CN111041331A - 一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，扁钢锭重量30～50t，所述方法包括EAF炉初炼炉钢铁料配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼增碳及造渣脱氧去夹杂物、真空处理及模铸浇注温度控制，EAF炉初炼炉钢铁料配料铁水的控制；出钢时控制钢水碳含量；LF炉精炼先用增碳剂，再加适量渣料、脱氧剂，形成白渣保持足够的时间；VD炉真空处理控制真空保持时间及不同阶段的氩气流量；模铸浇注控制温度。本发明方法生产的45#钢，脱氧剂使用量少，钢中夹杂物少，轧制的钢板厚度200～500mm，探伤合格率达到98.4%以上，效益显著。

Description

一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种电炉生产重量为30～50t的45#钢大型扁钢锭的方法。
背景技术
45#是为优质碳素结构用钢，其广泛应用机械制造，其成分简单，但是较厚的45#宽厚钢板是最容易出现探伤不合格的钢之一，尤其轧制200mm～500mm的钢板探伤合格率更低。轧制这种厚度的钢板需要使用大型钢锭轧制，对钢锭的生产提出了很高的要求。45#的C含量较高C元素达到0.45%，造成液相线与固相线相差较大，钢锭凝固时间更长；再加上重量达到30～50t的大钢锭厚度大，更增加了钢锭的凝固时间，造成气体和夹杂物偏析严重；而且轧制250mm～500mm的钢板压缩比小，较少的气体或夹杂物缺陷就可能造成钢板探伤不合格，以往轧制成的宽厚钢板探伤合格率只有80%～92%。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电炉生产30～50t优质45#大型扁钢锭的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，所述方法包括所述方法包括EAF炉初炼炉钢铁料配料、出钢条件、出钢物料加入控制，LF炉精炼，VD炉真空处理及模铸浇注温度控制；
包括EAF炉初炼炉钢铁料配料铁水的控制；出钢时控制钢水碳含量；LF炉精炼先用增碳剂，再加适量渣料、脱氧剂，形成白渣保持足够的时间；VD炉真空处理控制真空保持时间及不同阶段的氩气流量；模铸浇注控制温度。
一种电炉生产45#钢30～50t大型扁钢锭的方法，所述方法包括EAF炉初炼炉配料是铁水占钢铁料的40%～60%、出钢条件是控制出钢前钢水0.15%≤C≤0.25%，钢水到钢包温度1560～1600℃；出钢物料控制是随钢流加入碳粉1.0～1.5kg/t，加入时机是出钢开始到出钢30%之前加完，出钢20%～50%依次加入石灰2.0～3.0kg/t，硅锰合金5～8kg/t。
45#钢的化学成分C：0.42～0.50%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.50～0.80%、P≤0.035%、S≤0.030%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述LF炉精炼工序，先氩气强搅拌，同时根据出钢后钢水成分加入增碳剂碳粉，使钢水的碳达到0.40%；然后送电，加入石灰3～6kg/t造渣及电石1.0～1.5kg/t钢脱氧剂脱氧， 10-15分钟后喂入强脱氧剂铝线0.6～1.0kg/t钢脱氧，形成白渣后用电石0.2～0.5kg/t钢或铝粒0.2～0.4kg/t钢保持白渣，陆续加入石灰2.0～4.0kg/t，LF石灰用量累计达到8.0～11.0kg/t钢；白渣保持时间≥25min，调整成分C：0.42～0.44%、Si：0.20～0.25%、Mn：0.65～0.70%，温度达1620～1640℃，LF精炼结束，倒出渣量30～50%，进入VD炉真空处理工序。
本发明所述VD真空处理工序，微调化学成分C、Si、Mn到中限，真空度≤66.7Pa的处理时间≥25min，真空处理过程，氩气流量前期为200～300NL/min，最后5分钟为30～60NL/min。真空处理结束，氩气流量20～50NL/min，搅拌10～15min。
本发明所述模铸浇注温度控制，钢水模铸浇注过热度30～36℃。
本发明所述方法生产的钢锭重量30～50t，轧制45#钢钢板厚度为200～500mm，探伤合格率≥98.4%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.42～0.50%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.50～0.80%、P≤0.035%、S≤0.030%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明45#钢产品标准及性能检测标准参考GB/T 699-2015《优质碳素结构钢》；钢板探伤标准参考ASTM A578BM-2017 B级，探伤标准《特珠用轧制钢中厚板直射束超声波检验规格》。
本发明中单位kg/t中的/t是指每吨钢。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明EAF炉初炼铁水占钢铁料的40%～60%，减少原材料废钢带来的N、H等杂质，另一方面，增加铁水量，使炉内的钢铁溶液内产生更多的CO气泡以携带其它有害气体N、H及其它杂质排出钢液，净化钢水。
2、本发明控制出钢前钢水0.15%≤C≤0.25%，并且随钢流加入碳粉1.0～1.5kg/t，可使钢水中的氧含量处于较低的水平，加入的碳粉一部分与钢水中的氧反应生成气体溢出，减少脱氧剂消耗。
3、本发明LF炉精炼工序在加入还原剂之前使钢水的碳含量接近钢水成分下限，避免了钢水还原后调整碳成分加入碳粉需激烈搅拌会大量吸气，造成钢水N、H含量增加。白渣保持时间≥25min，促进了炉渣对钢中Al2O3夹杂物的吸附。
4、本发明真空度≤66.7Pa下处理时间≥25min，通过延长真空时间，使钢中的气体含量更低，夹杂物更少。通过控制真空后的较小氩气搅拌促进炉渣对细小夹杂物吸附减少钢中的夹杂物。
5、本发明模铸浇注温度控制较低过热度，保证正常浇注的同时缩短钢水凝固时间，减轻夹杂物偏析。
6、本发明方法生产的45#钢，使用的脱氧剂少，夹杂物少，钢板探伤合格率达到98.4%以上，效益显著。
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
本实施例电炉生产45#钢33t*3支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢102t，钢铁料105t，其中铁水42t，出钢碳含量0.15%，加入碳粉1.5kg/t，石灰2kg/t，硅锰8kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.28%，先开大氩气，加入1.2kg碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰6kg/t，电石1.5kg/t，送电10分钟喂入铝线0.9kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰3kg/t，铝粒0.2kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持28分钟，扒去40%炉渣，温度1630℃，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间25min，真空处理过程，氩气流量前期为300NL/min，最后5分钟为30NL/min；真空处理结束，氩气流量30NL/min搅拌15min。钢水吊包浇铸过热度33℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度200mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率98.9%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.42%、Si：0.37%、Mn：0.60%、P：0.035%、S：0.030%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
实施例2
本实施例电炉生产45#钢30t*3支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢93t，钢铁料98t，其中铁水59t，出钢碳含量0.25%，加入碳粉1kg/t，石灰3kg/t，硅锰6kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.34%，先开大氩气，加入0.6kg/t碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰3kg/t，电石1.5kg/t，送电15分钟喂入铝线0.8kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰4kg/t，铝粒0.3kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持25分钟，温度1640℃，扒去50%炉渣，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间26min，真空处理过程，氩气流量前期为200NL/min，最后5分钟为40NL/min；真空处理结束，氩气流量20NL/min搅拌10min。钢水吊包浇铸过热度36℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度360mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率100%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.50%、Si：0.17%、Mn：0.50%、P：0.030%、S：0.020%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
实施例3
本实施例电炉生产45#钢50t*2支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢103t，钢铁料109t，其中铁水43.6t，出钢碳含量0.15%，加入碳粉15kg/t，石灰3kg/t，硅锰8kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.28%，先开大氩气，加入1.2kg/t碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰5kg/t，电石1kg/t，送电12分钟喂入铝线1.0kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰4kg/t，铝粒0.3kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持25分钟，温度1625℃，扒去45%炉渣，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间26min，真空处理过程，氩气流量前期为250NL/min，最后5分钟为60NL/min；真空处理结束，氩气流量20NL/min搅拌10min。钢水吊包浇铸过热度35℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度400mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率98.4%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.43%、Si：0.20%、Mn：0.80%、P：0.025%、S：0.010%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
实施例4
本实施例电炉生产45#钢45t*2支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢95t，钢铁料109t，其中铁水50t，出钢碳含量0.22%，加入碳粉1.2kg/t，石灰2.8kg/t，硅锰6.5kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.34%，先开大氩气，加入0.6kg/t碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰6kg/t，电石1.3kg/t，送电14分钟喂入铝线0.6kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰2kg/t，铝粒0.3kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持25分钟，温度1635℃，扒去50%炉渣，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间26min，真空处理过程，氩气流量前期为300NL/min，最后5分钟为50NL/min；真空处理结束，氩气流量20NL/min搅拌13min。钢水吊包浇铸过热度30℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度500mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率99.5%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.45%、Si：0.30%、Mn：0.70%、P：0.015%、S：0.020%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
实施例5
本实施例电炉生产45#钢48t*2支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢100t，钢铁料108t，其中铁水50t，出钢碳含量0.18%，加入碳粉1.5kg/t，石灰3kg/t，硅锰7.5kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.33%，先开大氩气，加入0.7kg/t碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰3kg/t，电石1.0kg/t，送电10分钟喂入铝线0.8kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰5kg/t，铝粒0.35kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持25分钟，温度1638℃，扒去30%炉渣，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间26min，真空处理过程，氩气流量前期为280NL/min，最后5分钟为40NL/min；真空处理结束，氩气流量30NL/min搅拌112min。钢水吊包浇铸过热度33℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度400mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率99.6%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.46%、Si：0.35%、Mn：0.67%、P：0.018%、S：0.014%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
实施例6
本实施例电炉生产45#钢43t*2支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢90t，钢铁料100t，其中铁水60t，出钢碳含量0.24%，加入碳粉1.2kg/t，石灰2.5kg/t，硅锰6.5kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.36%，先开大氩气，加入0.4kg/t碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰4.5kg/t，电石1.2kg/t，送电11分钟喂入铝线0.7kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰4kg/t，铝粒0.3kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持25分钟，温度1628℃，扒去35%炉渣，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间26min，真空处理过程，氩气流量前期为240NL/min，最后5分钟为35NL/min；真空处理结束，氩气流量25NL/min搅拌13min。钢水吊包浇铸过热度32℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度450mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率98.8%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.46%、Si：0.33%、Mn：0.56%、P：0.027%、S：0.010%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
实施例7
本实施例电炉生产45#钢50t*2支大型扁钢锭的方法包括EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）EAF炉初炼工序：计划出钢103t，钢铁料110t，其中铁水53t，出钢碳含量0.24%，加入碳粉1.4kg/t，石灰3.0kg/t，硅锰7.5kg/t。
（2）LF炉精炼工序：根据出钢后化验分析，钢中C：0.36%，先开大氩气，加入0.4kg/t碳粉，搅拌2分钟，送电加入石灰5kg/t，电石1kg/t，送电14分钟喂入铝线0.8kg/t，然后继续送电，加入陆续石灰3.5kg/t，铝粒0.25kg/t，取样分析，调整C、Si、Mn元素进入内控范围，白渣保持25分钟，温度1633℃，扒去45%炉渣，进入VD炉真空处理工序。
（3）VD炉真空处理工序：真空度≤66.7Pa以下下处理时间25min，真空处理过程，氩气流量前期为260NL/min，最后5分钟为40NL/min；真空处理结束，氩气流量25NL/min搅拌11min。钢水吊包浇铸过热度33℃。
本实施例45#钢成品钢板厚度350mm，探伤合标准合ASTM A578BM-2017 B级，探伤合格率98.4%。
本发明所述45#钢主要化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.45%、Si：0.31%、Mn：0.72%、P：0.025%、S：0.022%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明通过对EAF炉初炼炉配料、出钢条件、出钢物料加入控制、LF炉精炼、VD炉真空处理及模铸浇注温度控制，降低了脱氧剂消耗，有效的减少了钢中的气体夹杂物，浇铸的钢锭更加致密，提高了探伤合格率。
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 (8)

1.一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述方法包括所述方法包括EAF炉初炼炉钢铁料配料、出钢条件、出钢物料加入控制，LF炉精炼，VD炉真空处理及模铸浇注温度控制；
包括EAF炉初炼炉钢铁料配料铁水的控制；出钢时控制钢水碳含量；LF炉精炼先用增碳剂，再加适量渣料、脱氧剂，形成白渣保持足够的时间；VD炉真空处理控制真空保持时间及不同阶段的氩气流量；模铸浇注控制温度。
2.根据权利要求1所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述EAF炉初炼铁水占钢铁料的40%～60%，控制出钢前钢水0.15%≤C≤0.25%，并且随钢流加入碳粉1.0～1.5kg/t，加入时机是出钢开始到出钢30%之前加完，出钢20%～50%依次加入石灰2.0～3.0kg/t，硅锰合金5～8kg/t。
3.根据权利要求1所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述LF炉精炼工序，先根据出钢后钢水成分加入增碳剂碳粉，使钢水的碳含量达到0.40%，然后送电加入石灰3～6kg /t造渣及电石1.0～1.5kg/t钢脱氧剂脱氧，送电10～15分钟后喂入强脱氧剂铝线0.6～1.0kg/t脱氧，形成白渣后用电石0.2～0.5kg/t或铝粒0.2～0.4kg/t保持白渣，加入石灰2.0～4.0kg/t，LF石灰用量累计控制在8.0～11.0kg/t；白渣保持时间≥25min，调整成分C：0.42～0.44%、Si：0.20～0.25%、Mn：0.65～0.70%，温度达到1620～1640℃，LF精炼结束，倒出渣量30～50%，进入VD炉真空处理工序。
4.根据权利要求1所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述VD真空处理工序，真空度≤66.7Pa下处理时间≥25min，真空处理过程，氩气流量前期为200～300NL/min，最后5分钟为30～60NL/min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述VD真空处理工序，真空处理结束，氩气流量20～50NL/min，搅拌10～15min。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述模铸浇注工序，钢水浇注过热度30～36℃。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述方法浇铸的钢锭为重量30～50t的扁钢锭。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电炉生产45#大型扁钢锭的方法，其特征在于，所述45#钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.42～0.50%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.50～0.80%、P≤0.035%、S≤0.030%，其它为Fe和不可避免的杂质元素。
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