CN112501388B

CN112501388B - 一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法

Info

Publication number: CN112501388B
Application number: CN202011240227.5A
Authority: CN
Inventors: 邢维义; 陈晨; 吕志勇; 殷东明; 张宏亮; 李鹏
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2040-11-09
Also published as: CN112501388A

Abstract

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法。具体包括：1)铁水预处理，2)脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷，3)LF工序：3.1)开启底吹氩，氩气流量不低于60m³/h，3.2)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，3.3)升温5～20min后倒扒渣工序，3.4)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，3.5)吹氩搅拌5～15min改质，3.6)测温取样，3.7)首罐参考搬出温度1625～1630℃，3.8)进行测温取样搬出，搬出取渣样，4)RH脱氢。利用现有工艺技术条件，通过工艺控制，实现高镍超低磷钢的稳定控制，并能够增加高镍含量的超低磷钢种的连浇罐次。

Description

一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法。

背景技术

P和其它元素在晶界偏聚能够造成钢的脆性敏感，是导致钢冷脆性的最关键元素。因高镍含量超低磷钢(例如9Ni钢)要求在-196℃的条件下能够储存液态气体，对钢的冷脆性要求更是严格，基本上是不允许出现钢的冷脆性，因此这些钢种基本都要求[P]≤0.005％，最好[P]≤0.003％。此外，钢中非金属夹杂物是钢的主要破坏源，对钢材的疲劳强度、加工性能、延性、韧性、焊接性能、抗HIC性能、耐腐蚀性能等均有显著的不良影响，高镍超低磷钢作为低温压力容器钢，对低夹杂物含量的要求极高。

国内目前生产高镍含量超低磷钢的方法各个钢厂不尽相同，国内一些代表钢厂采用的冶炼方法是转炉“多渣法”(也就是多次倒渣的双渣法)工艺，即冶炼过程多次倒炉放渣然后造渣的转炉冶炼方法，这种方法冶炼过程控制不稳定，冶炼时间长，温度损失大，钢铁料消耗高，转炉出钢末期剩钢严重，钢种冶炼成功率偏低等一系列缺点。另一些代表钢厂则是采用正常转炉冶炼，转炉终点磷基本都在0.005-0.008％之间，沸腾出钢，出钢过程加入1-2吨白灰，利用钢水的高碱度、强氧化性气氛在出钢时继续对钢水进行脱磷，在出钢末期剩钢抬炉，炉后加入脱磷剂大气量搅拌脱磷，进LF炉继续进行加白灰强搅拌脱磷，这样钢水磷能够脱到0.002％左右，然后通过钢水扒渣，再进LF进行钢水改质深脱硫处理，这样在入RH时钢水磷含量基本在0.004％左右，成品在0.005％左右，这样做的缺点非常明显，首先基本是利用后道工序进行持续深脱磷，脱除的磷都在炉渣中，加上转炉带渣，如果钢水扒渣不净，在炉渣改质后容易回磷导致钢水磷超标；其次处理周期太长，加热幅度过大，对生产组织以及耐材的侵蚀都有重大的不利影响，此外，处理时间长，加热时间长容易造成钢水污染严重，钢坯纯净度差。还有一些钢厂采用大渣量的双联法进行冶炼，但是为了确保脱磷且合金加入量大，转炉温度控制非常低，基本上转炉出钢的终点温度都在1500℃左右，且为保证脱磷效果，终点氧值相对较高，这种冶炼工艺不仅对炉衬侵害严重，而且由于温度的严重偏低，在工艺流程上被迫采用二次进LF升温(即钢水扒渣前先进LF两次或多次升温(一次升温10分钟不够)，再进行钢水扒渣，然后再进入LF大幅度升温的情况)。由于工艺操作具体情况的限制，国内绝大部分钢厂对于此类钢种的冶炼每浇次基本都不超过2罐。

CN201510033944.3公开了“一种高镍含量超低磷钢冶炼工艺方法”，只涵盖了转炉冶炼方法，无钢水扒渣以及精炼控制工艺。

发明内容

为了克服现有技术的不足，一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法，利用现有工艺技术条件，通过工艺控制，实现高镍超低磷钢的稳定控制，并能够增加高镍含量的超低磷钢种的连浇罐次。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法，工艺路线：铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→RH真空炉→铸机，具体包括如下步骤：

1)铁水预处理，要求铁水脱硫后[S]≤0.002％，脱硫后渣要彻底扒净；

2)脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷；

脱磷炉双渣操作，氧气开吹流量设定50000～55000Nm³/h，氧枪工作氧压不低于0.9Mpa，过程枪位200～300cm，吹氧4～5min炉渣活跃时抬枪放渣，氧累达到6300-6500Nm³抬枪出钢。

脱磷后半钢增碳包括，钢水兑入转炉，随废钢加入6～12kg/t增碳剂。

氧气开吹流量设定50000～55000Nm³/h，氧枪工作氧压不低于0.9Mpa,过程枪位220～330cm，氧累达到9000～10000Nm³抬枪出钢。

3)LF工序；

3.1)钢水罐座到钢车后，开启底吹氩，氩气流量不低于60m³/h，吹开面积大于钢液面面积1/2，否则接事故氩；

3.2)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，分1～2批初调顶渣，每批白灰加入300～800Kg，白灰：助熔渣不高于4:1，搅拌2～3min进行升温；

3.3)升温5～20min后倒扒渣工序，进行扒渣作业，保证钢液面90％以上裸露，扒渣后进LF处理；

3.4)按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，分1～2批初调顶渣，每批白灰加入300～800Kg，白灰：助熔渣不高于4:1，搅拌2～3min升温；

渣料加入结束加铝脱氧，0.3～0.6kg或目标铝质量分数0.06％～0.08％，升温过程分批次加入渣料，白灰加入总量3～4吨；

升温过程中，加入部分硅铁，根据氩站Si成分，加入至目标含量，参与脱硫；

升温2～3次后搅拌1～3min测温取样，温度达到1590℃～1610℃进行搅拌改质脱硫；

3.5)升温结束，氩气流量不低于60m³/h，吹氩搅拌5～15min改质，改质过程中根据进站样进行合金化；

3.6)改质结束，测温取样，确认钢中硫的质量分数小于等于0.0010％，调整碳、硅、锰、铝含量，满足内控要求，避免RH补加合金；

3.7)首罐参考搬出温度1625～1630℃，连浇参考搬出温度1605℃～1610℃，对于Ni含量过高罐次，提高搬出温度10～20℃，减少RH废钢加入量；

3.8)净吹氩10～30min，进行测温取样搬出，搬出取渣样；

4)RH脱氢，保证净循环时间15～40min；RH搬出成分含量：P质量分数小于等于0.005％，S质量分数小于等于0.001％，Ni质量分数大于等于5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→钢水扒渣→LF炉→RH真空炉→铸机的工艺控制方式实现了高镍超低磷钢的稳定控制；

2、通过对硫、磷、氧元素的控制，配合钢水扒渣，以及LF物理升温的方式，降低了夹杂物水平，提高了高镍超低磷钢的洁净度；

3、按照冶炼高镍超低磷钢，铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→钢水扒渣→LF炉→RH真空炉→铸机的冶炼工艺，给出各工序以及传隔时间列车时刻表，由调度室按时间节点组织生产，确保了稳定的供钢节奏，实现了单浇次冶炼罐数的提高。

具体实施方式

本发明公开了一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

实施例：

一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法，具体包括：

1、工艺路线：铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→RH真空炉→铸机；

2、铁水脱硫，脱后硫元素的质量分数为0.0010％，要求铁水脱硫后[S]≤0.002％，脱硫后渣要彻底扒净；

3、转炉的操作技术为脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷冶炼；

3.1脱磷炉双渣操作，氧气开吹流量设定52000Nm³/h，氧枪工作氧压0.9Mpa,过程枪位200～300cm，吹氧4～5min炉渣活跃时抬枪放渣，氧累达到6400Nm³抬枪出钢。

3.2脱磷后半钢增碳，钢水兑入转炉，随废钢加入8kg/t增碳剂。

3.3氧气开吹流量设定52000Nm³/h，氧枪工作氧压0.9Mpa,过程枪位220～330cm，氧累达到9500Nm³抬枪出钢；出钢温度1600℃，出钢氧元素的质量分数为0.05％；

4、LF工序；

4.1钢水罐座到钢车后，进行手动吹氩操作，氩气流量100Nm³/h；

4.2按照先加助熔渣后加白灰的原则，分2批每批白灰加入600Kg初调顶渣，白灰：助熔渣＝4:1。搅拌2min进行升温；

4.3升温10min后倒扒渣工序，进行扒渣作业，保证钢液面90％以上裸露，扒渣后进LF处理；

4.4按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，分2批初调顶渣，每批白灰加入500Kg，白灰：助熔渣为4:1，搅拌2min升温。渣料加入结束加铝线段0.4kg/t脱氧。升温过程分批次加入渣料，白灰加入总量3.5吨。升温过程中，加入硅铁2.5kg/t(根据氩站Si成分)参与脱硫。升温2次后搅拌3min测温取样，温度达到1600℃进行搅拌改质脱硫；

4.5升温结束，氩气流量100m³/h，吹氩搅拌10min改质，改质过程中根据进站样进行合金化。

4.6改质结束，进行测温取样，钢水中硫的质量分数0.0010％。碳、硅、锰、铝含量满足内控要求，避免RH补加合金；

4.7搬出温度1625℃，对于Ni含量过高罐次，可适当提高搬出温度，尽量减少RH废钢加入量；

4.8净吹氩30min，进行测温取样搬出，搬出取渣样；

5、RH脱氢，保证净循环时间25min；RH搬出成分含量：P质量分数为0.004％，S质量分数为0.001％，Ni质量分数为9.1％。

本发明利用现有工艺技术条件，通过工艺控制，实现高镍超低磷钢的稳定控制，并能够增加高镍含量的超低磷钢种的连浇罐次。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法，工艺路线：铁水预处理→脱磷炉→脱碳炉→LF炉→RH真空炉→铸机，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）铁水预处理，要求铁水脱硫后[S]≤0.002％，脱硫后渣要彻底扒净；

2）脱磷炉双渣+脱磷后半钢增碳+脱碳炉高效脱磷；

脱磷炉双渣操作，氧气开吹流量设定50000~55000Nm³/h，氧枪工作氧压不低于0.9Mpa，过程枪位200～300cm，吹氧 4～5min炉渣活跃时抬枪放渣，氧累达到6300-6500Nm³抬枪出钢；

脱磷后半钢增碳，钢水兑入转炉，随废钢加入6~12kg/t增碳剂；

氧气开吹流量设定50000~55000Nm³/h，氧枪工作氧压不低于0.9Mpa,过程枪位220～330cm，氧累达到9000~10000Nm³抬枪出钢；

3）LF工序；

3.1）钢水罐座到钢车后，开启底吹氩，氩气流量不低于60m³/h，吹开面积大于钢液面面积1/2，否则接事故氩；

3.2）按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，分 1~2 批初调顶渣，每批白灰加入300~800Kg，白灰：助熔渣不高于4:1，搅拌 2~3min 进行升温；

3.3）升温5~20min后倒扒渣工序，进行扒渣作业，保证钢液面 90%以上裸露，扒渣后进LF 处理；

3.4）按照先加助熔渣后加白灰的原则加入渣料，分 1~2 批初调顶渣，每批白灰加入300~800Kg，白灰：助熔渣不高于4:1，搅拌 2~3min 升温；

渣料加入结束加铝脱氧，铝的加入量为0.3~0.6kg/t或目标铝质量分数0.06%~0.08%，升温过程分批次加入渣料，白灰加入总量 3~4 吨；

升温过程中，加入部分硅铁，根据氩站 Si 成分，加入至目标含量，参与脱硫；

升温 2~3 次后搅拌 1~3min 测温取样，温度达到 1590℃~1610℃进行搅拌改质脱硫；

3.5）升温结束，氩气流量不低于60m³/h，吹氩搅拌5~15min改质，改质过程中根据进站样进行合金化；

3.6）改质结束，测温取样，确认钢中硫的质量分数小于等于0.0010%，调整碳、硅、锰、铝含量，满足内控要求，避免RH补加合金；

3.7）首罐参考搬出温度 1625~1630℃，连浇参考搬出温度1605℃~1610℃，对于Ni含量过高罐次，提高搬出温度10~20℃，减少RH废钢加入量；

3.8）净吹氩10~30min，进行测温取样搬出，搬出取渣样；

4）RH脱氢，保证净循环时间 15~40min。

2.根据权利要求1所述的一种提高高镍超低磷钢钢水纯净度的方法，其特征在于，步骤4）还包括RH搬出成分含量：P质量分数小于等于0.005%，S质量分数小于等于0.001%，Ni质量分数大于等于5%。