CN110923395A - 一种电炉冶炼风电钢q345d的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，所述方法包括EAF炉初炼、LF炉精炼和VD炉真空处理工序。EAF炉初炼合理控制出钢成分及物料按序加入；LF炉精炼通过脱氧、脱硫及炉渣控制，实现脱氧、脱硫、去夹杂物；VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，充分脱气、夹杂物充分上浮去除。本发明方法操作简便，利用合理的方法达到了较好的脱氧、脱硫、去夹杂物效果。本发明生产的风电钢Q345D，钢板探伤合格率≥99.5%，钢板焊接出现裂纹几率低。

Description

一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法。
背景技术
风电钢Q345D是风力发电用钢板，运用于制作风力发电装置的塔筒。世界各国对新能源的重视力度加大，目前风力发电需求旺盛，对风力发电装置的要求也越来越高，不光要求钢材的纯净度高，不能有还要求钢板焊接性能好，焊接后必须探伤合格，不能产生裂纹。由于电炉使用废钢较多，废钢的各种杂质多，这对于电炉冶炼风电钢难度更大，这就要求风电钢的原材料钢材在电炉冶炼时尽可能去除钢内的气体及夹杂物，需要钢板符合探伤标准NB/47013.3 2015 且验收等级Ⅰ级，才能保证钢板在加工成塔筒后合格。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，该方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制方法，使精炼结束的钢水没有大型夹杂物，细小夹杂物少，浇注后轧制的钢板探伤合格率高，焊接后探伤合格率高。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，所述包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制方法。
本发明所述EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制，出钢钢水0.06%≤C≤0.12%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.5～2.0kg/t,石灰2.0～3.0kg/t钢,硅锰合金12.0～16.0kg/t，铝块0.6～1.0kg/t,加入时机为出钢20%开始加入，出钢70%加完。
本发明所述LF炉精炼工序，座包先喂入铝线0.6～1.0kg/t，之后送电加入渣料石灰3～5kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石0.5～1.0kg/t钢脱氧，铝粒0.2～0.5kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，并间断加入石灰2.0～3.0kg/t，当钢温度达到1610～1630℃，将氩气流量调整到500～700NL/min，搅拌3～5分钟脱硫，之后氩气流量调整为50～100NL/min，搅拌15～25分钟，当温度达到满足真空处理要求的温度1640℃～1650℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。
本发明所述VD真空处理工序，真空度≤66.7Pa，处理时间≥18min，前期氩气流量200～300NL/min，最后5分钟氩气流量20～40NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.3～0.6kg/t，氩气流量10～30NL/min搅拌8～15min；当温度达到连铸浇注温度1565℃～1575℃吊包吊包浇注。
本发明所述方法生产所用的预熔渣成分：CaO：40~50%，Al2O3：30~40%，MgO：4~8%，SiO2：≤6%，Fe2O3：≤1.5，活性剂：5~8%。活性剂为微量镧的氧化物。
本发明所述方法生产的钢板按探伤标准：NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测》等级LevelⅠ级。所述法生产的钢板探伤合格率≥99.5%。
所述方法生产的风电钢Q345D成品质量百分含量：C：0.12～0.15%，Si：0.15～0.5%、Mn：1.35～1.5%，P≤0.020%，S≤0.005%，Al：0.020～0.050%，Nb：0.025～0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述方法LF炉精炼炉渣为白渣FeO+MnO2≤1%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明出钢加入预熔渣能、石灰和铝块能快速形成还原渣，减少钢水吸气，减少二次氧化；到LF后经过喂铝，加入脱氧剂电石、铝粒等与钢中的氧形成的夹杂物有更多时间上浮，而且炉渣能快速变白，形成高碱度强还原性炉渣，有利于炉渣对夹杂物的吸附。
2、本发明真空过程前面13分钟较大氩气达到脱气的效果，后5分钟较小的氩气，避免炉渣在较大的氩气条件下卷入钢水中，使前一阶段卷入钢水的炉渣及夹杂物被上部的炉渣吸附，使钢水夹杂物不断减少。
3、本发明真空后快速向氩气搅拌处加入保护渣，保护渣具有很好的保温隔热的作用，使此处的炉渣继续保持液态，维持炉渣吸附钢中夹杂物的作用，同时减少钢水与空气的接触吸气和造成钢水二次氧化形成新的夹杂物。
4、本发明生产的风电钢Q345D钢板探伤合格率≥99.5%以上；焊接裂纹发生率0.3%以下。
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的说明。
实施例1
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢100t，出钢时钢水C：0.06%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.5kg/t,石灰2.0kg/t钢,硅锰合金12.0kg/t，铝块1.0kg/t,加入时机为出钢20%开始加入，出钢70%加完。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线1.2kg/t，送电加入渣料石灰5kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石1.5kg/t钢脱氧，铝粒0.4kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰2.5kg/t，当钢温度达到1630℃，强搅拌5分钟，氩气流量700NL/min，之后氩气流量调整为50NL/min，搅拌20分钟，温度达到1640℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间18min；前期氩气流量200NL/min，最后5分钟氩气流量20NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.3kg/t，氩气流量10NL/min弱搅拌15min；当温度达到连铸浇注温度1565℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.13%，Si：0.19%、Mn：1.38%，P：0.012%，S≤0.002%，Al：0.025%，Nb：0.025%。轧制的钢板探伤合格率99.5%；无焊接裂纹。
实施例2
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢95t，出钢时钢水C：0.12%，出钢时依次向钢包加入预熔渣2kg/t,石灰2.5kg/t钢,硅锰合金13.0kg/t，铝块0.6kg/t。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线1.0kg/t，送电加入渣料石灰3kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石0.5kg/t钢脱氧，铝粒0.5kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰2kg/t，当钢温度达到1610℃，强搅拌3分钟，氩气流量600NL/min，之后氩气流量调整为100NL/min，搅拌15分钟，温度达到1650℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间18min；前期氩气流量300NL/min，最后5分钟氩气流量30NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.4kg/t，氩气流量20NL/min搅拌8min；当温度达到连铸浇注温度1572℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.12%，Si：0.20%、Mn：1.40%，P：0.011%，S≤0.005%，Al：0.035%，Nb：0.028%。轧制的钢板探伤标准：NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测》等级LevelⅠ级；探伤合格率99.8%；焊接裂纹0.3%。
实施例3
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢105t，出钢时钢水C：0.08%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.8kg/t,石灰2.8kg/t钢,硅锰合金16.0kg/t，铝块0.8kg/t。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线0.9kg/t，送电加入渣料石灰4.5kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石1.0kg/t钢脱氧，铝粒0.4kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰3kg/t，当钢温度达到1622℃，强搅拌3分钟，氩气流量500NL/min，之后氩气流量调整为60NL/min，弱搅拌25分钟，温度达到1650℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间19min；前期氩气流量300NL/min，最后5分钟氩气流量40NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.5kg/t，氩气流量30NL/min弱搅拌12min；当温度达到连铸浇注温度1566℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.15%，Si：0.22%、Mn：1.36%，P：0.007%，S≤0.001%，Al：0.033%，Nb：0.027%。轧制的钢板探伤合格率99.7%；焊接裂纹0.15%。
实施例4
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢102t，出钢时钢水C：0.11%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.7kg/t,石灰2.3kg/t钢,硅锰合金15.0kg/t，铝块1.0kg/t。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线0.6kg/t，送电加入渣料石灰3.5kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石1.2kg/t钢脱氧，铝粒0.5kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰2.2kg/t，当钢温度达到1615℃，强搅拌4分钟，氩气流量500NL/min，之后氩气流量调整为100NL/min，弱搅拌15分钟，温度达到1650℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间18min；前期氩气流量200NL/min，最后5分钟氩气流量20NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.3kg/t，氩气流量10NL/min弱搅拌15min；当温度达到连铸浇注温度达到1568℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.14%，Si：0.30%、Mn：1.38%，P：0.011%，S≤0.001%，Al：0.026%，Nb：0.026%。轧制的钢板探伤合格率100%；无焊接裂纹。
实施例5
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢98t，出钢时钢水C：0.09%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.7kg/t,石灰3.0kg/t钢,硅锰合金14.0kg/t，铝块0.7kg/t。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线0.6kg/t，送电加入渣料石灰3kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石0.8kg/t钢脱氧，铝粒0.3kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰2.4kg/t，当钢温度达到1618℃，强搅拌4.5分钟，氩气流量650NL/min，之后氩气流量调整为80NL/min，弱搅拌23分钟，温度达到1645℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间20min；前期氩气流量250NL/min，最后5分钟氩气流量35NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.6kg/t，氩气流量20NL/min弱搅拌8min；当温度达到连铸浇注温度1570℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.14%，Si：0.26%、Mn：1.40%，P：0.012%，S≤0.002%，Al：0.028%，Nb：0.027%。轧制的钢板探伤合格率99.8%；无焊接裂纹。
实施例6
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢96t，出钢时钢水C：0.10%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.9kg/t,石灰2.6kg/t钢,硅锰合金16.0kg/t，铝块0.9kg/t。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线0.9kg/t，送电加入渣料石灰3.8kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石0.9kg/t钢脱氧，铝粒0.5kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰2.8kg/t，当钢温度达到1628℃，强搅拌5分钟，氩气流量680NL/min，之后氩气流量调整为90NL/min，弱搅拌24分钟，温度达到1648℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间18min；前期氩气流量240NL/min，最后5分钟氩气流量35NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.5kg/t，氩气流量25NL/min弱搅拌13min；当温度达到连铸浇注温度1575℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.13%，Si：0.32%、Mn：1.41%，P：0.006%，S≤0.001%，Al：0.035%，Nb：0.025%。轧制的钢板探伤合格率99.6%；焊接裂纹0.06%。
实施例7
本实施例电炉冶炼风电钢Q345D的方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢94t，出钢时钢水C：0.07%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.8kg/t,石灰2.2kg/t钢,硅锰合金12.0kg/t，铝块0.6kg/t。预熔渣成分：CaO：48%，Al2O3：35%，MgO：5%，SiO2：5%，Fe2O3： 1.5，活性剂：5.5%。活性剂为微量镧的氧化物。
（2）LF炉精炼工序：座包先喂入铝线0.7kg/t，送电加入渣料石灰4.2kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石1.4kg/t钢脱氧，铝粒0.5kg/t，快速将炉渣变成白色；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，间断加入石灰2kg/t，当钢温度达到1635℃，强搅拌3.5分钟，氩气流量660NL/min，之后氩气流量调整为70NL/min，搅拌17分钟，温度达到1643℃，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。炉渣白色状态下炉渣中FeO+MnO2≤1%。
（3）VD真空处理工序：加入适量合金，使化学成分进内控，开始真空处理，真空度≤66.7Pa，处理时间21min；前期氩气流量250NL/min，最后5分钟氩气流量25NL/min；真空处理结束向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.4kg/t，氩气流量30NL/min弱搅拌14min；当温度达到连铸浇注温度1575℃吊包吊包浇注。
本实施例风电钢Q345D成品：C：0.13%，Si：0.22%、Mn：1.39%，P：0.009%，S≤0.002%，Al：0.022%，Nb：0.027%。轧制的钢板探伤合格率99.8%；无焊接裂纹。
由以上实施例可知，本发明通过对初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制，有效的去除了钢中的气体和夹杂物，从而保证了轧制的钢板探伤合格率高，夹杂物评级合格率高，焊接裂纹发生的几率低。
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 (7)

1.一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述方法包括EAF炉初炼工序出钢控制条件及物料加入控制、LF炉精炼工序脱氧、脱硫及炉渣控制和VD炉真空处理工序各个时间段氩气控制。
2.根据权利要求1所述的一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述EAF炉初炼工序，出钢钢水0.06%≤C≤0.12%，出钢时依次向钢包加入预熔渣1.5～2.0kg/t,石灰2.0～3.0kg/t,硅锰合金12.0～16.0kg/t，铝块0.6～1.0kg/t,加入时机为出钢20%开始加入，出钢70%之前加完。
3.根据权利要求1所述的一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述LF炉精炼工序，座包先喂入铝线0.6～1.2kg/t，之后送电加入渣料石灰3～5kg/t钢造渣，同时使用脱氧剂电石0.5～1.5kg/t钢脱氧，铝粒0.2～0.5kg/t，将炉渣变成白渣；然后根据出钢后的成分C、Si、Mn调整到内控成分下限，并间断加入石灰2.0～3.0kg/t，当钢温度达到1610～1630℃，将氩气流量调整到500～700NL/min，搅拌3～5分钟脱硫，之后氩气流量调整为50～100NL/min搅拌15～25分钟，当温度达到满足真空处理要求的温度1640℃～1650℃，精炼结束，不扒渣直接吊包进入VD真空处理工序。
4.根据权利要求1所述的一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述VD真空处理工序，真空度≤66.7Pa，处理时间≥18min，前期氩气流量200～300NL/min，最后5分钟氩气流量20～40NL/min；真空处理结束移开炉盖后，立即向钢包内炉渣表面氩气搅动处加入保护渣0.3～0.6kg/t，氩气流量10～30NL/min搅拌8～15min；当温度达到连铸浇注吊包温度1565℃～1575℃吊包浇注。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述法生产的钢板探伤合格率≥99.5%，钢板符合探伤标准NB/47013.3 2015 且验收等级Ⅰ级。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述方法生产的风电钢Q345D成品质量百分含量：C：0.12～0.15%，Si：0.15～0.5%、Mn：1.35～1.5%，P≤0.020%，S≤0.005%，Al：0.020～0.050%，Nb：0.025～0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉冶炼风电钢Q345D的方法，其特征在于，所述方法LF炉精炼炉渣为白渣FeO+MnO2≤1%。
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