CN108774663B

CN108774663B - 超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法

Info

Publication number: CN108774663B
Application number: CN201810797424.3A
Authority: CN
Inventors: 赵家七; 邹长东; 黄永林; 麻晗; 皇祝平
Original assignee: Jiangsu Shagang Group Co Ltd; Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd; Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Shagang Group Co Ltd; Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd; Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: CN108774663A

Abstract

本申请公开了一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，包括如下步骤：S1 RH进站钢水温度为1605‑1625℃，钢水中含有如下质量百分比化学成分：Si 0.05％‑0.5％、Mn 0.5％‑2.0％、Cr 5％‑％15％、C 0.1％‑0.35％，钢包到位后抽真空吹氧脱碳等操作。本发明的优点在于RH吹氧脱碳结束C含量达到目标成分，与RH进站相比钢水中Si、Mn氧化损耗量低于15％，Cr元素含量降低小于0.5％。

Description

超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法。

背景技术

钢铁企业在组织生产高铬合金钢时，一般选择采用不锈钢冶炼工艺路线，即EAF+AOD或VOD法，主要是EAF+AOD，该工艺路线短，投资成本低，专业化生产不锈钢的钢铁企业多采用该工艺路线。另一种冶炼方法为EAF+转炉(MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法，该工艺由于有VOD，可以更容易冶炼超低碳、氮不锈钢。

据此，在冶炼Cr含量≥5％的高铬钢时，可以参考不锈钢的冶炼工艺组织生产。但对于大多数非生产不锈钢企业，主要以BOF→LF/RH→CC工艺路线生产为主，RH真空炉实现高合金、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，由于Cr含量高，RH深脱碳阶段易出现Cr的严重氧化，Cr合金损耗大；另一方面若在深脱碳后加入铬铁，则由于铬铁加入量大，钢水温降大，对钢水温度控制较为困难，通过提高RH进站钢水温度难以满足冶炼需求，RH处理过程需大量加铝吹氧升温，RH进站温度过高或冶炼过程温度补偿过大均对会造成耐材损坏加重；此外，由于铬合金加入量大，带来严重回碳问题，均难以实现超低碳、高铬钢的冶炼。

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超低碳、高铬合金钢或其它高合金钢，因此，对于C含量低于0.015％、Cr含量大于5％的超低碳高合金钢少有报道。为了解决上述问题，开发适用于BOF→LF/RH→CC工艺路线生产超低碳、高合金钢的RH真空冶炼工艺方法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

本发明的目的在于提供一种工艺稳定、操作便捷，同时实现控温、脱碳、保铬等目标的超低碳高铬合金钢的RH冶炼工艺方法。RH进站控制钢水中含有一定量的Si、Mn元素，Cr元素含量达到产品目标成分，钢包放置到RH处理位后开始处理，RH吹氧脱碳过程不加铝吹氧升温，但保持钢水温度满足处理需求，RH吹氧脱碳结束C含量达到目标成分，与RH进站相比钢水中Si、Mn氧化损耗量低于15％，Cr元素含量降低小于0.5％。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，包括如下步骤：

S1 RH进站钢水温度为1605-1625℃，钢水中含有如下质量百分比化学成分：Si0.05％-0.5％、Mn 0.5％-2.0％、Cr 5％-％15％、C 0.1％-0.35％，钢包到位后抽真空至压力降至100mbar以下；

S2一次吹氧150-200Nm³，吹氧结束，循环2-5min，再定氧、测温、取样测C，根据C含量确定吹氧量，重复步骤S2，直至C含量降至0.1％以下；

S3抽真空至压力为5～20mbar；

S4一次吹氧100-150Nm³，吹氧结束，循环2-5min，再定氧、测温、取样测C，根据C含量确定吹氧量，重复步骤S4，直至C含量降至0.05％以下；

S5抽真空至压力小于2mbar；

S6一次吹氧小于100Nm³，吹氧结束，循环1-3min，再定氧、测温、取样测C，根据C含量确定吹氧量，重复步骤S6，直至C含量降至0.005％以下；

S7 RH脱碳结束。

优选的，在上述超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法中，步骤S7 RH脱碳结束后，加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。

优选的，在上述超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法中，步骤S2-S6，RH吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温，确保钢水氧含量在0.035％以下，吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。

优选的，在上述超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法中，所获得钢的化学成分质量百分比计包括：0＜C≤0.012％、5％≤Cr≤15％、0.05％≤Si≤0.5％、0.5％≤Mn≤2％。

本发明的优点在于：

(1)开发了RH脱碳过程降温与适量合金元素氧化升温相平衡的脱碳、控温工艺模式。

(2)RH进站温度低，减轻了转炉终点控温压力或LF升温电力消耗及处理时间，降低生产成本，提高生产效率。

(3)RH处理过程不需加铝吹氧升温，有效控制Al₂O₃夹杂，改善了钢水浇铸性。

(4)开发出RH进站即存在大量合金元素，且C含量高的钢水，冶炼超低碳高合金钢的RH处理工艺模式。

(5)实现了RH深脱碳过程脱碳、保铬、控温同时进行，大幅提高了RH处理效率。

具体实施方式

本实施例提供一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，其通过转炉终点高温出钢，控制转炉终点的C、Cr含量，出钢时添加适量的Si、Mn、Cr合金，同时添加石灰和造渣剂调渣并控制氧势，转炉出钢结束将钢水运至LF处理，将钢水温度、Cr含量、炉渣成分调整到位后，再运至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时，由于进站钢水碳含量较高，一般在0.1％-0.35％，明显高于低合金含量的超低碳钢，如硅钢、IF钢等，该类钢种RH进站碳含量在0.03％-0.05％。超低碳高铬钢RH脱碳时间较长，钢水循环处理过程中温降大，且后期补加合金量相对较大，均会带来较大的温降。若通过提高RH进站钢水温度来弥补处理过程温降，考虑RH真空槽耐材工作安全问题，RH进站钢水温度一般需低于1650℃，难以弥补RH处理过程温降损失。一般可通过吹氧加铝升温，来保持冶炼过程温度，从而有利于脱碳保铬，同时满足RH处理后期合金调整、净循环处理及连铸浇注需求。但该方法需大量吹氧加铝升温，消耗过大，同时产生大量Al₂O₃，影响钢水洁净度及连铸浇注性能。此外，由于钢水Cr含量较高，RH处理后期，C含量较低，吹入的氧易将Cr氧化，不利于Cr元素收得率的提高。为了提高RH处理过程脱碳、控温、保铬效果，与常规方法相比，本发明在RH脱碳期根据C、O、Si、Mn、Cr在不同真空度条件下的反应规律，制定了与真空度变化相匹配的RH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，在确保RH脱碳效果的条件下减少Cr的氧化，并进一步利用Si、Mn元素的氧化反应放热，补充RH脱碳温度损失，保持钢水温度，同时降低Cr元素的氧化。实现了超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬的冶炼工艺。

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进站钢水温度1615℃，Si含量0.5％、Mn含量1.5％、Cr含量15％、C含量0.35％，钢包到位后开通三级泵抽真空，真空室压力降至在100mbar以下时，开始吹氧，一次吹氧150-200Nm³，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至C含量降至0.1％以下。

2)当C含量达到0.1％以下时，即开四级真空泵，将真空室压力降至5～20mbar时，一次吹氧100-150Nm³，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至C含量降至0.05％以下。

3)当C含量达到0.05％以下时，即开五级真空泵，将真空室压力降至2mbar以下，一次吹氧小于100Nm³，吹氧结束循环1-3min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，RH脱碳结束时，C含量0.0025％，Si含量0.43％、Mn含量1.32％、Cr含量14.69％，温度1635℃。RH脱碳结束与RH进站相比，Si损耗14％，Mn损耗量12％，Cr含量降低0.31％。

4)RH脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。

该炉次RH出钢成分：C含量0.0086％、Cr含量14.95％、Si含量0.52％，Mn含量1.48％。

实施例2

1)RH进站钢水温度1625℃，Si含量0.05％、Mn含量1.98％、Cr含量5％、C含量0.25％，钢包到位后开通三级泵抽真空，真空室压力降至在100mbar以下时，开始吹氧，一次吹氧150-200Nm³，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至C含量降至0.1％以下。

3)当C含量达到0.05％以下时，即开五级真空泵，将真空室压力降至2mbar以下，一次吹氧小于100Nm³，吹氧结束循环1-3min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，RH脱碳结束时，C含量0.0022％，Si含量0.043％、Mn含量1.83％、Cr含量4.78％，温度1626℃。RH脱碳结束与RH进站相比，Si损耗14％，Mn损耗量7.5％，Cr含量降低0.22％。

该炉次RH出钢成分：C含量0.0118％、Cr含量5.10％、Si含量0.052％，Mn含量1.95％。

实施例3

1)RH进站钢水温度1605℃，Si含量0.45％、Mn含量0.51％、Cr含量10％、C含量0.11％，钢包到位后开通三级泵抽真空，真空室压力降至在100mbar以下时，开始吹氧，一次吹氧150-200Nm³，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至C含量降至0.1％以下。

3)当C含量达到0.05％以下时，即开五级真空泵，将真空室压力降至2mbar以下，一次吹氧小于100Nm³，吹氧结束循环1-3min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，RH脱碳结束时，C含量0.0021％，Si含量0.39％、Mn含量0.44％、Cr含量9.51％，温度1610℃。RH脱碳结束与RH进站相比，Si损耗13％，Mn损耗量14％，Cr含量降低0.49％。

该炉次RH出钢成分：C含量0.0078％、Cr含量10.1％、Si含量0.43％，Mn含量0.55％。

实施例1-3中，RH吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温，确保钢水氧含量在0.035％以下，吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。

本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。

Claims

1.一种超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，其特征在于，包括如下步骤：

S3抽真空至压力为5～20mbar；

S5抽真空至压力小于2mbar；

S7 RH脱碳结束。

2.根据权利要求1所述的超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，其特征在于，步骤S7RH脱碳结束后，加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。

3.根据权利要求1所述的超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，其特征在于，步骤S2-S6，RH吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温，确保钢水氧含量在0.035％以下，吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。

4.根据权利要求1所述的超低碳高铬钢RH脱碳过程控温保铬方法，其特征在于，所获得钢的化学成分质量百分比计包括：0＜C≤0.012％、5％≤Cr≤15％、0.05％≤Si≤0.5％、0.5％≤Mn≤2％。