CN111826493A - Swrh82b钢及其冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢铁冶金领域，公开了一种SWRH82B钢及其冶炼方法，具体包括：在转炉内兑加质量百分比小于等于0.010％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比大于等于0.050％、钢液的温度为1660‑1700℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩及钢液脱氧合金化处理；小平台喂铝60‑100m；钢液到达LF炉后，添加活性石灰和石英砂；控制精炼渣碱度为2.0‑3.0；控制钢液的出站温度为1570‑1585℃；对钢液进行真空处理，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530‑1545℃；浇铸温度为1483‑1490℃。本发明提供的技术方案生产出的SWRH82B钢均质性及芯部致密性高。

Description

SWRH82B钢及其冶炼方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种SWRH82B钢及其冶炼方法。
背景技术
SWRH82B高碳盘条钢是生产预应力钢丝、预应力钢绞线、高强度钢丝和钢绳等金属制品的主要原料。其中以SWRH82B盘条为原材料制备的预应力钢绞线，在我国建筑行业获得推广应用，近年来的发展走势不断扩大。此外，该产品同时也被广泛应用于海洋工程、能源工程及水利工程等领域。产品表现出高强度、耐腐蚀、低松弛和高韧性等特点，由于其附加值大于同类线材产品，受到市场行业欢迎。
然而，目前的SWRH82B高碳盘条钢产品生产主要存在拉拔脆断的质量问题，其主要原因包括钢质问题、组织性能均匀性问题及尺寸精度问题。例如中心严重的溶质富集将导致产品产生马氏体及二次渗碳体等异常微观组织，严重影响拉拔性能，会导致拉拔断丝等问题，影响SWRH82B高碳盘条钢产品的质量稳定性及生产顺行性。
因此，亟待提供一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的SWRH82B钢拉拔性能差的问题，提供一种SWRH82B钢及其冶炼方法，利用该方法能够获得均质性及芯部致密性高的SWRH82B钢，为盘条轧制及钢绞线等产品拉拔生产奠定重要坯料质量基础。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种SWRH82B钢冶炼方法，该方法包括以下步骤：
(1)转炉半钢冶炼：在转炉内兑加质量百分比小于等于0.010％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比大于等于0.050％、钢液的温度为1660-1700℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩处理；出钢过程中对钢液脱氧合金化处理；出钢过程加活性石灰和萤石造渣；小平台喂入铝线60-100m；
(2)LF炉精炼：步骤(1)处理的钢液到达LF炉后，添加活性石灰和石英砂；控制精炼渣碱度为2.0-3.0；控制钢液的出站温度为1570-1585℃；
(3)RH真空处理：步骤(2)处理的钢液进站后，对钢液进行真空处理，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530-1545℃；
(4)连铸：对步骤(3)处理的钢液进行连铸，其中，浇铸温度为1483-1490℃，液相线温度为1465℃。
优选地，步骤(1)中所述出钢过程采用滑板挡渣控制出钢过程下渣量，并维持转炉下渣层厚度在80mm以内。
优选地，步骤(1)中所述脱氧合金化处理过程具体为加入硅铁300-500kg脱氧，在出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程中进行合金化。
优选地，步骤(1)中所述出钢过程中所述活性石灰添加量为400-500kg，所述萤石添加量为100kg。
优选地，步骤(2)中所述活性石灰添加量为200-400kg，所述石英砂添加量为120-240kg。
优选地，步骤(3)中所述真空处理保持真空度小于等于3mbar的处理时长不少于14分钟。
优选地，步骤(3)中所述成分微调是指在真空处理过程中添加金属元素锰和/或硅锰合金，对钢液合金元素锰、硅进行微调处理。
优选地，步骤(4)所述连铸过程中，结晶器冷却水量为1900-2100L/min，进出水温差为4.7-5.2℃；二冷比水量为0.60-0.65L/kg钢；结晶器电磁搅拌电流强度为300-350A，搅拌电流频率为3.0Hz，凝固末端电磁搅拌电流强度为50A，电流频率为5.0Hz。
优选地，步骤(4)所述连铸过程中，以连铸拉速为1.8-2.0m/min进行浇注。
为解决上述技术问题，本发明第二方面提供由上述任意一项所述的方法制备得到的SWRH82B钢。
本发明所述的技术方案，通过在转炉内兑加质量百分比小于等于0.010％的S进行吹炼，在钢液中C的质量百分比大于等于0.050％、钢液的温度为1660-1700℃时转炉出钢，出钢过程进行吹氩及钢液脱氧合金化处理，出钢过程造渣，小平台喂入铝线60-100m；钢液到达LF炉后，添加活性石灰和石英砂，控制精炼渣碱度为2.0-3.0，控制钢液的出站温度为1570-1585℃；RH真空处理：对钢液进行真空处理，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530-1545℃；连铸：浇铸温度为1483-1490℃，液相线温度为1465℃，从而生成SWRH82B钢。本发明提供的技术方案通过对冶炼工艺的控制，确保生产出的SWRH82B钢均质性及芯部致密性高。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种SWRH82B钢冶炼方法，该方法包括以下步骤：
(1)转炉半钢冶炼：在转炉内兑加质量百分比小于等于0.010％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比大于等于0.050％、钢液的温度为1660-1700℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩处理；出钢过程中对钢液脱氧合金化处理；出钢过程加活性石灰和萤石造渣；小平台喂入铝线60-100m；
(2)LF炉精炼：步骤(1)处理的钢液到达LF炉后，添加活性石灰和石英砂；控制精炼渣碱度为2.0-3.0；控制钢液的出站温度为1570-1585℃；
(3)RH真空处理：步骤(2)处理的钢液进站后，对钢液进行真空处理，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530-1545℃；
(4)连铸：对步骤(3)处理的钢液进行连铸，其中，浇铸温度为1483-1490℃，液相线温度为1465℃。
本发明所述的技术方案，通过在转炉内兑加质量百分比小于等于0.010％的S进行吹炼，在钢液中C的质量百分比大于等于0.050％、钢液的温度为1660-1700℃时转炉出钢，出钢过程进行吹氩及钢液脱氧合金化处理，出钢过程造渣，小平台喂入铝线60-100m；钢液到达LF炉后，添加活性石灰和石英砂，控制精炼渣碱度为2.0-3.0，控制钢液的出站温度为1570-1585℃；RH真空处理：对钢液进行真空处理，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530-1545℃；连铸：浇铸温度为1483-1490℃，液相线温度为1465℃，从而生成SWRH82B钢。本发明提供的技术方案通过对冶炼工艺的控制，确保生产出的SWRH82B钢均质性及芯部致密性高。
具体地，所述出钢过程采用滑板挡渣控制出钢过程下渣量，并维持转炉下渣层厚度在80mm以内，该种挡渣方式能够避免钢包下渣过多，从而影响钢水成分及产量。
所述脱氧合金化处理过程具体为加入硅铁300-500kg脱氧，在出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程中进行合金化。通过向钢水中加入300-500kg的脱氧物质硅铁，使之与氧发生反应，生成不溶于钢水的脱氧产物，并从钢水中上浮进入渣中，使得钢中氧含量得以达到所炼钢种的要求；合金化是为了调整钢中合金元素含量达到所炼钢种规格的成分范围，向钢水中加入所需的铁合金或金属的操作，在出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程中进行合金化，能够确保生产出的SWRH82B钢均质性及芯部致密性高。
所述出钢过程中所述活性石灰添加量为400-500kg，所述萤石添加量为100kg。出钢过程中通过添加400-500kg的活性石灰及100kg的萤石造渣，能够对钢液进行改性，达到脱氧及调节炉渣成分的作用。当然，具体活性石灰的添加量不限，可根据出钢过程的钢液状态调整，只要在此区间范围内且能够实现脱氧及调节炉渣成分的作用即可。
通过小平台喂入铝线60-100m以控制氧活度，具体铝线数值可以灵活取用，只要能实现合理控制氧活度即可。
在钢液到达LF炉(钢包精炼炉)进行精炼前，添加活性石灰和石英砂，具体地，所述活性石灰添加量为200-400kg，所述石英砂添加量为120-240kg。通过在钢液中添加活性石灰和石英砂，以有效吸收钢中的夹杂物，控制夹杂物的形态，从而达到脱硫、脱氧甚至脱氮的目的。
所述真空处理保持真空度小于等于3mbar的处理时长不少于14分钟。通过对RH真空处理(钢液真空循环处理)中真空度及处理时间的控制，能够有效促进有害气体的脱除及非金属夹杂物的去除。
所述成分微调是指在真空处理过程中添加金属元素锰和/或硅锰合金，对钢液合金元素锰、硅进行微调处理，以便合金成分到达目标要求。
所述连铸过程中，结晶器冷却水量为1900-2100L/min，进出水温差为4.7-5.2℃，通过设定合理的结晶器冷却水量及进出水温差，能够保证结晶器段形成特定厚度的坯壳。
设定二冷比水量为0.60-0.65L/kg钢，能够促进凝固前沿不断向铸坯中心推进。
本实施方案中，结晶器电磁搅拌电流强度为300-350A，搅拌电流频率为3.0Hz，凝固末端电磁搅拌电流强度为50A，电流频率为5.0Hz。通过对电磁搅拌中结晶器段及凝固末端电流强度与电流频率的控制，有效促进了中心区域钢液溶质再均匀，从而改善铸坯中心偏析问题。
所述连铸过程中，以连铸拉速为1.8-2.0m/min进行浇注。需要说明的是，连铸过程的拉速需根据铸坯断面尺寸及炉机型号选择，具体取值在此不作限定。
本发明第二方面提供一种SWRH82B钢，所述SWRH82B钢通过执行如上述SWRH82B钢冶炼方法的步骤得到，所述SWRH82B钢具备的效果与SWRH82B钢冶炼方法的效果一致，在此不作赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
本实施例是某炼钢厂采用本技术发明的方法生产160mm×160mm断面SWRH82B高碳硬线钢连铸小方坯。
执行的工艺技术流程为：
(1)转炉半钢冶炼：在转炉内兑加质量百分比等于0.010％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比等于0.050％、钢液的温度为1660℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩处理；采用滑板挡渣严格控制出钢过程下渣量，保证转炉下渣层厚度为75mm；加入硅铁300kg脱氧；出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程进行合金化；出钢过程加400kg活性石灰和100kg萤石造渣；小平台喂入铝线100m；
(2)LF炉精炼：步骤(1)中的钢液到达LF炉后，添加200kg的活性石灰和120kg的石英砂；控制精炼渣碱度为2.0；控制钢液的出站温度为1578℃；
(3)RH真空处理：步骤(2)中的钢液进站后，对钢液进行真空处理，保证真空度小于等于3mbar下处理时间为14.5分钟，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1545℃；
(4)连铸：对步骤(3)处理的钢液进行连铸，其中，浇铸温度为1483-1490℃，液相线温度为1465℃，结晶器冷却水量为1900L/min，进出水温差为5.2℃；二冷比水量为0.62L/kg钢；结晶器电磁搅拌电流强度为300A，搅拌电流频率为3.0Hz，凝固末端电磁搅拌电流强度为50A，电流频率为5.0Hz；连铸拉速为1.8-1.9m/min。
本发明除上述关键技术点必须按要求执行实施外，需要其他连铸系统工艺按常规执行配合实施。
通过对本实施例的试验铸坯进行钻样偏析化学检验，能够得出结论：Φ4mm尺度条件下，铸坯横断面C元素偏析度为0.97-1.04；中心疏松为0.5级，中心缩孔为0级。
实施例2
本实施例是某炼钢厂采用本技术发明的方法生产160mm×160mm断面SWRH82B高碳硬线钢连铸小方坯。
执行的工艺技术流程为：
(1)转炉半钢冶炼：在转炉内兑加质量百分比等于0.040％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比等于0.070％、钢液的温度为1683℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩处理；采用滑板挡渣严格控制出钢过程下渣量，保证转炉下渣层厚度为79mm；加入硅铁500kg脱氧；出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程进行合金化；出钢过程加500kg活性石灰和100kg萤石造渣；小平台喂入铝线85m；
(2)LF炉精炼：步骤(1)中的钢液到达LF炉后，添加400kg的活性石灰和240kg的石英砂；控制精炼渣碱度为2.4；控制钢液的出站温度为1570℃；
(3)RH真空处理：步骤(2)中的钢液进站后，对钢液进行真空处理，保证真空度小于等于3mbar下处理时间为15分钟，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1535℃；
(4)连铸：对步骤(3)处理的钢液进行连铸，其中，浇铸温度为1484-1490℃，液相线温度为1465℃，结晶器冷却水量为2000L/min，进出水温差为5.0℃；二冷比水量为0.62L/kg钢；结晶器电磁搅拌电流强度为350A，搅拌电流频率为3.0Hz，凝固末端电磁搅拌电流强度为50A，电流频率为5.0Hz；连铸拉速为1.9-2.0m/min。
本发明除上述关键技术点必须按要求执行实施外，需要其他连铸系统工艺按常规执行配合实施。
通过对本实施例的试验铸坯进行钻样偏析化学检验，能够得出结论：Φ4mm尺度条件下，铸坯横断面C元素偏析度为0.98-1.04；中心疏松为0.5级，中心缩孔为0级且比例达92.1％。
实施例3
本实施例是某炼钢厂采用本技术发明的方法生产160mm×160mm断面SWRH82B高碳硬线钢连铸小方坯。
执行的工艺技术流程为：
(1)转炉半钢冶炼：在转炉内兑加质量百分比等于0.070％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比等于0.060％、钢液的温度为1690℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩处理；采用滑板挡渣严格控制出钢过程下渣量，保证转炉下渣层厚度为73mm；加入硅铁400kg脱氧；出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程进行合金化；出钢过程加450kg活性石灰和100kg萤石造渣；小平台喂入铝线60m；
(2)LF炉精炼：步骤(1)中的钢液到达LF炉后，添加300kg的活性石灰和180kg的石英砂；控制精炼渣碱度为3.0；控制钢液的出站温度为1585℃；
(3)RH真空处理：步骤(2)中的钢液进站后，对钢液进行真空处理，保证真空度小于等于3mbar下处理时间为14.2分钟，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530℃；
(4)连铸：对步骤(3)处理的钢液进行连铸，其中，浇铸温度为1480-1487℃，液相线温度为1465℃，结晶器冷却水量为2100L/min，进出水温差为4.7℃；二冷比水量为0.65L/kg钢；结晶器电磁搅拌电流强度为320A，搅拌电流频率为3.0Hz，凝固末端电磁搅拌电流强度为50A，电流频率为5.0Hz；连铸拉速为1.8-2.0m/min。
本发明除上述关键技术点必须按要求执行实施外，需要其他连铸系统工艺按常规执行配合实施。
通过对本实施例的试验铸坯进行钻样偏析化学检验，能够得出结论：Φ4mm尺度条件下，铸坯横断面C元素偏析度为0.97-1.03；中心疏松为0.5级且比例达94.3％，中心缩孔为0级且比例达87.9％。
上述实施例说明，通过采用本技术发明后，能够确保实现半钢转炉冶炼生产SWRH82B钢的连铸生产，实现铸坯高均质度控制且保证铸坯心部高致密。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)转炉半钢冶炼：在转炉内兑加质量百分比小于等于0.010％的S进行吹炼；当钢液中C的质量百分比大于等于0.050％、钢液的温度为1660-1700℃时，转炉出钢；出钢过程进行吹氩处理；出钢过程中对钢液脱氧合金化处理；出钢过程加活性石灰和萤石造渣；小平台喂入铝线60-100m；
(2)LF炉精炼：步骤(1)处理的钢液到达LF炉后，添加活性石灰和石英砂；控制精炼渣碱度为2.0-3.0；控制钢液的出站温度为1570-1585℃；
(3)RH真空处理：步骤(2)处理的钢液进站后，对钢液进行真空处理，并进行合金成分微调，出站，控制出站温度为1530-1545℃；
(4)连铸：对步骤(3)处理的钢液进行连铸，其中，浇铸温度为1483-1490℃，液相线温度为1465℃。
2.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中所述出钢过程采用滑板挡渣控制出钢过程下渣量，并维持转炉下渣层厚度在80mm以内。
3.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中所述脱氧合金化处理过程具体为加入硅铁300-500kg脱氧，在出钢量达到转炉钢水总量的1/3-2/3过程中进行合金化。
4.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中所述出钢过程中所述活性石灰添加量为400-500kg，所述萤石添加量为100kg。
5.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中所述活性石灰添加量为200-400kg，所述石英砂添加量为120-240kg。
6.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空处理保持真空度小于等于3mbar的处理时长不少于14分钟。
7.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(3)中所述成分微调是指在真空处理过程中添加金属元素锰和/或硅锰合金，对钢液合金元素锰、硅进行微调处理。
8.根据权利要求1所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(4)所述连铸过程中，结晶器冷却水量为1900-2100L/min，进出水温差为4.7-5.2℃；二冷比水量为0.60-0.65L/kg钢；结晶器电磁搅拌电流强度为300-350A，搅拌电流频率为3.0Hz，凝固末端电磁搅拌电流强度为50A，电流频率为5.0Hz。
9.根据权利要求8所述的SWRH82B钢冶炼方法，其特征在于，步骤(4)所述连铸过程中，以连铸拉速为1.8-2.0m/min进行浇注。
10.由权利要求1-9中任意一项所述的方法制备得到的SWRH82B钢。
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