CN110205434A - 低成本冶炼钢筋钢的方法 - Google Patents

低成本冶炼钢筋钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本冶炼钢筋钢的方法，属于冶金技术领域。本发明为解决现有技术钢筋钢生产成本偏高的问题，提供了一种低成本冶炼钢筋钢的方法：转炉兑入半钢后，开吹同时向炉内加转炉终点废弃渣进行吹炼；出钢过程中，当出钢1/3时，向钢包中加入类石墨增碳剂，出钢2/3时加入硅铁和高碳锰铁。本发明充分利用半钢中残余V增加钢筋强度；采用廉价的类石墨增碳剂、硅铁和高碳锰铁进行脱氧和控制碳、硅、锰含量，显著降低了钢筋钢转炉冶炼成本。

Description

低成本冶炼钢筋钢的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本冶炼钢筋钢的方法。
背景技术
钢筋是我国产量最大的钢材品种之一，其牌号由HRB和该牌号钢材的屈服点最小值(MPa)构成。HRB为热轧带肋钢筋(Hot rolled Ribbed Bars)英文缩写的首位字母，共有HRB335、HRB400和HRB500三个牌号。我国目前生产高强度带肋钢筋的常见工艺是采用V、Nb和Ti使钢材微合金化。由于产量迅猛增加，也使V，Nb资源供应出现严重短缺，从世界范围V的总储量和总产量来看，如果我国的高强度带肋钢筋继续采用V微合金化工艺，全世界的V都供不应求。Nb我国也要依赖从国外进口，因此如要用微合金化工艺发展高强度带肋钢筋，将使我国的钢铁工业地发展遭遇到资源瓶颈。
面对钢筋钢生产过程中采用添加钒铁或者铌铁增加强度，导致成本偏高的问题，必须有新思路开展针对钢筋钢工艺研究，在保证钢强度的前提下，降低生产成本。
发明内容
本发明要解决的是现有技术生产钢筋钢成本高的技术问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种低成本冶炼钢筋钢的方法，其包括以下步骤：上一炉转炉终点废弃渣采用留渣操作，转炉兑入半钢后，开吹同时向炉内加入40～50kg/t钢的转炉终点废弃渣；氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m；吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5～3.0m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5～4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得终点钢水；终点钢水成分控制在：C：0.05～0.06％，P：0.013～0.014％，S：0.021～0.025％，V：0.043～0.045％，钢水氧活度为500～600ppm；出钢过程中控制：当出钢1/3时，向钢包中加入2.5～2.8kg/t钢的类石墨增碳剂，出钢2/3时加入5～7kg/t钢的硅铁和21～25kg/t钢的高碳锰铁。
其中，上述的低成本冶炼钢筋钢的方法中，所述终点废弃渣的成分质量百分含量为：20～30％的FeO、10～20％的Fe2O3、5～10％的MFe、20～30％的CaO、10～15％的SiO2、0.02～0.05％的P、0.02～0.05％的S、小于1％的水分以及不可避免的杂质。
其中，上述的低成本冶炼钢筋钢的方法中，所述半钢的成分质量百分含量为：C：3.20～3.50％，P：0.060～0.75％，S：0.015～0.25％，V：0.040～0.050％，其余为铁及不可避免的杂质。
其中，上述的低成本冶炼钢筋钢的方法中，所述类石墨增碳剂的成分质量百分含量为：固定碳≥80.0％，S≤0.30％，P≤0.10％，水分≤1.0％，及不可避免的杂质；其粒度为不超过20mm，且小于5mm粒级不大于5％。
其中，上述的低成本冶炼钢筋钢的方法中，所述硅铁中Si质量含量为72％～80％，其余为铁及不可避免的杂质。
其中，上述的低成本冶炼钢筋钢的方法中，所述高碳锰铁的成分质量百分含量为：Si≤3％，P≤0.28％，Mn：70.0～77.0％，C≤7.5％，S≤0.03％，其余为铁及不可避免的杂质；其粒度为10～50mm。
其中，上述的低成本冶炼钢筋钢的方法中，所述钢筋钢的成分质量百分含量为：C：0.20％～0.25％，Si：0.20％～0.60％，Mn：1.2％～1.6％，V：0.025％～0.045％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。
本发明的有益效果：
本发明在吹炼开始时加入终点废弃渣，进行造渣，增加初期渣的氧化性，从而提高脱磷效果，并利用半钢中残余V增加钢筋强度；吹炼结束，采用廉价的类石墨增碳剂、硅铁和高碳锰铁进行脱氧，同时控制碳、硅、锰含量，显著降低了钢筋钢转炉冶炼成本。
具体实施方式
具体的，低成本冶炼钢筋钢的方法，包括以下步骤：上一炉转炉终点废弃渣采用留渣操作，转炉兑入半钢后，开吹同时向炉内加入40～50kg/t钢的转炉终点废弃渣；氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m；吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5～3.0m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5～4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得终点钢水；终点钢水成分控制在：C：0.05～0.06％，P：0.013～0.014％，S：0.021～0.025％，V：0.043～0.045％，钢水氧活度为500～600ppm；出钢过程中控制：当出钢1/3时，向钢包中加入2.5～2.8kg/t钢的类石墨增碳剂，出钢2/3时加入5～7kg/t钢的硅铁和21～25kg/t钢的高碳锰铁。
本发明方法中，在吹炼开始时，加入终点废弃渣，起到造渣作用，增加初期渣的氧化性，提高脱磷效果；终点废弃渣的成分质量百分含量为：20～30％的FeO、10～20％的Fe2O3、5～10％的MFe、20～30％的CaO、10～15％的SiO2、0.02～0.05％的P、0.02～0.05％的S、小于1％的水分以及不可避免的杂质。
本发明方法适用于制备各种规格的钢筋钢，如400MPa级HRB400钢筋；当制备400MPa级HRB400钢筋时，半钢的成分质量百分含量为：C：3.20～3.50％，P：0.060～0.75％，S：0.015～0.25％，V：0.040～0.050％，其余为铁及不可避免的杂质。
吹炼结束，出钢过程中，本发明方法加入类石墨增碳剂，进行脱氧和控制碳含量；加入硅铁，进行脱氧和控制硅含量；加入高碳锰铁，进行脱氧和控制锰含量。同时，控制类石墨增碳剂、硅铁和高碳锰铁的加入时机，从而增加脱氧效果，降低脱氧成本。其中，所述类石墨增碳剂的成分质量百分含量为：固定碳≥80.0％，S≤0.30％，P≤0.10％，水分≤1.0％，及不可避免的杂质；其粒度为不超过20mm，且小于5mm粒级不大于5％；所述硅铁中Si质量含量为72％～80％，其余为铁及不可避免的杂质；所述高碳锰铁的成分质量百分含量为：Si≤3％，P≤0.28％，Mn：70.0～77.0％，C≤7.5％，S≤0.03％，其余为铁及不可避免的杂质；其粒度为10～50mm。
当本发明方法用于制备400MPa级HRB400钢筋时，出完刚后的钢水经连铸、轧制等常规步骤，所得钢筋钢成品的成分质量百分含量为：C：0.20％～0.25％，Si：0.20％～0.60％，Mn：1.2％～1.6％，V：0.025％～0.045％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。
本发明中，氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
半钢成分为：C：3.40％，P：0.070％，S：0.020％,V：0.050％，120t转炉冶炼，上一炉将转炉终点渣留渣操作，转炉兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入经破碎和筛选处理过的转炉终点废弃渣40～50kg/t钢，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，防止烧枪，拉碳枪位1.4m，保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬；吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5～3.0m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5～4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得到合格的终点钢水。
终点钢水成分控制在：C：0.05％，P：0.013％，S：0.021％，V：0.045％，钢水氧活度为600ppm，出钢过程中控制：当出钢1/3时，向钢包中加入2.5kg/t钢的类石墨增碳剂，出钢2/3时加入5.2kg/t钢的硅铁，22kg/t钢的高碳锰铁；出完刚后的钢水经连铸、轧制等常规步骤，从而使所得成品满足：C0.20％～0.25％，Si0.20％～0.60％，Mn1.2％～1.6％，V0.025％～0.045％，P，S≤0.045％。
400MPa级HRB400钢筋成品成分为：
成分 C Si Mn V P S
含量/wt％ 0.22 0.4 1.4 0.043 0.015 0.025
力学性能满足ReL≥400MPa；Rm≥540MPa；A≥16％；Agt≥7.5％。
实施例2
半钢成分为：C：3.40％，P：0.070％，S：0.020％，V：0.050％，120t转炉冶炼，上一炉将转炉终点渣留渣操作，转炉兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入经破碎和筛选处理过的转炉终点废弃渣40～50kg/t钢，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，防止烧枪，拉碳枪位1.4m，保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬：吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5-3.0m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5-4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得到合格的终点钢水。
终点钢水成分控制在：C：0.06％，P：0.014％，S：0.025％，V：0.043％，钢水氧活度为600ppm，出钢过程中控制：当出钢1/3时，向钢包中加入2.53kg/t钢的类石墨增碳剂，出钢2/3时加入5.22kg/t钢的硅铁，23kg/t钢的高碳锰铁；出完刚后的钢水经连铸、轧制等常规步骤，从而使所得成品满足：C0.20％～0.25％，Si0.20％～0.60％，Mn1.2％～1.6％，V0.025％～0.045％，P，S≤0.045％。
400MPa级HRB400钢筋成品成分为：
成分 C Si Mn V P S
含量/wt％ 0.23 0.45 1.3 0.040 0.018 0.028
力学性能满足ReL≥400MPa；Rm≥540MPa；A≥16％；Agt≥7.5％。
对比例1
铁水成分为：C：4.40％，P：0.070％，S：0.020％，Si：0.30％，某厂120t转炉采用半钢炼钢，转炉兑入铁水后，开吹的同时向炉内加入活性石灰31kg/t钢，高镁石灰21kg/t钢，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，防止烧枪，拉碳枪位1.4m，保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬；控制终点炉渣碱度3～4之间，吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5～3.0m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为3.5～4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得到合格的终点钢水。
终点钢水成分控制在：C：0.06％，P：0.014％,S：0.025％，钢水氧活度为600ppm，出钢过程中控制：当出钢1/3时，向钢包中加入1.75～1.90kg/t钢的铝铁，出钢2/3时加入5.3kg/t钢的硅铁，25kg/t钢的高碳锰铁，8kg/t钢的钒铁，2kg/t钢的石油焦增碳剂；出完刚后的钢水经连铸、轧制等常规步骤，从而使所得成品满足：C0.20％～0.25％，Si0.20％～0.60％，Mn1.2％～1.6％，V0.025％～0.045％，P，S≤0.045％。
400MPa级HRB400钢筋成品成分为：
成分 C Si Mn V P S
含量/wt％ 0.23 0.45 1.42 0.043 0.015 0.025
力学性能满足ReL≥400MPa；Rm≥540MPa；A≥16％；Agt≥7.5％。
通过上述案例可知，本发明采用转炉终点废弃渣替代冶金辅料，充分利用了半钢中残余V，避免了昂贵合金钒铁的使用，同时采用类石墨以及硅铁混合脱氧方式，显著降低了转炉冶炼钢筋钢的成本，钢筋成品成本可以降低20元/t钢，效益显著。

Claims (7)

1.低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：包括以下步骤：上一炉转炉终点废弃渣采用留渣操作，转炉兑入半钢后，开吹同时向炉内加入40～50kg/t钢的转炉终点废弃渣；氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m；吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5～3.0m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5～4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得终点钢水；终点钢水成分控制在：C：0.05～0.06％，P：0.013～0.014％，S：0.021～0.025％，V：0.043～0.045％，钢水氧活度为500～600ppm；出钢过程中控制：当出钢1/3时，向钢包中加入2.5～2.8kg/t钢的类石墨增碳剂，出钢2/3时加入5～7kg/t钢的硅铁和21～25kg/t钢的高碳锰铁。
2.根据权利要求1所述的低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：所述终点废弃渣的成分质量百分含量为：20～30％的FeO、10～20％的Fe2O3、5～10％的MFe、20～30％的CaO、10～15％的SiO2、0.02～0.05％的P、0.02～0.05％的S、小于1％的水分以及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：所述半钢的成分质量百分含量为：C：3.20～3.50％，P：0.060～0.75％，S：0.015～0.25％，V：0.040～0.050％，其余为铁及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：所述类石墨增碳剂的成分质量百分含量为：固定碳≥80.0％，S≤0.30％，P≤0.10％，水分≤1.0％，及不可避免的杂质；其粒度为不超过20mm，且小于5mm粒级不大于5％。
5.根据权利要求1所述的低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：所述硅铁中Si质量含量为72％～80％，其余为铁及不可避免的杂质。
6.根据权利要求1所述的低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：所述高碳锰铁的成分质量百分含量为：Si≤3％，P≤0.28％，Mn：70.0～77.0％，C≤7.5％，S≤0.03％，其余为铁及不可避免的杂质；其粒度为10～50mm。
7.根据权利要求1所述的低成本冶炼钢筋钢的方法，其特征在于：所述钢筋钢的成分质量百分含量为：C：0.20％～0.25％，Si：0.20％～0.60％，Mn：1.2％～1.6％，V：0.025％～0.045％，P≤0.045％，S≤0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。
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