CN108570593A - 一种采用真空处理冶炼大型钢锭及其生产方法 - Google Patents

一种采用真空处理冶炼大型钢锭及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用真空处理冶炼大型钢锭及其生产方法，所述大型钢锭化学成分组成及质量百分含量为：C≤0.24%、Si：0.20～0.35%、Mn：1.30～1.48%、P≤0.015%、S≤0.010%、Ni：0.15～0.30%、Cr：0.10～0.25%、Mo：0.05～0.10%、Al：0.20～0.50%、N≤0.012%，Ceq：0.50～0.55%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序。本发明化学成分设计采用低碳低合金含量，生产方法采用真空处理冶炼，获得非金属夹杂四项评定≤1.0级别优质锭型，同时降低了成本，代替进口，实现国产化。

Description

一种采用真空处理冶炼大型钢锭及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种采用真空处理冶炼大型钢锭及其生产方法。
背景技术
选择钢锭成材可以改善钢的冶炼纯净度、提高探伤合格率、提高钢板轧制压下量，是促进内部组织致密、综合性能稳定的重要方式，更重要的是，通过冶炼大型钢锭，可以满足重大工程项目用钢需求，减少焊接，是提升工程安全系数的关键环节。
目前，国内冶炼大型钢锭技术还不成熟，主要受限于钢锭模设计能力、冶炼工艺及浇注温度、时间等工艺操作水平，制约了大型钢锭国产化，只能依赖进口，为了打破国外在冶金领域对大型钢锭冶炼技术的垄断，我公司开展了大量技术攻关。
本发明的一种采用真空处理冶炼大型钢锭及其生产方法在配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理上做了创新，改变了钢锭内部组织结构、提高了钢锭技术指标，满足了采用大型钢锭方式生产高难度、大厚度钢板需求，为代替进口，实现国产化做出了重要贡献。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用真空处理冶炼大型钢锭；本发明还提供了一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采用真空处理冶炼大型钢锭，所述大型钢锭化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.24%、Si：0.20～0.35%、Mn：1.30～1.48%、P≤0.015%、S≤0.010%、Ni：0.15～0.30%、Cr：0.10～0.25%、Mo：0.05～0.10%、Al：0.20～0.50%、N≤0.012%，Ceq：0.50～0.55%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述大型钢锭最大单重级别为50.8t。
本发明所述大型钢锭组织纯净度高、内部组织致密、非金属夹杂四项评定≤1.0级别，为优质锭型。
本发明还提供了一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，所述生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序。
本发明所述配料工序，炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量≤30t，生铁选用一级品、配入量≥40t。
本发明所述精炼工序，座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在0.8～1.2MPa、吹氩气保持时间≥5min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间≥25min，总精炼时间≥60min，精炼结束后选择扒渣。
本发明所述真空处理工序，座包喂Ca-Si线0.34～0.68kg/t钢、Al线1.4～7.0kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间≥25min。
本发明所述钢锭浇注工序，采用优质钢锭模，浇注前保证模温60～150℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度≥1400℃，保持时间≥10h。
本发明所述钢锭清理工序，钢锭清理温度≥150℃，清理深宽比≥1:6，表面无裂纹。
本发明真空处理冶炼大型钢锭标准参考ASME SA751/SA751M；大型钢锭检测方法参考ASME SA370/SA370M；钢中非金属夹杂物等级和分类根据GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明的化学成分设计采用低碳低合金含量，降低了生产成本。2、本发明方法采用真空处理冶炼大型钢锭，获得内部组织致密、纯净度高钢锭产品，非金属夹杂四项评定≤1.0级别，为优质锭型，同时，缩短了生产流程、极大的降低了冶炼成本。3、本发明方法获得最大单重级别为50.8t钢锭，满足了采用大型钢锭方式生产高难度、大厚度钢板需求，代替进口，实现国产化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重为50.8t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.24%、Si：0.25%、Mn：1.43%、P：0.007%、S：0.001%、Ni：0.28%、Cr：0.20%、Mo：0.08%、Al：0.30%、N：0.007%，Ceq：0.55%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为30t，生铁选用一级品、配入量40t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在0.9MPa、吹氩气保持时间6min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间25min，总精炼时间60min，精炼后扒渣。
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.34kg/t钢、Al线1.4kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间25min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温150℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1450℃，保持时间11h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度150℃，清理深宽比1:6，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.007%、S：0.001%；内部组织致密：中心疏松≤2级、钢锭偏析≤2级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤1.0、B类（氧化铝类）≤1.0、C类（硅酸盐类）≤1.0、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为优质锭型。
实施例2
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重为45t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.24%、Si：0.23%、Mn：1.46%、P：0.006%、S：0.002%、Ni：0.26%、Cr：0.20%、Mo：0.07%、Al：0.30%、N：0.008%，Ceq：0.55%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为25t，生铁选用一级品、配入量45t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在0.9MPa、吹氩气保持时间7min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间30min，总精炼时间65min，精炼后扒渣；
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.34kg/t钢、Al线7.0kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间25min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温60℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1500℃，保持时间12h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度160℃，清理深宽比1:5，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.006%、S：0.002%；内部组织致密：中心疏松≤2级、钢锭偏析≤2级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤1.0、B类（氧化铝类）≤0.5、C类（硅酸盐类）≤1.0、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为优质锭型。
实施例3
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重为40t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.24%、Si：0.25%、Mn：1.45%、P：0.006%、S：0.002%、Ni：0.24%、Cr：0.21%、Mo：0.07%、Al：0.30%、N：0.007%，Ceq：0.55%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为28t，生铁选用一级品、配入量50t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在1.0MPa、吹氩气保持时间7min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间28min，总精炼时间63min，精炼后扒渣；
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.68kg/t钢、Al线1.4kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间25min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温80℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1480℃，保持时间12h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度155℃，清理深宽比1:4，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.006%、S：0.002%；内部组织致密：中心疏松≤2级、钢锭偏析≤1级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤1.0、B类（氧化铝类）≤0.5、C类（硅酸盐类）≤0.5、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为优质锭型。
实施例4
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重35.27t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.23%、Si：0.25%、Mn：1.48%、P：0.005%、S：0.001%、Ni：0.26%、Cr：0.20%、Mo：0.07%、Al：0.30%、N：0.008%，Ceq：0.55%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为27t，生铁选用一级品、配入量42t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在1.1MPa、吹氩气保持时间8min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间27min，总精炼时间68min，精炼后扒渣；
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.68kg/t钢、Al线7.0kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间30min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温120℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1420℃，保持时间10.5h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度165℃，清理深宽比1:4，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.005%、S：0.001%；内部组织致密：中心疏松≤2级、钢锭偏析≤1级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤0.5、B类（氧化铝类）≤1.0、C类（硅酸盐类）≤0.5、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为优质锭型。
实施例5
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重31.2t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.23%、Si：0.23%、Mn：1.45%、P：0.005%、S：0.001%、Ni：0.24%、Cr：0.20%、Mo：0.08%、Al：0.30%、N：0.006%，Ceq：0.54%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为26t，生铁选用一级品、配入量50t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在1.2MPa、吹氩气保持时间10min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间26min，总精炼时间65min精炼后扒渣；
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.45kg/t钢、Al线3.0kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间25min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温100℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1470℃，保持时间12h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度150℃，清理深宽比1:4，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.005%、S：0.001%；内部组织致密：中心疏松≤2级、钢锭偏析≤1级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤1.0、B类（氧化铝类）≤0.5、C类（硅酸盐类）≤0.5、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为优质锭型。
实施例6
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重41.3t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.23%、Si：0.35%、Mn：1.30%、P：0.015%、S：0.005%、Ni：0.30%、Cr：0.10%、Mo：0.05%、Al：0.50%、N：0.005%，Ceq：0.50%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为28t，生铁选用一级品、配入量41t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在0.8MPa、吹氩气保持时间8min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间28min，总精炼时间67min精炼后扒渣；
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.52kg/t钢、Al线5.4kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间29min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温130℃，模内无飞刺、残渣、残铁，铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1400℃，保持时间10h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度170℃，清理深宽比1:5，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.015%、S：0.005%；内部组织致密：中心疏松≤1级、钢锭偏析≤1级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤0.5、B类（氧化铝类）≤0.5、C类（硅酸盐类）≤1.0、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为特优质锭型。
实施例7
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭单重45.2t，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.20%、Si：0.20%、Mn：1.48%、P：0.008%、S：0.010%、Ni：0.15%、Cr：0.25%、Mo：0.10%、Al：0.20%、N：0.012%，Ceq：0.53%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例一种采用真空处理冶炼大型钢锭生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）配料工序：炉料中禁止配入废钢锭模、渣钢、包底，废钢加入量为30t，生铁选用一级品、配入量53t；
（2）精炼工序：座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在1.2MPa、吹氩气保持时间5min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间30min，总精炼时间70min精炼后扒渣；
（3）真空处理工序：座包喂Ca-Si线0.41kg/t钢、Al线6.2kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间28min；
（4）浇注工序：采用优质钢锭模，浇注前保证模温85℃，模内无飞刺、残渣、残铁、铁锈要除净，保证汤道系统干净，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度1500℃，保持时间11h；
（5）钢锭清理工序：钢锭清理温度160℃，清理深宽比1:6，表面无裂纹。
本实施例所得大型钢锭组织纯净度高：P：0.008%、S：0.010%；内部组织致密：中心疏松≤2级、钢锭偏析≤1级、无白点；非金属夹杂四项评定：A类（硫化物类）≤0.5、B类（氧化铝类）≤0.5、C类（硅酸盐类）≤1.0、D类（球状氧化物类）≤1.0，无夹渣；评定为优质锭型。
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)

1.一种采用真空处理冶炼大型钢锭，其特征在于，所述大型钢锭化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.24%、Si：0.20～0.35%、Mn：1.30～1.48%、P≤0.015%、S≤0.010%、Ni：0.15～0.30%、Cr：0.10～0.25%、Mo：0.05～0.10%、Al：0.20～0.50%、N≤0.012%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭，其特征在于，所述大型钢锭Ceq：0.50～0.55%。
3.根据权利要求1所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭，其特征在于，所述大型钢锭最大单重级别为50.8t。
4.根据权利要求1所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭，其特征在于，所述大型钢锭非金属夹杂四项评定≤1.0级别。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括配料、精炼、真空处理、钢锭浇注、钢锭清理工序。
6.根据权利要求5所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，其特征在于，所述配料工序，废钢加入量≤30t，生铁配入量≥40t，生铁选用一级品。
7.根据权利要求5所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，其特征在于，所述精炼工序，座包吹氩气，粗调合金，吹氩气压力控制在0.8～1.2MPa、吹氩气保持时间≥5min，渣白后取样分析，然后微调成分进入内控，白渣精炼时间≥25min，总精炼时间≥60min，精炼后扒渣。
8.根据权利要求5所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，其特征在于，所述真空处理工序，座包喂Ca-Si线0.34～0.68kg/t钢、Al线1.4～7.0kg/t钢后抽真空，真空度达到66Pa时，保持时间≥25min。
9.根据权利要求5-8任意一项所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，其特征在于，所述钢锭浇注工序，采用优质钢锭模，浇注前保证模温60～150℃，采用氩气保护浇注，浇后加盖绝热板和碳化稻壳，确保浇注后钢锭帽口温度≥1400℃，保持时间≥10h。
10.根据权利要求5-8任意一项所述的一种采用真空处理冶炼大型钢锭的生产方法，其特征在于，所述钢锭清理工序，钢锭清理温度≥150℃，清理深宽比≥1:6，表面无裂纹。
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