CN108486456A - 高铬耐蚀钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高铬耐蚀钢的冶炼方法，包括转炉和LF精炼，转炉出钢温度大于1720℃，转炉内不加铬铁合金；转炉出钢过程中，添加硅铁、金属锰、微碳铬铁脱氧合金化，其中，微碳铬铁添加量50～70kg/t；LF精炼包括：s1、控制通电功率至100～115kW/t，通电时间4‑6min，然后降低通电功率；s2、通电功率降低至90～100kW/t，添加铬铁合金10～20kg/t，添加时间1～2.5min；s3、重复步骤s1和s2，直至铬铁合金在整个冶炼过程中总加入量达到100～200kg/t，且LF精炼总时间小于65min。本发明增加转炉出钢过程和钢包精炼炉中铬铁合金加入量；确保在合金持续加入的同时，钢水温度逐渐提高，实现合金全部加入完成后，钢水温度也接近达标，缩短通电处理时间，使整体冶炼效率大幅提高。
Description
技术领域
本申请涉及炼钢技术领域，特别是涉及一种高铬耐蚀钢的冶炼方法。
背景技术
耐蚀钢筋中合金成分含量较高，其中Cr含量一般大于6％，甚至10％以上，接近不锈钢成分，铬高碳低的高耐腐蚀性钢筋，可以参考不锈钢的冶炼工艺组织生产。不锈钢的常规冶炼工艺主要有两种：一种是两步法冶炼，即EAF+AOD或VOD法，主要是EAF+AOD，投资和生产成本较低，与连铸匹配也比较容易，多在专业化不锈钢生产厂采用；另一种是三步法，即EAF+转炉(MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法，转炉主要用来加快脱碳速率，由于有VOD而可以更容易冶炼超低碳、氮，高铝和含钛不锈钢。
不锈钢的常规生产流程中，电炉的作用主要是熔化铬铁合金、铁水脱磷、初脱碳，转炉用于加快脱碳节奏，VOD炉用于深脱碳处理。对于大多数以BOF→LF/RH→CC工艺路线为主的钢铁企业，炼钢车间没有生产不锈钢的专用熔炼设备(如VOD、AOD)。此外，转炉是氧化性环境，Cr又是比较容易氧化的元素，转炉吹氧脱碳、保铬非常困难；此外，由于高铬合金钢铬铁加入量非常大，也导致转炉内热源难以保证，低温冶炼会导致Cr元素氧化量大幅增加；若添加增热剂，则冶炼时间、生产节奏均要延长，导致生产效率大幅降低。转炉车间不会搭配电炉用来熔化铬铁合金，因此，导致以BOF→LF/RH→CC工艺路线为主的钢铁企业生产高铬合金钢非常困难。
鉴于上述问题，一般以BOF→LF/RH→CC工艺路线为主的钢铁企业基本不生产高铬合金钢或其它高合金钢，或通过引进设备，增加冶炼不锈钢专用设备，则需投入大量成本，对于不以生产不锈钢为主的钢铁企业不宜投入。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于BOF→LF/RH→CC工艺路线生产高合金钢的LF精炼冶炼工艺方法，具有广阔的市场前景和经济价值。
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高铬耐蚀钢的冶炼方法，包括转炉和LF精炼，其中，
转炉内不加铬或其合金；
转炉出钢过程中，添加铬铁合金，添加量50～70kg/t；
转炉出钢温度大于1720℃；
LF精炼包括：
s1、控制通电功率至100～115kW/t，通电时间4-6min，然后降低通电功率；
s2、通电功率降低至90～100kW/t，添加铬铁合金10～20kg/t，添加时间1～2.5min；
s3、重复步骤s1和s2，直至铬铁合金在整个冶炼过程中总加入量达到100～200kg/t，且LF精炼总时间小于65min。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，转炉出钢过程中进行渣料脱氧合金化及造渣。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，转炉出钢过程中加入3～8kg/t硅铁、5～10kg/t锰铁进行脱氧合金化。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，转炉出钢过程中加入石灰1.0～2.5kg/t、合成渣1.5～3.5kg/t造渣。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，转炉出钢过程所用的合成渣粒度为1～10mm，合成渣的成分为：20％≤CaO≤45％、30％≤SiO2≤55％、Al2O3≤10％、MgO≤10％，以及其它不可避免的杂质。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，出钢过程底吹流量1.0～3.5MPa，出钢结束钢水温度大于1545℃。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，LF精炼进站钢水温度大于1540℃，通电升温时底吹流量0.3～0.7MPa，添加铬或其合金时底吹流量调整0.5～1.0MPa。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，通电升温过程中向钢包渣面加0.5～1.5kg/t合成渣、0.1～0.5kg/t电石造泡沫渣。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，LF精炼过程所用的合成渣粒度为1～10mm，合成渣的成分为：20％≤CaO≤45％、30％≤SiO2≤55％、Al2O3≤10％、MgO≤10％，以及其它不可避免的杂质。
优选的，在上述的高铬耐蚀钢的冶炼方法中，控制LF精炼出站钢水C含量0.15％～0.45％、Cr含量6％-12％、Si含量0.2％～0.8％、Mn含量0.6％～1.5％、P含量小于0.025％，温度1600～1620℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)、转炉冶炼过程不加铬铁合金，减轻了转炉脱碳保铬压力；
(2)、转炉不加铬铁合金，对转炉终点实现控制高温、低磷出钢较为有利，为冶炼Cr含量大于5％，且P含量小于0.025％的钢种提供了条件；
(3)、转炉出钢过程中添加铬铁合金、LF精炼过程添加铬铁合金，Cr元素的收得率相对在转炉内添加，得到大幅度提升，降低合金成本。
(4)、实现了LF精炼炉冶炼合金加入量超过100kg/t的钢种的生产。
具体实施方式
本实施例提供一种LF精炼炉生产高铬耐蚀钢的冶炼方法，其通过转炉终点高温出钢，添加硅、锰脱氧，再加入铬铁合金合金化，出钢结束加入石灰、合成渣造渣，然后运至LF进行处理，LF处理过程控制合适的通电升温模式，与合金加料频率，同时优化造渣工艺制度及底吹模式，实现LF精炼炉快速、高效的加入铬铁合金，钢水温度、合金成分控制达到目标后即出钢，运至RH进行脱碳处理。
冶炼工艺的原理如下：
LF精炼炉冶炼高铬合金钢，取消了转炉内添加铬铁合金操作，减轻了转炉冶炼过程脱碳保铬压力，同时对提高铬元素收得率非常有利。但在LF精炼过程铬铁加入量过大，则易导致通电处理时间过长，对生产节奏的控制、耐材保护、电耗成本等均不利。为了实现LF精炼炉高效的冶炼高铬合金钢，同时缩短通电时间，并减轻设备耐材造成的损耗，与常规方法相比，本发明提高转炉出钢温度，增加转炉出钢过程在钢包精炼炉中铬铁合金加入量；LF精炼处理过程控制合理的通电模式、合金加入频率及一次加入量，确保在合金持续加入的同时，钢水温度逐渐提高，实现合金全部加入完成后，钢水温度接近达标，缩短也通电处理时间，使整体冶炼效率大幅提高；同时，采用合理的造渣工艺，使通电升温过程保持泡沫渣操作，减轻通电过程对耐材的损害，最终实现了生产高铬耐蚀钢的LF精炼冶炼工艺。
具体地，本申请实施例公开一种LF精炼炉生产高铬耐蚀钢的冶炼方法，转炉内不加铬铁合金，转炉出钢过程加合金、渣料脱氧合金化及造渣，转炉出钢结束运至LF精炼炉进行处理，LF进站后接通钢包底吹，通电档位设定为7～8档，通电功率100～115kW/t，通电4～6min后，通电档位降为5～6档，通电功率90～100kW/t，添加铬铁合金10～20kg/t，合金添加时间1～2.5min，合金添加结束通电档位升为7～8档，通电功率调整为100～115kW/t，按照此方法稳定重复操作，可实现转炉出钢与LF精炼过程铬铁合金总加入量100-200kg/t，且LF精炼总时间小于65min。
该技术方案中，铬铁合金为含铬的合金总称，可根据钢种需求选用高碳铬铁、中碳铬铁、微碳铬铁。本案优选微碳铬铁。微碳铬铁是指碳含量在0.05-0.15％、Cr含量50-60％、其余为Fe以及其它不可避免的元素。
该技术方案中，LF进站先高功率通电升温，保证温度达标后，降低通电功率，同时开始添加合金。
在一实施例中，转炉出钢温度大于1720℃，转炉出钢过程加入3～8kg/t硅铁、5～10kg/t锰铁、50～70kg/t微碳铬铁进行脱氧合金化，同时加入石灰1.0～2.5kg/t、合成渣1.5～3.5kg/t造渣，出钢过程底吹流量1.0～3.5MPa，出钢结束钢水温度大于1545℃。
在一实施例中，LF进站钢水温度大于1540℃，通电升温时底吹流量0.3-0.7MPa，添加合金时底吹流量调整0.5～1.0MPa。
在一实施例中，通电升温过程向钢包渣面加0.5～1.5kg/t合成渣、0.1～0.5kg/t电石造泡沫渣。
在优选的实施例中，转炉出钢和LF精炼过程所用的合成渣粒度为1～10mm，合成渣的成分为：20％CaO 45％、30％SiO2 55％、Al2O3 10％、MgO 10％，以及其它不可避免的杂质。
在一实施例中，控制LF出站钢水C含量0.15％～0.45％、Cr含量6％～12％、Si含量0.2％～0.8％、Mn含量0.6％～1.5％、P含量小于0.025％，温度1600～1620℃，然后运至RH进行处理。
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)180t转炉出钢温度1732℃，出钢过程加入低碳硅铁3.1kg/t，低碳锰铁5.5kg/t，微碳铬铁69kg/t，出钢结束向钢包渣面加入石灰2.4kg/t，合成渣3.5kg/t，出钢过程底吹流量1.1MPa，出钢结束钢水温度1552℃。
2)LF进站钢水温度1546℃，钢包进站后接通底吹，底吹流量0.35MPa。然后下降电极至通电位置，通电档位设定为8档，通电功率115kW/t，通电过程添加0.6kg/t合成渣、0.2kg/t电石；通电6min后，温度达到1574℃，通电档位降为6档，通电功率98kW/t，底吹流量调为0.55MPa，，添加微碳铬铁合金12kg/t，合金添加时间1.2min，合金添加结束，再将通电功率上升为8档，115kWh/t.，按照此方法稳定重复操作，直至钢水、炉渣成分及温度达到工艺目标。转炉出钢过程和LF精炼过程铬铁合金总加入量110kg/t，LF精炼总时间45min。
3)LF精炼过程加铬铁、渣料各3次，其中每次铬铁、渣料加入量均有一定波动，同时通电档位及功率也会做出适当调整。
4)当铬含量达标后，再适当调整硅、锰含量，同时也对温度进行调整，出钢温度1620℃，温度、成分均达标后运至RH进行处理。
该炉次LF出钢成分：C含量0.16％、Cr含量6.52％、Si含量0.32％、Mn含量0.65％、P含量0.0172％。
实施例2
1)180t转炉出钢温度1748℃，出钢过程加入微碳硅铁5kg/t，微碳锰铁5.5kg/t，微碳铬铁62kg/t，出钢结束向钢包渣面加入石灰1.1kg/t，合成渣1.2kg/t，出钢过程底吹流量3.4MPa，出钢结束钢水温度1590℃。
2)LF进站钢水温度1584℃，钢包进站后接通底吹，底吹流量0.70MPa。然后下降电极至通电位置，通电档位设定为7档，通电功率105kW/t，通电过程添加1.5kg/t合成渣、0.5kg/t电石；通电4min后，温度达到1608℃，通电档位降为5档，通电功率90kW/t，底吹流量调为1.0MPa，添加微碳铬铁20kg/t，合金添加时间2.5min，按照此频率稳定重复操作，直至钢水、炉渣成分及温度达到工艺目标，转炉出钢过程和LF精炼过程铬铁合金总加入量200kg/t，LF精炼总时间65min。
3)LF精炼过程加铬铁、渣料各7次，其中每次铬铁、渣料加入量均有一定波动，同时通电档位及功率也会做出适当调整。
4)当铬含量达标后，再适当调整硅、锰含量，同时也对温度进行调整，出钢温度1612℃，温度、成分均达标后运至RH进行处理。
该炉次LF出钢成分：C含量0.43％、Cr含量11.92％、Si含量0.78％、Mn含量1.46％、P含量0.019％。
实施例3
1)180t转炉出钢温度1723℃，出钢过程加入微碳硅铁8.0kg/t，微碳锰铁10.0kg/t，微碳铬铁52kg/t，出钢结束向钢包渣面加入石灰2.0kg/t，合成渣2.8kg/t，出钢过程底吹流量2.0MPa，出钢结束钢水温度1571℃。
2)LF进站钢水温度1565℃，钢包进站后接通底吹，底吹流量0.5MPa。然后下降电极至通电位置，通电档位设定为7档，通电功率105kW/t，通电过程添加1.0kg/t合成渣、0.3kg/t电石；通电5min后，温度达到1588℃，通电档位降为6档，通电功率100kW/t，底吹流量调为0.8MPa，添加微碳铬铁16kg/t，合金添加时间2.3min，按照此频率稳定重复操作，直至钢水、炉渣成分及温度达到工艺目标，转炉出钢过程和LF精炼过程铬铁合金总加入量145kg/t，LF精炼总时间58min。
3)LF精炼过程加铬铁、渣料各6次，其中每次铬铁、渣料加入量均有一定波动，同时通电档位及功率也会做出适当调整。
4)当铬含量达标后，再适当调整硅、锰含量，同时也对温度进行调整，出钢温度1603℃，温度、成分均达标后运至RH进行处理。
该炉次LF出钢成分：C含量0.36％、Cr含量8.72％、Si含量0.56％、Mn含量1.02％、P含量0.0185％。
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 (10)
1.一种高铬耐蚀钢的冶炼方法，包括转炉和LF精炼，其特征在于，
转炉内不加铬或其合金；
转炉出钢过程中，添加铬铁合金，添加量50～70kg/t；
转炉出钢温度大于1720℃；
LF精炼包括：
s1、控制通电功率至100～115kW/t，通电时间4-6min，然后降低通电功率；
s2、通电功率降低至90～100kW/t，添加铬铁合金10～20kg/t，添加时间1～2.5min；
s3、重复步骤s1和s2，直至铬铁合金在整个冶炼过程中总加入量达到100～200kg/t，且LF精炼总时间小于65min。
2.根据权利要求1所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：转炉出钢过程中加合金、渣料进行脱氧合金化及造渣。
3.根据权利要求2所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：转炉出钢过程中加入3～8kg/t硅铁、5～10kg/t锰铁进行脱氧合金化。
4.根据权利要求2所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：转炉出钢过程中加入石灰1.0～2.5kg/t、合成渣1.5～3.5kg/t造渣。
5.根据权利要求4所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：转炉出钢过程所用的合成渣粒度为1～10mm，合成渣的成分为：20％≤CaO≤45％、30％≤SiO2≤55％、Al2O3≤10％、MgO≤10％，以及其它不可避免的杂质。
6.根据权利要求2所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：出钢过程底吹流量1.0～3.5MPa，出钢结束钢水温度大于1545℃。
7.根据权利要求1所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：LF精炼进站钢水温度大于1540℃，通电升温时底吹流量0.3～0.7MPa，添加铬或其合金时底吹流量调整0.5～1.0MPa。
8.根据权利要求7所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：通电升温过程中向钢包渣面加0.5～1.5kg/t合成渣、0.1～0.5kg/t电石造泡沫渣。
9.根据权利要求8所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：LF精炼过程所用的合成渣粒度为1～10mm，合成渣的成分为：20％≤CaO≤45％、30％≤SiO2≤55％、Al2O3≤10％、MgO≤10％，以及其它不可避免的杂质。
10.根据权利要求1所述的高铬耐蚀钢的冶炼方法，其特征在于：控制LF精炼出站钢水C含量0.15％～0.45％、Cr含量6％-12％、Si含量0.2％～0.8％、Mn含量0.6％～1.5％、P含量小于0.025％，温度1600～1620℃。
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