CN110317919A - 一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法，主要解决现有技术中低碳搪瓷钢必须采用RH炉真空精炼工艺、生产成本高的技术问题。本发明的技术方案为：一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法，包括：采用顶底复吹转炉冶炼，金属主原料组成的质量百分比为，铁水75％～100％，余量为废钢；转炉冶炼终点的控制，检测转炉吹炼终点钢水中w[C]和温度；转炉吹炼结束后立即出钢；将钢包内钢水运至LF炉进行钢水温度调控和钢水成分调控。本发明方法生产的低碳搪瓷钢成本低，与现有RH炉真空精炼工艺相比，生产成本低20元/吨钢。

Description

一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法
技术领域
本发明涉及一种低碳搪瓷钢的生产方法，特别涉及一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法；具体而言，涉及采用LF炉工艺对低碳搪瓷钢中碳、氮元素调控的生产方法，属于钢的冶炼及连续铸造技术领域。
背景技术
低碳搪瓷钢是在钢板表面进行瓷釉土搪可以防止钢板生锈，使钢板在受热时不至于在表面形成氧化层并且抵抗各种液体侵蚀。被广泛的用于日常生活中使用的饮食器具和洗涤用具。为防止低碳搪瓷钢高温时的针孔、气泡、“麟爆”等缺陷和制品变形现象，需要精准的控制成品碳含量；同时为了保证低碳搪瓷钢有足够的第二相粒子，满足抗爆性要求，需要精确的控制成品氮含量。
搪瓷钢的化学成分重量百分比一般为：C 0.02％～0.045％、Si≤0.045％、Mn0.2％～0.3％、 S 0.005％～0.015％、N 0.003％～0.008％、Ti 0.03％～0.05％、Fe余量。冶炼搪瓷钢的主要工艺路径为：转炉-RH炉-连铸的工艺生产模式。通过RH炉真空脱碳和提升气体增氮可以精准的控制钢水中的碳、氮，但RH工艺生产能耗大，成本也相对较高。
中国专利CN102787215A公开了搪瓷钢的RH增氮方法以及中国专利CN103911490A公开了超低碳搪瓷钢钢水增氮的方法，均通过RH炉全程或部分采用氮环流的方式增氮，这种方法减少了氮合金的加入成本，同时缩短RH工艺处理时间，但都必须使用RH真空精炼工艺处理；需要，转炉冶炼结束后，转炉出钢温度要高，RH炉工序蒸汽、氮气和氩气消耗量大，冶炼成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法，主要解决现有技术中低碳搪瓷钢必须采用RH炉真空精炼工艺、生产成本高的的技术问题；本发明方法解决了现有用LF炉精炼工艺难以生产合格的低碳搪瓷钢的技术难题，降低了低碳搪瓷钢的低成本。
本发明通过钢水中碳元素和氧元素的关系，精确控制钢水碳含量；进一步，通过钢水中氮元素和氧元素的关系，精确控制钢水氮含量。
本发明采用的技术方案是：一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法，包括以下步骤：
1)采用顶底复吹转炉冶炼，投入金属主料的原料组成的质量百分比为，铁水75％～100％，余量为废钢；
2)转炉冶炼终点的控制，取样检测转炉吹炼终点钢水中w[C]和钢水温度，检测到转炉吹炼终点钢水中w[C]≤0.05％、转炉吹炼终点钢水温度为1620～1650℃时，转炉吹炼结束；
3)转炉吹炼结束后立即出钢，当转炉出钢的钢水量达钢水总量的25％～35％时，先向钢包内钢水中一次性加入铝铁合金、锰铁合金对钢水进行进脱氧和初调钢水成分，控制钢水中铝元素含量≤0.010％；然后向钢包内钢水中加入生石灰对钢包渣进行改质；锰铁合金的加入量按生产钢水的目标成分而确定，铝铁合金的加入量为1.0～1.5千克/吨钢；铝铁合金化学成分的重量百分比为Al 48％～58％、Fe 42％～54％和其他≤4％；生石灰的加入量为1.5～2.5 千克/吨钢，石灰化学成分的重量百分比为CaO≥90％、SiO2≤3.5％和烧损不大于5％；
4)将钢包内钢水运至LF炉进行钢水温度调控和钢水成分调控，钢包底吹氩气，控制氩气流量为20～40m3/h，向钢包内钢水中加入生石灰和中铝渣脱氧剂进行造渣，调整钢水温度至目标温度，然后向钢包内钢水中喂入铝线、加入钛铁合金，调控钢水成分至目标成分；将钢包底吹气体由氩气切换为氮气，控制氮气流量为30～40m3/h，用氮气搅拌钢水6～12分钟，得到成品钢水；生石灰的加入量为1.5～2.5千克/吨钢；中铝渣脱氧剂的加入量为0.8～1.4 千克/吨钢。
进一步，本发明步骤4)，所述的中铝渣脱氧剂化学成分的重量百分比为Al 26％～32％、 Al2O3 38％～52％、CaO 16％～30％、SiO2≤10％和H2O≤1％。
本发明方法中，转炉出钢至LF炉合金化过程中，转炉出钢不完全脱氧，控制钢包钢水中铝元素的重量百分含量≤0.01％、氧元素的重量百分含量≥0.0050％，可以有效的控制钢水增氮，以及LF炉加热过程中的增碳；进一步，钢水合金化之后，钢水中的游离氧的重量百分含量≤0.0005％，钢水容易增氮，此时利用钢包底吹氮气，对钢水进行增氮，增氮速率为2ppm/min。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明方法将低碳搪瓷钢的生产工艺由RH 炉真空精炼工艺改变为LF炉精炼工艺，避免了现有RH炉真空精炼工艺存在的先真空脱碳再增碳的工艺步骤，简化了低碳搪瓷钢的生产工艺，使得搪瓷钢生产工艺难度降低，生产节奏更易于调控，降低了低碳搪瓷钢生产成本。2、本发明方法有效降低转炉出钢温度和工序加工成本，LF炉增氮控制精确、钢水中碳含量控制精准；与现有采用RH炉处理工艺生产低碳搪瓷钢相比，转炉出钢温度，平均降低30℃，降低了低碳搪瓷钢生产成本。3、采用本发明生产低碳搪瓷钢，与现有采用RH炉处理工艺生产低碳搪瓷钢相比，节约了蒸汽、氧气、氩气等能源消耗，降低了低碳搪瓷钢生产成本；本发明方法采用搪瓷钢“转炉-LF炉-连铸”工艺与“转炉-RH炉-连铸”工艺相比生产成本低20元/吨钢。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明采用转炉冶炼-LF炉精炼-板坯连铸的工艺路径，本发明实施例以250吨顶底复吹转炉冶炼低碳搪瓷钢水，其中，低碳搪瓷钢的化学成分重量百分比为：C 0.02％～0.045％、Si ≤0.045％、Mn 0.2％～0.3％、S 0.005％～0.015％、N 0.003％～0.008％、Ti0.03％～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
实施例1，转炉出钢量为271.9t，钢中碳的重量含量为355ppm、氧的重量含量为639ppm； LF炉进站钢水中氮的重量含量为17.7ppm、Alt的重量百分含量为0.0047％，钢包底吹氩气，加热升温至目标温度；然后喂铝线、加入钛铁362kg，将钢包底吹气体由氩气切换为氮气，吹氮气搅拌10分钟，得到成品钢水，成品钢水中碳的重量含量为301ppm、氮的重量含量为 36.4ppm。
实施例2，转炉出钢量272.6t，钢中碳的重量含量为326ppm、氧的重量含量为780ppm； LF炉进站钢水中氮的重量含量为17.9ppm、Alt的重量百分含量为0.0079％，加热升温至目标温度；然后喂铝线、加入钛铁361kg，吹氮气搅拌8分钟，得到成品钢水，成品钢水中碳的重量含量为360ppm、氮的重量含量为43.8ppm。
本发明实施例钢水中氮的含量(按重量百分比计)见表1。
表1本发明实施例钢水中氮的含量，单位：重量百分比。
类别 转炉冶炼终点钢水中氮 LF进站钢水中氮 成品钢水中氮
实施例1 0.0011 0.00177 0.00364
实施例2 0.0012 0.00179 0.00438
本发明实施例钢水中碳的含量(按重量百分比计)见表2。
表2本发明实施例钢水中碳的含量，单位：重量百分比。
类别 转炉冶炼终点钢水中碳 LF进站钢水中碳 成品钢水中碳
实施例1 0.0355 0.0285 0.0301
实施例2 0.0326 0.0281 0.0360
本发明实现了用LF炉工艺生产低碳搪瓷钢；本发明方法采用搪瓷钢“转炉-LF炉-连铸”工艺与“转炉-RH炉-连铸”工艺相比生产成本低20元/吨钢。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
1)采用顶底复吹转炉冶炼，投入金属主料的原料组成的质量百分比为，铁水75％～100％，余量为废钢；
2)转炉冶炼终点的控制，取样检测转炉吹炼终点钢水中w[C]和钢水温度，检测到转炉吹炼终点钢水中w[C]≤0.05％、转炉吹炼终点钢水温度为1620～1650℃时，转炉吹炼结束；
3)转炉吹炼结束后立即出钢，当转炉出钢的钢水量达钢水总量的25％～35％时，先向钢包内钢水中一次性加入铝铁合金、锰铁合金对钢水进行进脱氧和初调钢水成分，控制钢水中铝元素含量≤0.010％；然后向钢包内钢水中加入生石灰对钢包渣进行改质；锰铁合金的加入量按生产钢水的目标成分而确定，铝铁合金的加入量为1.0～1.5千克/吨钢；铝铁合金化学成分的重量百分比为Al 48％～58％、Fe 42％～54％和其他≤4％；生石灰的加入量为1.5～2.5千克/吨钢，石灰化学成分的重量百分比为CaO≥90％、SiO2≤3.5％和烧损不大于5％；
4)将钢包内钢水运至LF炉进行钢水温度调控和钢水成分调控，钢包底吹氩气，控制氩气流量为20～40m3/h，向钢包内钢水中加入生石灰和中铝渣脱氧剂进行造渣，调整钢水温度至目标温度，然后向钢包内钢水中喂入铝线、加入钛铁合金，调控钢水成分至目标成分；将钢包底吹气体由氩气切换为氮气，控制氮气流量为30～40m3/h，用氮气搅拌钢水6～12分钟，得到成品钢水；生石灰的加入量为1.5～2.5千克/吨钢；中铝渣脱氧剂的加入量为0.8～1.4千克/吨钢。
2.如权利要求1所述的一种低碳搪瓷钢的低成本生产方法，其特征是，步骤4)中，所述的中铝渣脱氧剂化学成分的重量百分比为Al 26％～32％、Al2O338％～52％、CaO 16％～30％、SiO2≤10％和H2O≤1％。
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