CN110343807A - 一种er50-6e系列低碳钢冶炼脱氧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种ER50‑6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，且特征在于：转炉出钢过程中，全程钢包底吹氩，开始加入高硅硅锰与硅铁两种铁合金，不再使用其它复合脱氧剂。生产ER50‑6E不使用硅钙钡脱氧时，需多使用部分硅铁脱氧，在Si元素合金化的同时，脱氧效果也达到使用硅铝钡脱氧水平。不用硅铝钡，只靠硅铁合金对Si合金化的同时，脱氧能满足ER50‑6E质量要求，并且能降低成本。

Description

一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺
技术领域
本发明涉及钢种冶炼工艺，具体地说，是涉及一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺。
背景技术
生产ER50-6E时，转炉出钢碳一般都≤0.06％，按转炉冶炼的碳氧浓度积规律，按碳氧积常数M为0.0022，出钢碳为0.06％时，钢中氧含量约366ppm，这么高的氧含量，需要脱氧能力强的元素进行充分脱氧。同时LF精炼后上连铸出钢坯，要求钢坯氧含量控制在≤60ppm，才能满足焊丝使用需求，否则在连铸坯凝固过程出现因钢水氧含量过高，造成出现钢坯表面气泡或针孔，致使在轧制过程中形成表面裂纹，影响产品使用。
为保证LF精炼终点氧含量≤60ppm，则必须在转炉经脱氧合金化以后就达到≤80ppm，否则精炼炉为扩散脱氧，反应较慢，无法保证LF精炼终点氧含量。
按传统工艺在转炉出钢过程中除硅、锰的正常合金化外，还必须使用硅铝钡或其它一些复合脱氧剂脱氧。使用硅铝钡脱氧能保证ER50-6E的氧含量，但因脱氧剂中含Al，对钢水浇注带来不利影响，该钢种因焊接性能需要，不得有Ca含量，因此不能进行钙处理。导致容易发生钢水絮流现象，影响生产。
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，能够降低成本。
钢液中氧主要是为了除去钢液中的杂质硅、锰、磷，碳等杂质而加入的，同时冲入氧气也是为了获得较高的反应效率，因此在冶炼临结束时，钢液是处于“过渡氧化”的状态。氧对钢性能的影响：氧是在钢的凝固过程中偏析倾向最严重的元素之一，在钢液的凝固和随后的冷却过程中，氧的溶解度急剧下降，钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、硫氧化物等微细夹杂物的形式在与γ或α晶界处富集，这些微细夹杂物会造成晶界脆化，使钢的加工和使用过程中容易成为晶界开裂的起点，最终导致钢材发生脆性破坏。钢中氧含量的增加会降低钢材的延性、冲击韧性、抗疲劳破坏性能，提高钢的韧-脆转换温度，降低钢材的耐腐蚀性能。
终点钢水若不经过脱氧，就会产生如下问题：
(1)氧在固体钢中的溶解度要比氧在液体钢中的溶解度小得多。在钢液冷凝过程中，氧将逐步以FeO形态析出，使钢脆性很大，对某些特殊用途的钢带来不良影响；
(2)如前所述，气体在钢中的溶解度随温度而变化，氧在钢液中溶解度随温度降低而减少，当钢液在浇注后的凝固过程中，超过碳氧平衡值的过剩氧就会与碳起反应，生成CO气泡，在钢锭内部形成气泡缺陷，甚至无法正常浇注(在现场称之为“冒涨”现象)直接影响钢坯质量和生产秩序；
本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，且特征在于：转炉出钢过程中，全程钢包底吹氩，开始加入高硅硅锰与硅铁两种铁合金，不再使用其它复合脱氧剂。
硅、锰元素钢中脱氧原理：
在钢水中加入硅锰合金后，Si+2FeO＝SiO2+2Fe
Mn+2FeO＝MnO2+2Fe
生成的SiO2与MnO2再与CaO反应生成炉渣而除去，从而达到脱氧的目的。另外，加入硅锰合金，还有调节钢的组成的作用，即调节钢中硅及锰的含量的作用。
进一步地，转炉出钢温度控制在1610-1660℃。
进一步地，转炉炉长根据转炉出钢碳含量情况，可加入适当增碳剂，将碳配制0.04-0.06％。
进一步地，在钢水流出1/5左右时，开始加入高硅硅锰与硅铁两种铁合金。
进一步地，出钢至4/5左右时，合金、增碳剂都加完。
进一步地，出钢临近结束，使用挡渣锥或滑板挡渣，以免钢水下渣，影响钢水氧化性的波动。
进一步地，待出钢后，吊运至LF精炼炉，LF精炼炉到站使用定氧仪定氧，钢水定氧≤80ppm，满足LF精炼终点氧含量要求。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：
生产ER50-6E不使用硅钙钡脱氧时，需多使用部分硅铁脱氧，在Si元素合金化的同时，脱氧效果也达到使用硅铝钡脱氧水平。不用硅铝钡，只靠硅铁合金对Si合金化的同时，脱氧能满足ER50-6E质量要求，并且能降低成本。
具体实施方式
实施例：转炉出钢温度控制在1610-1660℃之间，转炉出钢过程中，全程钢包底吹氩，在钢水流出1/5左右时，开始加入高硅硅锰与硅铁，两种铁合金，不再使用硅铝钡或其它复合脱氧剂。转炉炉长根据转炉出钢碳含量情况，可加入适当增碳剂，将碳配制0.04-0.06％。
出钢至4/5左右时，合金、增碳剂都加完，出钢临近结束，使用挡渣锥或滑板挡渣，以免钢水下渣，影响钢水氧化性的波动。待出钢后，吊运至LF精炼炉，LF精炼炉到站使用定氧仪定氧，钢水定氧≤80ppm，方能满足LF精炼终点氧含量要求。
该方案刚开始运行时，因为未使用复合脱氧剂，则转炉出钢过程全靠使用的高硅硅锰、硅铁中的硅、锰元素脱氧，会致使硅、锰元素的收得率较用硅铝钡脱氧剂时降低，主要为硅元素。固使用该方案时，合金中需适当增加硅铁的用量，以使到LF精炼炉的硅元素满足工艺要求，根据我厂摸索情况：少用0.8kg/t钢的硅铝钡脱氧，需多增加0.4kg/t钢的硅铁，即不使用硅铝钡脱氧，靠硅铁来达到即脱氧，又配比钢水中硅含量的双重效果。
使用该方案时，要确保出钢过程中，高硅硅锰、硅铁合金加入量需达到LF精炼炉的成分要求，当成分偏低时，特别是当到精炼炉SI≤0.30％时，会造成精炼炉氧含量波动较大，遂要求较为稳定的转炉出钢量和合金加入量，以保证合金工的成分配比。
试验结果对比：生产ER50-6E时，不用硅铝钡脱氧情况，钢中氧含量对比：
两种工艺钢水中氧含量相差不大，都能满足使用要求。
使用硅钙钡炉次 WB031603146 WB031603147 WB031603148 WB031603152 WB031603153
钢中氧含量ppm 23 20 19 21 20
不使用硅钙钡炉次 WB031701384 WB031701383 WB031701382 WB031701385 WB031701386
钢中氧含量ppm 19 22 23 20 23
两种工艺成本情况对比:
通过试验：硅铝钡(Si≥35％)8600元/吨，硅铁(Si:0.72-0.80％)4800元/吨。即不用硅铝钡成本可降低约：0.8kg/t*8.6元/kg-0.4kg/t*4.8元/kg＝4.9元/吨钢。
按全年生产ER50-6E共约5万吨，年可降低成本约：50000×4.9＝24.5万元。

Claims (7)

1.一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：转炉出钢过程中，全程钢包底吹氩，开始加入高硅硅锰与硅铁两种铁合金，不再使用其它复合脱氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：转炉出钢温度控制在1610-1660℃。
3.根据权利要求1所述的一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：转炉炉长根据转炉出钢碳含量情况，可加入适当增碳剂，将碳配制0.04-0.06％。
4.根据权利要求1所述的一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：在钢水流出1/5左右时，开始加入高硅硅锰与硅铁两种铁合金。
5.根据权利要求3所述的一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：出钢至4/5左右时，合金、增碳剂都加完。
6.根据权利要求1所述的一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：出钢临近结束，使用挡渣锥或滑板挡渣，以免钢水下渣，影响钢水氧化性的波动。
7.根据权利要求1所述的一种ER50-6E系列低碳钢冶炼脱氧工艺，其特征在于：待出钢后，吊运至LF精炼炉，LF精炼炉到站使用定氧仪定氧，钢水定氧≤80ppm，满足LF精炼终点氧含量要求。
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