CN113186458A - 一种冷镦用中碳铝镇静钢及其冶炼方法 - Google Patents

一种冷镦用中碳铝镇静钢及其冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冷镦用中碳铝镇静钢及其冶炼方法，包括铸坯生产和衔接炉次处置，通过控制带入精炼渣中的SiO2含量来提高LF碱度，提升精炼钢水纯净度，通过改进并调整方坯操作，弥补保护浇注系统不足，实现铝镇静钢顺利生产和铸坯质量稳定控制。

Description

一种冷镦用中碳铝镇静钢及其冶炼方法
技术领域
本发明属于冶炼技术领域，涉及一种冷镦用中碳铝镇静钢及其冶炼方法。
背景技术
冷镦用铝镇静钢SWRCH35K执行JIS G 3057标准，标准中对钢水成分没有铝含量要求，由于SWRCH35K加工过程中冷镦变性量70％左右，且承受很大的变形速度，对铸坯质量要求较高，另外，由于铝与钢液中的氮结合能够形成氮化铝质点，阻碍晶粒长大，起到细化晶粒作用，细晶粒钢在冷镦过程中能弱化加工硬化、提高变性能力，因此，钢体SWRCH35K铸坯中需要200PPm～500PPm的铝，因方坯中包孔隙较多，保护浇注效果较差，造成方坯铝镇静钢浇注难度比板坯大，需要调整方坯操作、改进冶炼工艺提升钢水纯净度，来弥补保护浇注系统不足，实现铝镇静钢SWRCH35K顺利生产和铸坯质量稳定控制。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种冷镦用中碳铝镇静钢及其冶炼方法，解决了现有技术中方坯中包孔隙较多，保护浇注效果较差的问题。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种冷镦用中碳铝镇静钢的冶炼方法，包括铸坯生产和衔接炉次处置，所述铸坯生产包括如下步骤：
a.铁水预处理：高炉铁水经脱硫处理、混铁炉混铁后，使入转炉铁水S≤0.040％；
b.转炉冶炼：采用双渣法冶炼，50吨顶吹转炉吹炼枪位800mm～850mm、工作氧压0.85MPa～0.95MPa，前期渣碱度1.5～2.0，吹炼至3min～5min倒渣；二次吹炼降枪至1000mm，按碱度3.0～3.5一次性加入石灰，终点采用高拉补吹法，吹炼终点氧枪降至最低枪位深吹45s～60s后倒炉，按照氧枪下至吹炼枪位后,每秒钟降碳0.01％进行补吹，使转炉终点成分如下C：0.20％～0.30％、P≤0.010％、S≤0.025％，出钢温度1570℃～1600℃；
c.转炉出钢：先加4kg/t钢包合成渣进行渣洗，后配加碳粉增碳、配加硅锰和铝锰铁2.2kg/t～2.4kg/t进行脱氧合金化，使钢水成分如下C：0.27％～0.32％、Si≤0.10％、Mn：0.59％～0.69％、P≤0.012％、S≤0.025％；
d.吹氩站：钢水到吹氩站，向包内手动投入1kg/t钢渣改质剂调渣，其中，所述钢渣改质剂包括MAl：38％～44％、Al2O3：22％～28％、CaO：28％～34％，吹氩3～4分钟后，加入低碳低硅覆盖剂出站；
e.精炼：①钢水至精炼位，吹氩流量调至10m3/h～20m3/h，向钢包渣面投入0.6kg/t～1kg/t钢渣改质剂进行渣面脱氧；②将喂线速度调至3.5m/s～4m/s,按LF出站Alt：0.0250％～0.0500％目标，一次喂入铝线3.6～4m/t；③先采用14000A～15000A供电升温1.5min～2min，而后采用25000A～26000A供电、并将吹氩流量调至20m3/h～40m3/h；过程中分2批加入石灰，第一批加入5kg/t～6kg/t石灰、第二批加入2kg/t～3kg/t石灰造渣；一次升温20min～25min,使LF一次取样温度达到1590℃～1620℃；④二次升温、调渣，将成分调整到C：
0.33％～0.36％、Si：0.15％～0.25％、Mn：0.65％～0.75％、P≤0.015％、S≤0.008％；⑤将喂线速度调至3m/s～3.5m/s,喂入3.2m/t～3.6m/t金属钙铝线，使精炼出站钙含量为0.0040％～0.0075％；⑥将吹氩流量调至2m3/h～5m3/h，软吹5min～10min后，将LF出站温度调整到1560℃—1585℃，加入低碳低硅覆盖剂出站；
f.连铸：方坯中包使用挡墙中包，中包覆盖剂使用低碳低硅覆盖剂、保护渣使用中碳冷镦钢专用保护渣，在中包液面达到290～310mm时加入0.8kg/t～1.2kg/t低碳低硅覆盖剂，从衔接炉次开始，始终打开位于中包与包盖之间布设的氩气管路，进行中包吹氩，中间包开浇后,中间包液面控制在650mm～750mm，连浇温度为1510℃～1530℃、中包拉速为1.8m/min～2.0m/min。
进一步地，所述衔接炉次处置包括衔接炉次精炼操作和衔接炉次连铸操作，其中，所述衔接炉次精炼操作包括如下步骤：
a.衔接钢水至精炼位，吹氩流量调至5m3/h～15m3/h，向钢包渣面投入0.6kg/t～1kg/t小粒硅铁进行渣面脱氧；
b.先采用14000A～15000A供电升温3min～4min，而后采用25000A～26000A供电、并将吹氩流量调至20m3/h～40m3/h，过程中分两批加入渣料，第一批加入5kg/t～6kg/t石灰和1kg/t～2kg/t萤石、第二批加入2kg/t～3kg/t石灰造渣；
c.控制二次升温时间，使温度较正常炉次高10℃～15℃，成分调整后定氧，若氧含量＞20PPm,则向包内手动投入1kg/t钢渣改质剂继续进行渣面脱氧；
d.将吹氩流量调至2m3/h～5m3/h，软吹6min～12min，将出站温度调整至高出正常炉次出站温度10℃～15℃出站。
所述衔接炉次连铸操作包括如下步骤：
a.安装上注流保护套管后，打开滑动水口；
b.在中包液面达到300mm左右时，加入0.8kg/t～1.2kg/t低碳低硅覆盖剂，并打开位于中包与包盖之间敷设的氩气管路，开始中包吹氩；
c.浇注过程根据中包温度调整拉速，拉速调整幅度＜0.2m/min、拉速调整间隔时间＞30s，二冷采用相应钢种的自动配水模式。
进一步地，所述冷镦用中碳铝镇静钢按重量百分比其成分为：C：0.33％～0.36％、Si：0.15％～0.25％、Mn：0.65％～0.75％、P≤0.015％、S≤0.008％，余量是Fe和不可避免的杂质。
本发明的有益效果在于：
本发明通过控制带入精炼渣中的SiO2含量来提高LF碱度，提升精炼钢水纯净度，通过改进并调整方坯操作，弥补保护浇注系统不足，实现中碳铝镇静钢顺利生产和铸坯质量稳定控制。
具体实施方式
下面结合实施方法对本发明的技术方案进行相关说明。
实施例1
将本发明运用于冷镦用中碳铝镇静钢SWRCH35K的冶炼过程，包括铸坯生产和衔接炉次处置，其中，铸坯生产包括如下步骤：
a.铁水预处理：高炉铁水经脱硫处理、混铁炉混铁后，入转炉铁水S：0.036％；
b.转炉冶炼：转炉采用双渣法冶炼，转炉终点：C：0.20％、Mn：0.19％、P：0.008％、S：0.019％。出钢温度：1584℃。
c.转炉出钢：出钢过程中加200kg钢包合成渣进行渣洗，转炉出钢过程配加硅锰320kg和110kg铝锰铁脱氧合金化，出站吹氩站钢水成分C：0.20％、Si：0.07％、Mn：0.65％、P：0.011％、S：0.019％；
d.吹氩站：钢水开到吹氩站，液面吹开后，向包内手动投入50kg钢渣改质剂调渣，吹氩3分钟后，加入30kg低碳低硅覆盖剂出站；
e.精炼：①进LF后，一次喂入180m铝线，而后下电极升温，下电极前及升温过程中累计加入400kg冶金石灰，LF一次取样温度1593℃，②喂入170m金属钙铝线进行钙处理，精炼出站钙含量0.0071％，③精炼出站成分C：0.33％、Si：0.16％、Mn：0.71％、P：0.011％、S：0.005％、Alt：0.0330％，④钢水软吹7min，LF出站温度1580℃，加入40kg低碳低硅覆盖剂出站；
f.连铸：方坯中包使用挡墙中包，中包上水口内径为Φ28mm，浸入式水口内径为Φ30mm，使用50kg低碳低硅覆盖剂、使用中碳冷镦钢专用保护渣，始终打开位于中包与包盖之间布设的氩气管路，进行中包吹氩，中间包开浇后,中间包液面控制在650mm～750mm，连浇温度为1510℃～1530℃、中包拉速为1.8m/min。
本实施例中，炼钢工序生产数据见下表：
Figure BDA0003007217630000051
Figure BDA0003007217630000052
Figure BDA0003007217630000061
本实施例中，精炼工序生产数据见下表：
Figure BDA0003007217630000062
Figure BDA0003007217630000063
本实施例中，连铸工序生产数据见下表：
Figure BDA0003007217630000064
本实施例中，铸坯低倍检测见下表：
炉号 中心疏松 中心偏析 缩孔 角部裂纹 皮下裂纹 中间裂纹 中心裂纹 皮下气泡 非金属夹杂
例1 1.0 0.5 0 0 0 0 0.5 0 0
实施例2
将本发明运用于冷镦用中碳铝镇静钢SWRCH35K的冶炼过程，包括铸坯生产和衔接炉次处置，其中，铸坯生产包括如下步骤：
a.铁水预处理：高炉铁水经脱硫处理、混铁炉混铁后，使入转炉铁水S≤0.026％；
b.转炉冶炼：转炉采用双渣法冶炼，转炉终点：C：0.24％、Mn：0.16％、P：0.005％、S：0.015％，出钢温度：1600℃；
c.转炉出钢：出钢过程中加200kg钢包合成渣进行渣洗，转炉出钢过程配加硅锰300kg和110kg铝锰铁脱氧合金化，出吹氩站钢水成分C：0.30％、Si：0.09％、Mn：0.59％、P：0.011％、S：0.014％；
d.吹氩站：钢水开到吹氩站，液面吹开后，向包内手动投入50kg钢渣改质剂调渣，吹氩3分钟后，加入30kg低碳低硅覆盖剂出站；
e.精炼：①进LF后，一次喂入180m铝线，而后下电极升温，下电极前及升温过程中累计加入360kg冶金石灰，LF一次取样温度1596℃，②喂入160m金属钙铝线进行钙处理，精炼出站钙含量0.0054％，③精炼出站成分C：0.35％、Si：0.20％、Mn：0.67％、P：0.011％、S：0.003％、Alt：0.0430％，④钢水软吹8min，LF出站温度1579℃，加入40kg低碳低硅覆盖剂出站；
f.连铸：方坯中包使用挡墙中包，中包上水口内径为Φ28mm，浸入式水口内径为Φ30mm，使用60kg低碳低硅覆盖剂、使用中碳冷镦钢专用保护渣，始终打开位于中包与包盖之间布设的氩气管路，进行中包吹氩，中间包开浇后,中间包液面控制在650mm～750mm，连浇温度为1510℃～1530℃、中包拉速为1.8m/min。
本实施例中，炼钢工序生产数据见下表：
Figure BDA0003007217630000071
Figure BDA0003007217630000072
本实施例中，精炼工序生产数据见下表：
Figure BDA0003007217630000073
Figure BDA0003007217630000074
本实施例中，连铸工序生产数据见下表：
Figure BDA0003007217630000081
本实施例中，铸坯低倍检测见下表：
炉号 中心疏松 中心偏析 缩孔 角部裂纹 皮下裂纹 中间裂纹 中心裂纹 皮下气泡 非金属夹杂
例2 1.0 0.5 0 0 0 0.5 0.5 0 0

Claims (3)

1.一种冷镦用中碳铝镇静钢的冶炼方法，包括铸坯生产和衔接炉次处置，所述铸坯生产包括如下步骤：
a.铁水预处理：高炉铁水经脱硫处理、混铁炉混铁后，使入转炉铁水S≤0.040％；
b.转炉冶炼：采用双渣法冶炼，50吨顶吹转炉吹炼枪位800mm～850mm、工作氧压0.85MPa～0.95MPa，前期渣碱度1.5～2.0，吹炼至3min～5min倒渣，二次吹炼降枪至1000mm，按碱度3.0～3.5一次性加入石灰，终点采用高拉补吹法，吹炼终点氧枪降至最低枪位深吹45s～60s后倒炉，按照氧枪下至吹炼枪位后,每秒钟降碳0.01％进行补吹，使转炉终点成分如下C：0.20％～0.30％、P≤0.010％、S≤0.025％，出钢温度1570℃～1600℃；
c.转炉出钢：先加4kg/t钢包合成渣进行渣洗，后配加碳粉增碳、配加硅锰和铝锰铁2.2kg/t～2.4kg/t进行脱氧合金化，使钢水成分如下C：0.27％～0.32％、Si≤0.10％、Mn：0.59％～0.69％、P≤0.012％、S≤0.025％；
d.吹氩站：钢水到吹氩站，向包内手动投入1kg/t钢渣改质剂调渣，其中，所述钢渣改质剂包括MAl：38％～44％、Al2O3：22％～28％、CaO：28％～34％，吹氩3～4分钟后，加入低碳低硅覆盖剂出站；
e.精炼：①钢水至精炼位，吹氩流量调至10m3/h～20m3/h，向钢包渣面投入0.6kg/t～1kg/t钢渣改质剂进行渣面脱氧；②将喂线速度调至3.5m/s～4m/s,按LF出站Alt：0.0250％～0.0500％目标，一次喂入铝线3.6～4m/t；③先采用14000A～15000A供电升温1.5min～2min，而后采用25000A～26000A供电、并将吹氩流量调至20m3/h～40m3/h；过程中分2批加入石灰，第一批加入5kg/t～6kg/t石灰、第二批加入2kg/t～3kg/t石灰造渣；一次升温20min～25min,使LF一次取样温度达到1590℃—1620℃；④二次升温、调渣，将成分调整到C：0.33％～0.36％、Si：0.15％～0.25％、Mn：0.65％～0.75％、P≤0.015％、S≤0.008％；⑤将喂线速度调至3m/s～3.5m/s,喂入3.2m/t～3.6m/t金属钙铝线，使精炼出站钙含量为0.0040％～0.0075％；⑥将吹氩流量调至2m3/h～5m3/h，软吹5min～10min后，将LF出站温度调整到1560℃～1585℃，加入低碳低硅覆盖剂出站；
f.连铸：方坯中包使用挡墙中包，中包覆盖剂使用低碳低硅覆盖剂、保护渣使用中碳冷镦钢专用保护渣，在中包液面达到290～310mm时加入0.8kg/t～1.2kg/t低碳低硅覆盖剂，从衔接炉次开始，始终打开位于中包与包盖之间布设的氩气管路，进行中包吹氩，中间包开浇后,中间包液面控制在650mm～750mm，连浇温度为1510℃～1530℃、中包拉速为1.8m/min～2.0m/min。
2.根据权利要求1所述的一种冷镦用中碳铝镇静钢的冶炼方法，其特征在于，所述衔接炉次处置包括衔接炉次精炼操作和衔接炉次连铸操作，其中，所述衔接炉次精炼操作包括如下步骤：
a.衔接钢水至精炼位，吹氩流量调至5m3/h～15m3/h，向钢包渣面投入0.6kg/t～1kg/t小粒硅铁进行渣面脱氧；
b.先采用14000A～15000A供电升温3min～4min，而后采用25000A～26000A供电、并将吹氩流量调至20m3/h～40m3/h，过程中分两批加入渣料，第一批加入5kg/t～6kg/t石灰和1kg/t～2kg/t萤石、第二批加入2kg/t～3kg/t石灰造渣；
c.控制二次升温时间，使温度较正常炉次高10℃～15℃，成分调整后定氧，若氧含量＞20PPm,则向包内手动投入1kg/t钢渣改质剂继续进行渣面脱氧；
d.将吹氩流量调至2m3/h～5m3/h，软吹6min～12min，将出站温度调整至高出正常炉次出站温度10℃～15℃出站；
所述衔接炉次连铸操作包括如下步骤：
a.安装上注流保护套管后，打开滑动水口；
b.在中包液面达到300mm左右时，加入0.8kg/t～1.2kg/t低碳低硅覆盖剂，并打开位于中包与包盖之间敷设的氩气管路，开始中包吹氩；
c.浇注过程根据中包温度调整拉速，拉速调整幅度＜0.2m/min、拉速调整间隔时间＞30s，二冷采用相应钢种的自动配水模式。
3.根据权利要求1所述的一种冷镦用中碳铝镇静钢的冶炼方法，其特征在于，所述冷镦用中碳铝镇静钢按重量百分比其成分为：C：0.33％～0.36％、Si：0.15％～0.25％、Mn：0.65％～0.75％、P≤0.015％、S≤0.008％，余量是Fe和不可避免的杂质。
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