍有出入,大致成份有:Al≥7wt%、Al+Al2O315-20wt%、SiO237-40wt%、C10-12wt%、C燃10-11wt%、CaO13-15%、Fe2O3≤4.5wt%、其它5-8wt%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明通过各工序的准确控制,在不增加生产成本、保证产品力学性能的前提下,提高钢锭轧制钢板的厚度规格,提高其内部质量也就是探伤等级,得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到500mm,大幅降低生产成本。
具体实施方式
下面结具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本提高钢锭成材厚度的工艺方法采用下述工艺步骤:(1)LF精炼工序:LF精炼工序前,电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到150ppm以下;
要求LF精炼结束钢液中AL≥0.020%,S≤0.005%,精炼及真空完毕炉渣成份中∑Fe含量0.5%以下;从而提高钢水纯净度。LF精炼周期≤60min,保证白渣保持时间≥35min;
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂入Al线,增铝至0.110-0.130wt%;真空度≤66Pa,保持时间≥20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;真空过程Ar气流量100-150L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量≤50L/min,软吹时间≥8min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间;
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间≤25min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂,使钢锭帽口部位收缩良好;
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间≥24h;
(5)轧制工序:精炼阶段后五道次保证单道次压下量不得低于8%;
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度≥400℃,堆垛时间≥60h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到500mm。
实施例1-6:本提高钢锭成材厚度的工艺方法采用表1所示的钢种,以及冶炼和浇注工艺;采用表2所示的加热、轧制和缓冷工艺,以及探伤结果;各实施例所得产品的力学拉伸性能见表3,力学冲击性能见表4。
实施例1
(1)LF精炼工序:电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到120ppm。
要求LF精炼结束钢液中AL:0.034%,S:0.003%,精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.25%以下;LF精炼周期53min,保证白渣保持时间38min。
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.115wt%;真空度43Pa,保持时间20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;软吹时间10min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间,真空过程Ar气流量100L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量25L/min。
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间9min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间34h。
(5)轧制工序:轧制速度1m/s;精轧共有8个道次,总变形量62%,精炼阶段后五道次平均单道次压下量不低于10%。
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度520℃,堆垛时间60h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到460mm。
实施例2
(1)LF精炼工序:电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到115ppm。
要求LF精炼结束钢液中AL:0.029%,S:0.002%,精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.33%以下;LF精炼周期50min,保证白渣保持时间35min。
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂喂Al至0.120wt%;真空度25Pa,保持时间20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;软吹时间8min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间,真空过程Ar气流量120L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量20L/min。
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间12min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间34h。
(5)轧制工序:轧制速度0.9m/s;精轧共有8个道次,总变形量在68%,精炼阶段后五道次平均单道次压下量不低于9%。
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度480℃,堆垛时间72h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到500mm。
实施例3
(1)LF精炼工序:电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到109ppm。
LF精炼结束钢液中AL:0.036%,S:0.002%,精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.28%以下;LF精炼周期52min,保证白渣保持时间36min。
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.115wt%真空度30Pa,保持时间20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;软吹时间12min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间,真空过程Ar气流量150L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量20L/min。
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间10min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间32h。
(5)轧制工序:轧制速度0.8m/s;精轧共有8个道次,总变形量在70%,精炼阶段后五道次平均单道次压下量不低于11%。
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度518℃,堆垛时间60h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到450mm。
实施例4
(1)LF精炼工序:电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到116ppm。
LF精炼结束钢液中AL:0.028%,S:0.003%,精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.41%以下;LF精炼周期57min,保证白渣保持时间40min。
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.125wt%;真空度37Pa,保持时间20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;软吹时间11min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间,真空过程Ar气流量140L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量25L/min。
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间11min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间28h。
(5)轧制工序:轧制速度0.7m/s;精轧共有8个道次,总变形量在60%,精炼阶段后五道次平均单道次压下量不低于8.5%。
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度503℃,堆垛时间60h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到380mm。
实施例5
(1)LF精炼工序:电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到130ppm。
LF精炼结束钢液中AL:0.030%,S:0.003%,精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.33%以下;LF精炼周期55min,保证白渣保持时间41min。
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.118wt%;真空度50Pa,保持时间20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;软吹时间12min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间,真空过程Ar气流量110L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量30L/min。
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间13min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间34h。
(5)轧制工序:轧制速度0.9m/s;精轧共有8个道次,总变形量在68%,精炼阶段后五道次平均单道次压下量不低于12%。
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度450℃,堆垛时间72h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到500mm。
实施例6
(1)LF精炼工序:电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到125ppm。
LF精炼结束钢液中AL:0.039%,S:0.002%,精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.29%以下;LF精炼周期53min,保证白渣保持时间36min。
(2)VD真空精炼工序:在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.118wt%;真空度33Pa,保持时间20min,禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气,保证真空脱气效果;软吹时间10min,确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间,真空过程Ar气流量115L/min,真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度,氩气流量25L/min。
(3)模铸工序:解除真空至开浇的时间12min,避免因长时间停氩等待造成包底温度过低而导致的烧氧、散流;浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
(4)加热工序:确保钢锭透烧均匀,总加热时间34h。
(5)轧制工序:轧制速度0.6m/s;精轧共有8个道次,总变形量在66%,精炼阶段后五道次平均单道次压下量不低于12%。
(6)下线堆垛工序:钢板轧后要及时堆垛,堆垛温度530℃,堆垛时间72h。得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,厚度达到420mm。
表1 钢种以及冶炼、浇注工序
表1中,LF精炼工序,电炉出钢先利用真空进行残余脱碳,脱碳毕吊LF开始精炼,LF精炼工序开始精炼时一次喂铝脱氧,白渣保持时间不低于35min。VD真空精炼工序,真空保持过程最后5min氩气流量小于50L/min。。
表2 加热、轧制和缓冷工艺以及探伤结果
表2中,超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板,最大厚度达到500mm。
钢板的力学拉伸性能见表3,力学冲击性能见表4。
表3 各实施例产品的力学拉伸性能
表4 各实施例产品的力学冲击性能
由表3、4可见,本方法所得钢板的力学性能满足相应钢种牌号要求,并且富余量较大。
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,而不脱离本发明的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 (10)
1.一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其包括LF精炼、VD真空精炼、连铸、加热、轧制和下线堆垛工序得到钢板,其特征在于:所述LF精炼工序前,电炉出钢后不加脱氧剂,向钢包中加入碳粉增碳,进行真空残氧脱碳,使钢液中氧含量降低到150ppm以下。
2.根据权利要求1所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:LF精炼结束钢液中Al≥0.020wt%、S≤0.005wt%,;LF精炼周期≤60min。
3.根据权利要求1所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述LF精炼工序中,炉渣成份中∑Fe含量0.5%以下,保证白渣保持时间≥35min。
4.根据权利要求1所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述VD真空精炼工序前一次性喂入铝线,增铝至0.110-0.130wt%;所述VD真空精炼工序,真空度≤66Pa,保持时间≥20min。
5.根据权利要求1所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述VD真空工序中,真空完毕采用软吹工艺,软吹时间≥8min,使夹杂物有充分的上浮时间,真空过程Ar气流量为100-150L/min;真空保持过程最后5min及解除真空后的8min内氩气流量≤50L/min。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述模铸工序中,从解除真空至开浇的时间≤25min,浇注完毕在帽口加发热剂,发热剂添加量2-3kg/吨钢。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述加热工序:总加热时间≥24h。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述轧制工序中,轧制速度≤1m/s;精轧共有8个道次,总变形量在60-70%,确保精轧最后五个道次单道次压下量≥8%。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述下线堆垛工序:堆垛温度≥400℃,堆垛时间≥60h。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高钢锭成材厚度的工艺方法,其特征在于:所述钢板探伤级别合格厚度达500mm,所述探伤级别EN10160质量级别S2E2级的钢板。
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