CN109722589B - 一种半钢冶炼耐候钢的生产方法 - Google Patents

一种半钢冶炼耐候钢的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，所述生产方法包括含钒铁水脱硫提钒、半钢转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序。本发明在半钢生产耐候钢过程中，在转炉生产过程中通过渣料改变，减少脱磷，使半钢中的磷留在钢中，减少磷铁加入量，耐候钢减少磷铁加入量1.0～1.5kg/t钢，降低石灰消耗10～13kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。

Description

一种半钢冶炼耐候钢的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种半钢冶炼耐候钢的生产方法。
背景技术
河钢承钢作为钒钛磁铁矿的发源地，在提钒过程中需要进行半钢冶炼，半钢中磷含量较高，在冶炼低磷钢种时要进行脱磷处理。
耐候钢以其良好的耐腐蚀能力，在建筑、桥梁、运输业有着十分广泛的应用。耐候钢为保证其耐腐蚀性能，在生产过程中需要加入磷铁，通过磷、铜、铬等元素使钢材表面形成一层致密的保护膜，保护膜起到隔离大气和钢材基体的作用，减缓钢材表面的腐蚀速率。
在普通铁水生产耐候钢的过程中需要加入磷铁为4.5kg/t钢；石灰消耗量为25kg/t钢；在含钒铁水冶炼耐候钢中，通过半钢生产耐候钢，半钢中磷含量较高，通过有效的控制能减少磷铁加入量，降低渣料消耗，降低耐候钢生产成本。
在钒钛磁铁矿冶炼过程中，铁水磷含量较高，在0.13-0.17%，一般情况下钢中的磷属于有害元素，在炼钢过程中需要将磷去除。因此开发一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，在转炉生产过程中通过渣料改变，减少脱磷，使半钢中的磷留在钢中，减少磷铁加入量，降低生产成本，提高原料利用率具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种半钢冶炼耐候钢的生产方法。该发明通过半钢中磷强化来降低合金的成本，生产工艺稳定，生产的耐候钢综合性能良好。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，所述生产方法包括含钒铁水脱硫提钒、半钢转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫过程中，喷吹复合脱硫，脱硫前铁水成分：C：4.0～4.5%、V：0.18～0.22%、S：0.03～0.08%，P：0.10～0.13%，铁水温度1300～1400℃，脱硫后扒渣，S：0.005～0.010%；
（2）半钢转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的8～10%，吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，控制转炉冶炼终点：C：0.05～0.07%、S≤0.030%、P：0.020～0.060%，温度1630～1670℃，出钢过程加入精炼渣、精炼小粒灰、铝线段；
（3）LF精炼：在钢包中加入5～15kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.0～1.5kg/t钢，白渣时间为8～10min，得到合格钢水；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本发明所述步骤（1）脱硫过程中，喷吹复合脱硫剂3.0～3.3kg/t钢，所述复合脱硫剂MgO:CaO=1:3。
本发明所述步骤（1）脱硫和提钒所得半钢中：C：4.0～4.5%、Si：0.1～0.3%，Ti：0.1～0.25%，P：0.1～0.13%。
本发明所述步骤（2），吹炼过程中氧气流量控制在28000～29000m3/h。
本发明所述步骤（2），出钢1/3之后加入精炼渣1.0～1.3kg/t钢，精炼小粒灰1.5～2.0kg/t钢，铝线段1.0～1.5kg/t钢，出钢时间为5～7min。
本发明所述步骤（2）氧气纯度≥99.9%。
本发明所述步骤（2）精炼渣技术指标为：CaO：18～22%、CaF≥20%，精炼小粒灰技术指标为：CaO≥80%，铝线段指标：Al≥92%。
本发明所述步骤（3）小粒灰技术指标为：CaO≥90%，铝制钢包改质剂指标为：Al：34～40%、Al2O3：15～20%、CaO：18～38%。
本发明所述步骤（3）Als控制在0.02～0.04%。
本发明所述步骤（3）中合格钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10～0.12%，Si：0.20～0.50%，Mn：0.50～0.65%，P：0.11～0.13%，Cr：0.30～0.60%，Ni：0.10～0.20%，Cu：0.30～0.50%，S≤0.025%，Als：0.01～0.03%，N≤0.06%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明耐候钢冶炼过程中，磷铁加入量3.0～3.5kg/t钢，石灰加入量12～15kg/t钢。
本发明一种半钢冶炼耐候钢的生产方法生产的耐候钢产品标准参考JISG3125-2015；生产板坯满足YB/T2012-2014标准要求。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在半钢生产耐候钢过程中，在转炉生产过程中通过渣料改变，减少脱磷，使半钢中的磷留在钢中，减少磷铁加入量，耐候钢冶炼过程中，磷铁加入量3.0～3.5kg/t钢，石灰加入量12～15kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.0～1.5kg/t钢，降低石灰消耗10～13kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
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。
冶炼耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10～0.12%，Si：0.20～0.50%，Mn：0.50～0.65%，P：0.11～0.13%，Cr：0.30～0.60%，Ni：0.10～0.20%，Cu：0.30～0.50%，S≤0.025%，Als：0.01～0.03%，N≤0.06%，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例1
本实施例耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.30%，Mn：0.60%，P：0.12%，Cr：0.40%，Ni：0.15%，Cu：0.40%，S：0.020%，Als：0.020%，N：0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例半钢冶炼耐候钢的生产方法包括含钒铁水脱硫150吨转炉提钒、半钢150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫150吨转炉提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫前铁水成分：C：4.0%、V：0.22%、S：0.080%、P：0.1%，温度1300℃，喷吹复合脱硫剂3.0kg/t钢，扒渣，S：0.005%，脱硫和提钒所得半钢中：C：4.0%、Si：0.1%，Ti：0.1%，P：0.10%；
（2）半钢150吨转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的8.1%；吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，氧气流量控制在28000m3/h，氧气纯度99.91%；控制转炉冶炼终点：C：0.05%、S：0.024%、P：0.020%，温度1630℃；出钢1/3之后加入精炼渣1.0kg/t钢，精炼小粒灰1.5kg/t钢，铝线段1.0kg/t钢，出钢时间为5min；所述精炼渣技术指标为：CaO：19%、CaF：26%，精炼小粒灰技术指标为：CaO：88%，铝线段指标：Al：93.5%；
（3）LF精炼：在钢包中加入5kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.0kg/t钢，白渣时间为8min，Als控制在0.02%，得到合格钢水；
所述小粒灰技术指标为：CaO：93%，铝制钢包改质剂指标为：Al：36%、Al2O3：16%、CaO：31%；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本实施例耐候钢磷铁加入量3.0kg/t钢吨，石灰消耗12kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.5kg/t钢，降低石灰消耗13kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
实施例2
本实施例耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.105%，Si：0.40%，Mn：0.55%，P：0.115%，Cr：0.50%，Ni：0.12%，Cu：0.35%，S：0.015%，Als：0.015%，N：0.04%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例半钢冶炼耐候钢的生产方法包括含钒铁水脱硫150吨转炉提钒、半钢150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫150吨转炉提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫前铁水成分：C：4.5%、V：0.18%、S：0.03%、P：0.13%，温度1400℃，喷吹复合脱硫剂3.1kg/t钢，扒渣，S：0.10%，脱硫和提钒所得半钢中：C：4.5%、Si：0.3%，Ti：0.25%，P：0.13%；
（2）半钢150吨转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的8%；吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，氧气流量控制在28000m3/h，氧气纯度99.93%；控制转炉冶炼终点：C：0.07%、S：0.030%、P：0.060%，温度1670℃；出钢1/3之后加入精炼渣1.1kg/t钢，精炼小粒灰1.6kg/t钢，铝线段1.2kg/t钢，出钢时间为7min；所述精炼渣技术指标为：CaO：20%、CaF：23%，精炼小粒灰技术指标为：CaO：87%，铝线段指标：Al：94%；
（3）LF精炼：在钢包中加入15kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.5kg/t钢，白渣时间为10min，Als控制在0.04%，得到合格钢水；
所述小粒灰技术指标为：CaO：96%，铝制钢包改质剂指标为：Al：38%、Al2O3：19%、CaO：21%；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本实施例耐候钢磷铁加入量3.1kg/t钢，石灰消耗13kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.4kg/t钢，降低石灰消耗12kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
实施例3
本实施例耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.115%，Si：0.35%，Mn：0.52%，P：0.125%，Cr：0.45%，Ni：0.17%，Cu：0.45%，S：0.010%，Als：0.025%，N：0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例半钢冶炼耐候钢的生产方法包括含钒铁水脱硫150吨转炉提钒、半钢150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫150吨转炉提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫前铁水成分：C：4.3%、V：0.20%、S：0.06%、P：0.12%，温度1345℃，喷吹复合脱硫剂3.2kg/t钢，扒渣，S：0.007%，脱硫和提钒所得半钢中：C：4.3%、Si：0.2%，Ti：0.2%，P：0.12%；
（2）半钢150吨转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的8.1%；吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，氧气流量控制在28000m3/h，氧气纯度99.95%；控制转炉冶炼终点：C：0.05%、S：0.025%、P：0.040%，温度1650℃；出钢1/3之后加入精炼渣1.2kg/t钢，精炼小粒灰1.7kg/t钢，铝线段1.2kg/t钢，出钢时间为6min；所述精炼渣技术指标为：CaO：20%、CaF：23%，精炼小粒灰技术指标为：CaO：86%，铝线段指标：Al：93%；
（3）LF精炼：在钢包中加入10kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.5kg/t钢，白渣时间为9min，Als控制在0.03%，得到合格钢水；
所述小粒灰技术指标为：CaO：92%，铝制钢包改质剂指标为：Al：35%、Al2O3：16%、CaO：34%；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本实施例耐候钢磷铁加入量3.2kg/t钢，石灰消耗14kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.3kg/t钢，降低石灰消耗11kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
实施例4
本实施例耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.113%，Si：0.45%，Mn：0.63%，P：0.125%，Cr：0.45%，Ni：0.18%，Cu：0.37%，S：0.021%，Als：0.022%，N：0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例半钢冶炼耐候钢的生产方法包括含钒铁水脱硫150吨转炉提钒、半钢150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫150吨转炉提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫前铁水成分：C：4.2%、V：0.21%、S：0.04%、P：0.11%，温度1370℃，喷吹复合脱硫剂3.3kg/t钢，扒渣，S：0.010%，脱硫和提钒所得半钢中：C：4.2%、Si：0.15%，Ti：0.18%，P：0.12%；
（2）半钢150吨转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的9%；吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，氧气流量控制在29000m3/h，氧气纯度99.92%；控制转炉冶炼终点：C：0.06%、S：0.023%、P：0.030%，温度1640℃；出钢1/3之后加入精炼渣1.3kg/t钢，精炼小粒灰2.0kg/t钢，铝线段1.5kg/t钢，出钢时间为6min；所述精炼渣技术指标为：CaO：21%、CaF：25%，精炼小粒灰技术指标为：CaO：85%，铝线段指标：Al：94%；
（3）LF精炼：在钢包中加入7kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.2kg/t钢，白渣时间为10min，Als控制在0.025%，得到合格钢水；
所述小粒灰技术指标为：CaO：95%，铝制钢包改质剂指标为：Al：37%、Al2O3：18%、CaO：26%；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本实施例耐候钢磷铁加入量3.3kg/t钢，石灰消耗15kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.2kg/t钢，降低石灰消耗10kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
实施例5
本实施例耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.50%，Mn：0.50%，P：0.13%，Cr：0.30%，Ni：0.20%，Cu：0.30%，S：0.025%，Als：0.03%，N：0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例半钢冶炼耐候钢的生产方法包括含钒铁水脱硫150吨转炉提钒、半钢150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫150吨转炉提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫前铁水成分：C：4.3%、V：0.19%、S：0.04%、P：0.12%，温度1380℃，喷吹复合脱硫剂3.15kg/t钢，扒渣，S：0.009 %，脱硫和提钒所得半钢中：C：4.4%、Si：0.22%、Ti：0.17 %、P：0.12%；
（2）半钢150吨转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的10%；吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，氧气流量控制在28500m3/h，氧气纯度99.90%；控制转炉冶炼终点：C：0.057%、S：0.026%、P：0.050%，温度1660℃；出钢1/3之后加入精炼渣1.25kg/t钢，精炼小粒灰1.8kg/t钢，铝线段1.4kg/t钢，出钢时间为5.5min；所述精炼渣技术指标为：CaO：18%、CaF：20%，精炼小粒灰技术指标为：CaO：80%，铝线段指标：Al：92%；
（3）LF精炼：在钢包中加入11kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.4kg/t钢，白渣时间为9.5min，Als控制在0.035%，得到合格钢水；
所述小粒灰技术指标为：CaO：90%，铝制钢包改质剂指标为：Al：34%、Al2O3：15%、CaO：18%；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本实施例耐候钢磷铁加入量3.4kg/t钢，石灰消耗13kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.1kg/t钢，降低石灰消耗12kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
实施例6
本实施例耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.20%，Mn：0.65%，P：0.11%，Cr：0.60%，Ni：0.10%，Cu：0.50%，S：0.017%，Als：0.01%，N：0.060%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例半钢冶炼耐候钢的生产方法包括含钒铁水脱硫150吨转炉提钒、半钢150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫150吨转炉提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，脱硫前铁水成分：C：4.4%、V：0.19%、S：0.05% 、P：0.11%，温度1320℃，喷吹复合脱硫剂3.3kg/t钢，扒渣，S：0.010%，脱硫和提钒所得半钢中：C：4.4%、Si：0.25%、Ti：0.12%、P：0.11%；
（2）半钢150吨转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的9.5%；吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，氧气流量控制在28700m3/h，氧气纯度99.94%；控制转炉冶炼终点：C：0.063%、S：0.027%、P：0.055%，温度1655℃；出钢1/3之后加入精炼渣1.2kg/t钢，精炼小粒灰2.0kg/t钢，铝线段1.3kg/t钢，出钢时间为6.5min；所述精炼渣技术指标为：CaO：22%、CaF：27%，精炼小粒灰技术指标为：CaO：82%，铝线段指标：Al：93.5%；
（3）LF精炼：在钢包中加入13kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.3kg/t钢，白渣时间为9min，Als控制在0.024%，得到合格钢水；
所述小粒灰技术指标为：CaO：92.7%，铝制钢包改质剂指标为：Al：40%、Al2O3：20%、CaO：38%；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
本实施例耐候钢磷铁加入量3.5kg/t钢，石灰消耗15kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。磷铁加入量3.0～3.5kg/t钢，石灰加入量12～15kg/t钢，与常规工艺相比，减少磷铁加入量1.0kg/t钢，降低石灰消耗10kg/t钢，降低了耐候钢生产成本。
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 (5)

1.一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括含钒铁水脱硫提钒、半钢转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水脱硫提钒：对含钒铁水进行脱硫和提钒处理得到半钢，半钢的化学成分组成及含量为：C：4.0～4.5%、Si：0.1～0.3%，Ti：0.1～0.25%，P：0.1～0.13%，脱硫过程中，喷吹复合脱硫，脱硫前铁水成分：C：4.0～4.5%、V：0.18～0.22%、S：0.03～0.08%，P：0.10～0.13%，铁水温度1300～1400℃，脱硫后扒渣，S：0.005～0.010%；
（2）半钢转炉冶炼：在冶炼的过程中随废钢加入铜板和镍板进行Cu和Ni合金化，废钢加入量为半钢量的8～10%，吹炼过程中氧枪采用低枪位模式，控制转炉冶炼终点：C：0.05～0.07%、S≤0.030%、P：0.020～0.060%，温度1630～1670℃，出钢1/3之后加入精炼渣1.0～1.3kg/t钢，精炼小粒灰1.5～2.0kg/t钢，铝线段1.0～1.5kg/t钢，出钢时间为5～7min；精炼渣技术指标为：CaO：18～22%、CaF2≥20%，精炼小粒灰技术指标为：CaO≥80%，铝线段指标为：Al≥92%；
（3）LF精炼：在钢包中加入5～15kg/t钢的小粒灰，加入铝制钢包改质剂1.0～1.5kg/t钢，白渣时间为8～10min，得到合格钢水，合格钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10～0.12%，Si：0.20～0.50%，Mn：0.50～0.65%，P：0.115～0.13%，Cr：0.30～0.60%，Ni：0.10～0.20%，Cu：0.30～0.50%，S≤0.025%，Als：0.01～0.03%，N≤0.06%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）板坯连铸：合格钢水浇注得到合格板坯。
2.根据权利要求1所述的一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤（1）脱硫过程中，喷吹复合脱硫剂3.0～3.3kg/t钢，所述复合脱硫剂MgO:CaO=1:3。
3.根据权利要求1所述的一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤（2），吹炼过程中氧气流量控制在28000～29000m3/h。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤（2）氧气纯度≥99.9%。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种半钢冶炼耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤（3）小粒灰技术指标为：CaO≥90%，铝制钢包改质剂指标为：Al：34～40%、Al2O3：15～20%、CaO：18～38%。
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