CN114231839A - 一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁生产技术领域,具体涉及一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢及生产方法,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.19‑0.23%,Mn:1.45‑1.53%,Si:0.40‑0.50%,P≤0.035%,S≤0.035%,V:0.06‑0.07%,N:120‑180ppm,其余为Fe。生产方法步骤如下:将原料按重量百分比加入到钢水中经过转炉冶炼、钢包底吹氩气精炼、LF炉精炼制成合格钢水,钢水经连铸工序浇注形成铸坯,铸坯经轧制工序轧制成性能合格的锚杆钢筋。将钢中C控制在0.19~0.23%,V控制在0.06‑0.07%,N控制在120‑180ppm,从而促进钒氮在加热及轧制过程的固溶析出,达到细化晶粒效果,500MPa级的强度获得稳定保障,锚杆钢深加工性能稳定,脆断率为零。
Description
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域,具体涉及一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢及生产方法。
背景技术
在现有技术中,矿用锚杆钢主要用于煤炭巷道支护使用,随着煤炭开采深度的不断增加,巷道断面尺寸逐渐扩大,使得巷道支护承受的压力增加,采煤安全生产保障问题越来越突出,因此煤炭企业对矿用锚杆的强度及深加工性能要求日益严格。锚杆钢深加工是指将锚杆钢筋经过缩颈、滚丝、旋螺母加工,使其成为满足煤炭巷道支护用途的矿用锚杆钢制品。目前锚杆钢筋经缩颈、滚丝加工后进行拉伸试验,存在抗拉强度不稳定、易脆断的问题,钢材经深加工后抗拉强度对应拉力范围180-220KN,脆断发生率为38.46%,对于锚杆钢在煤炭巷道的安全使用造成不利影响。常规工艺生产的500MPa级矿用锚杆钢化学成分控制范围较宽泛,碳(C)含量≤0.30%,钒(V)含量≤0.08%,氮(N)含量范围100-220ppm,这种成分范围的锚杆钢虽然原始材料性能可以满足国家标准,但是用户经过深加工制成煤炭巷道支护制品后强度波动范围过大,存在部分深加工产品性能偏低问题和深加工后易脆断问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢及生产方法,冶炼过程中对钢中成分碳、氮、钒含量实现窄区间精准控制,在满足锚杆钢产品原始材料性能国家标准的基础上,进一步提高锚杆钢经过深加工制成煤炭巷道支护制品后的机械性能,实现抗拉强度稳定达标,脆断发生率为零。
本发明是这样实现的,提供一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.19-0.23%,Mn:1.45-1.53%,Si:0.40-0.50%,P≤0.035%,S≤0.035%,V:0.06-0.07%,N:120-180ppm,其余为Fe。
优选地,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.205%,Mn:1.45%,Si:0.44%,P:0.030%,S:0.014%,V:0.061%,N:152ppm,其余为Fe。
进一步优选,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.197%,Mn:1.45%,Si:0.40%,P:0.028%,S:0.023%,V:0.062%,N:165ppm,其余为Fe。
进一步优选,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.21%,Mn:1.46%,Si:0.47%,P:0.024%,S:0.022%,V:0.06%,N:17 3ppm,其余为Fe。
本发明还提供上述适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,将原料按质量百分比加入到钢水中经过转炉冶炼、钢包底吹氩气精炼、LF炉精炼制成合格钢水,钢水经连铸工序浇注形成铸坯,铸坯经轧制工序轧制成性能合格的锚杆钢,具体包括如下步骤:
1)按质量百分比称取原料,在转炉出钢过程加入到钢水中,并将钢水装入钢包,出钢过程中避免下渣回磷;将转炉终点碳控制在0.07-0.1%之间,出钢温度控制在1670-1700℃之间,钢中P含量控制在0.035%以内,钢中V含量控制在0.06-0.07%之间;
2)用钢车将步骤1)的装满钢水的钢包平移到钢包底吹氩气精炼,对钢水进行脱氧操作,将钢中O含量控制在40ppm以内,钢中C含量控制在0.19-0.23%之间,钢中Mn含量控制在1.45-1.53%之间,钢中Si含量控制在0.40-0.50%之间;
3)用天车将步骤2)处理后的钢水吊运到LF炉精炼,对钢水进行成分微调、钢水脱硫处理、钢渣脱氧操作,将钢中S含量控制在0.035%以内,渣中TFe+MnO含量控制在1%以内;
4)用天车将步骤3)处理后的钢水吊运到连铸工序进行浇注,将钢水铸成钢坯,将中包温度控制在1520-1540℃之间,过热度控制在15-35℃之间,拉速控制在2.2-2.5m/min之间,铸坯N含量控制在120-180ppm之间;
5)将步骤4)连铸坯经轧制工序制成性能稳定的深加工500MPa级矿用锚杆钢。
优选地,对碳含量的控制,具体方法如下:
步骤1)转炉生产过程中,使用硫含量≤0.06%的铁水,采用80%氮气+20%氩气底吹模式,转炉吹炼前期底吹流量按15-20N.m3/h控制,转炉吹炼后期底吹流量按20-30N.m3/h控制,达到优化底吹工艺目的,使熔池内成分和温度的不均匀得到有效改善,转炉工序通过高拉碳操作,使终点碳含量控制在0.07-0.1%之间,减少补吹次数,降低终点渣样中TFe含量,出钢过程中加入碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂180-230kg,确保钢中碳含量一次合格率;
步骤3)LF炉精炼过程中,加入碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂90-110kg对钢中碳含量进行微调,使钢中碳含量控制在0.19-0.23%范围内。
进一步优选,对氮含量的控制,具体方法如下:
步骤1)转炉、步骤2)和步骤3)的精炼工序中,使用碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂90-110kg,降低原料氮含量带入钢水过度增氮,提高碳含量控制精度,减少不必要的增碳剂加入,控制增氮;LF炉精炼操作时,炉盖落至下限位,保证微正压操作,精炼过程中,禁止底吹大氩气搅拌,升温操作氩气流量不得超过300NL/min,渣层厚度大于80mm,做到全程埋弧操作;
步骤4)中,连铸大包采用长水口保护浇注,中间包覆盖剂渣层厚度大于50mm,隔绝空气,减少中间包换水口次数,避免钢水流入中包时造成钢水二次氧化,防止钢水增氮,使钢中氮含量控制在120-180ppm范围内。
进一步优选,对钒含量的控制,具体方法如下:
步骤1)中,制定合理脱氧合金化加入时间、顺序,出钢1/4时加入合金,先加入硅铝钙进行脱氧,加入量视终点氧含量而定,再加入硅锰合金2500-2800kg、硅铁200-350kg,最后加入钒氮合金130kg,充分预脱氧,确保钢中V的回收率≥95%。
进一步优选,对磷、硫含量的控制,具体方法如下:
步骤1)中,转炉工序在冶炼期间加入石灰4-5吨,加入烧结矿或者球团矿1-2吨,提高渣中CaO含量、炉渣中的氧化铁含量、渣量,有利于脱磷反应的进行和脱磷效果的稳定,保证炼钢转炉终点碱度控制在2.8-3.2,转炉工序采用滑板档渣,并要求出钢操作人员要严格执行工艺要求,控制好转炉倾动速度与角度,出钢过程中,快速通过前、后下渣区,消除带渣出钢,控制钢水回磷量≤0.005%;
步骤3)LF炉精炼工序通过控制好初期炉渣碱度≥3.0,渣中TFe+MnO≤1%,来提高炉渣吸附夹杂物的能力,提高钢水脱氧效果,满足产品低硫含量的要求。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
通过对钢中C、N、P、S、V含量的窄成分区间精准控制,特别是N含量的精准控制,对转炉、精炼、连铸各个环节实施有效的控氮措施,使钢中N含量控制在120-180ppm,有效促进钒氮在加热及轧制过程中固溶析出,达到细化晶粒,强度获得提高,使锚杆钢各项性能指标稳定达到标准要求,同时又避免了氮含量偏高导致的钢材深加工产生的脆断问题,明显提高了锚杆钢的深加工性能。使用该方法生产的锚杆钢各项性能指标稳定达到标准要求,深加工性能得到明显改善,深加工合格率由改进前61.54%提高到100%。锚杆钢深加工性能稳定,脆断率为零。使用该工艺生产的锚杆钢煤炭巷道支护制品,巷道支护的安全性得到可靠保障。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明中,主要通过对碳、氮、钒、磷、硫含量的控制,以提升锚杆钢最终的性能,具体的:
碳的窄成分控制:碳对钢材的屈服强度和抗拉强度影响最大,是最有效的强化元素,又是成本最低的化学元素,但是碳含量偏高,又会对钢的韧性和焊接性能造成不利影响。根据生产和检测数据,碳含量低于0.19%,钢材存在屈服强度偏低问题,检测钢材屈服强度平均值为495MPa。碳含量高于0.23%,钢材存在延伸率偏低问题,检测钢材断后伸长率平均值为18,因此控制钢中碳含量在0.19-0.23%范围内。
氮的控制:氮在钢中通过析出V(C,N)钉轧奥氏体-铁素体晶界、促进晶内铁素体的形成,提高了奥氏体-铁素体相变率,细化了铁素体组织。在含钒钢中,氮能促进V(C,N)析出,细化钢的组织,提高或改善钢的综合性能,研究表面高氮钢,70%的钒以V(C,N)形式析出,只有20%的钒固溶于基体。与低氮钢相比,高氮钢中由于具有较大的析出化学驱动力,其析出相的密度更大。应使固溶钒尽可能少,析出钒尽可能多,以尽可能发挥钒的析出强化作用。氮含量偏高,会导致钢材产生时效,使其塑性、韧性下降,对钢材的深加工性能产生不利影响。根据生产和检测数据,氮含量低于120ppm,钢材存在抗拉强度偏低问题,检测钢材抗拉强度平均值为638MPa。氮含量高于180ppm,钢材存在深加工后易脆断问题,因此控制钢中氮含量在120-180ppm范围内。
钒含量的控制:钒主要通过形成碳氮化物来影响钢的组织结构和性能,钒能促进珠光体的形成,还能细化铁素体的板条,同时碳化钒能在珠光体中铁素体板条内析出沉淀,充分利用钒的析出强化作用,提高钢材的硬度和强度。为提高锚杆钢强度和韧性,充分考虑到性能富余量,控制钢中钒含量在0.06-0.07%范围内。根据生产和检测数据,钒含量低于0.06%,钢材存在冲击韧性偏低问题,检测钢材冲击功平均值为38KV2/J。钒含量高于0.07%,钢材硬度较高,且不利于炼钢成本控制,因此控制钢中钒含量在0.06-0.07%范围内。
磷、硫控制:磷、硫是钢中有害元素,磷含量过高会降低钢材的塑性、焊接性以及冲击韧性。磷容易在晶界偏析,造成钢材“冷脆”,显著降低钢材的低温冲击韧性。硫会造成钢材“热脆”,会降低钢材的韧性和强度。磷含量高于0.035%,钢材会产生P偏析,降低其韧性,硫含量高于0.035%钢材会产生S偏析,发生“热脆”,因此控制钢中磷、硫含量在0.035%以内。
实施例1、
一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,化学成分以质量百分比计为:C:0.205%,Mn:1.45%,Si:0.44%,P:0.030%,S:0.014%,V:0.061%,N:152ppm,其余为Fe。
上述适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,其步骤如下:
步骤1:依据上述化学成分组成,按质量百分比称取原料在转炉出钢过程中加入钢水中,并将钢水装入钢包,出钢过程中避免下渣回磷。
转炉工艺控制:终点C含量为0.08%,出钢温度1675℃,钢中P含量为0.03%,钢中V含量为0.061%。
步骤2:用钢车将步骤1的装满钢水的钢包平移到钢包底吹氩气精炼,对钢水进行脱氧操作。
钢包底吹氩气工艺控制:钢中O含量为33ppm,钢中C含量为0.205%,钢中Mn含量为1.45%,钢中Si含量为0.44%。
步骤3:用天车将步骤2处理的钢水吊运到LF炉精炼,对钢水进行成分微调、钢水脱硫处理、钢渣脱氧操作。
精炼工艺控制:出站S含量为0.014%,渣中TFe+MnO含量为0.07%。
步骤4:用天车将步骤3处理的钢水吊运到连铸工序进行浇注,将钢水铸成钢坯。
连铸工艺控制:连铸中包温度控制为1522-1532℃,过热度控制为17-30℃,拉速控制为2.5m/min,铸坯N含量为152ppm。
步骤5:将步骤4连铸坯经轧制工序制成性能稳定的深加工500MPa级矿用锚杆钢筋。
对碳含量的控制,具体方法如下:
步骤1转炉生产过程中,使用硫含量≤0.06%的铁水,采用80%氮气+20%氩气底吹模式,转炉吹炼前期底吹流量按15-20N.m3/h控制,转炉吹炼后期底吹流量按20-30N.m3/h控制,达到优化底吹工艺目的,使熔池内成分和温度的不均匀得到有效改善,转炉工序通过高拉碳操作,使终点碳含量控制在0.07-0.1%之间,减少补吹次数,降低终点渣样中TFe含量,出钢过程中加入碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂180-230kg,确保钢中碳含量一次合格率;
步骤3LF炉精炼过程中,加入碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂90-110kg对钢中碳含量进行微调,使钢中碳含量控制在0.19-0.23%范围内。
对氮含量的控制,具体方法如下:
步骤1转炉、步骤2和步骤3的精炼工序中,使用碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂90-110kg,降低原料氮含量带入钢水过度增氮,提高碳含量控制精度,减少不必要的增碳剂加入,控制增氮;LF炉精炼操作时,炉盖落至下限位,保证微正压操作,精炼过程中,禁止底吹大氩气搅拌,升温操作氩气流量不得超过300NL/min,渣层厚度大于80mm,做到全程埋弧操作;
步骤4中,连铸大包采用长水口保护浇注,中间包覆盖剂渣层厚度大于50mm,隔绝空气,减少中间包换水口次数,避免钢水流入中包时造成钢水二次氧化,防止钢水增氮,使钢中氮含量控制在120-180ppm范围内。
对钒含量的控制,具体方法如下:
步骤1中,制定合理脱氧合金化加入时间、顺序,出钢1/4时加入合金,先加入硅铝钙进行脱氧,加入量视终点氧含量而定,再加入硅锰合金2500-2800kg、硅铁200-350kg,最后加入钒氮合金130kg,充分预脱氧,确保钢中V的回收率≥95%。
对磷、硫含量的控制,具体方法如下:
步骤1中,转炉工序在冶炼期间加入石灰4-5吨,加入烧结矿或者球团矿1-2吨,提高渣中CaO含量、炉渣中的氧化铁含量、渣量,有利于脱磷反应的进行和脱磷效果的稳定,保证炼钢转炉终点碱度控制在2.8-3.2,转炉工序采用滑板档渣,并要求出钢操作人员要严格执行工艺要求,控制好转炉倾动速度与角度,出钢过程中,快速通过前、后下渣区,消除带渣出钢,控制钢水回磷量≤0.005%;
步骤3中,LF炉精炼工序通过控制好初期炉渣碱度≥3.0,渣中TFe+MnO≤1%,来提高炉渣吸附夹杂物的能力,提高钢水脱氧效果,满足产品低硫含量的要求。
实施例2、
一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,化学成分以质量百分比计为:C:0.197%,Mn:1.45%,Si:0.40%,P:0.028%,S:0.023%,V:0.062%,N:165ppm,其余为Fe。
一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢生产方法,其步骤如下:
步骤1:依据上述化学成分组成,按质量百分比称取原料在转炉出钢过程中加入钢水中,并将钢水装入钢包,出钢过程中避免下渣回磷。
转炉工艺控制:终点C含量为0.1%,出钢温度1670℃,钢中P含量为0.028%,钢中V含量为0.062%。
步骤2:用钢车将步骤1的装满钢水的钢包平移到钢包底吹氩气精炼,对钢水进行脱氧操作。
钢包底吹氩气工艺控制:钢中O含量为40ppm,钢中C含量为0.197%,钢中Mn含量为1.45%,钢中Si含量为0.40%。
步骤3:用天车将步骤2处理的钢水吊运到LF炉精炼,对钢水进行成分微调、钢水脱硫处理、钢渣脱氧操作。
精炼工艺控制:出站S含量为0.023%,渣中TFe+MnO含量为0.09%。
步骤4:用天车将步骤3处理的钢水吊运到连铸工序进行浇注,将钢水铸成钢坯。
连铸工艺控制:连铸中包温度控制为1520-1530℃,过热度控制为15-25℃,拉速控制为2.4m/min,铸坯N含量为165ppm。
步骤5:将步骤4连铸坯经轧制工序制成性能稳定的深加工500MPa级矿用锚杆钢筋。
对碳、氮、钒、磷、硫含量的控制与实施例1相同。
实施例3、
一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,化学成分以质量百分比计为:C:0.21%,Mn:1.46%,Si:0.47%,P:0.024%,S:0.022%,V:0.06%,N:173ppm,其余为Fe。
一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢生产方法,其步骤如下:
步骤1:依据上述化学成分组成,按质量百分比称取原料在转炉出钢过程中加入钢水中,并将钢水装入钢包,出钢过程中避免下渣回磷。
转炉工艺控制:终点C含量为0.07%,出钢温度1679℃,钢中P含量为0.02%,钢中V含量为0.060%。
步骤2:用钢车将步骤1的装满钢水的钢包平移到钢包底吹氩气精炼,对钢水进行脱氧操作。
钢包底吹氩气工艺控制:钢中O含量为43ppm,钢中C含量为0.210%,钢中Mn含量为1.46%,钢中Si含量为0.47%。
步骤3:用天车将步骤2处理的钢水吊运到LF炉精炼,对钢水进行成分微调、钢水脱硫处理、钢渣脱氧操作。
精炼工艺控制:出站S含量为0.022%,渣中TFe+MnO含量为0.07%。
步骤4:用天车将步骤3处理的钢水吊运到连铸工序进行浇注,将钢水铸成钢坯。
连铸工艺控制:连铸中包温度控制为1523-1537℃,过热度控制为18-32℃,拉速控制为2.4m/min,铸坯N含量为173ppm。
步骤5:将步骤4连铸坯经轧制工序制成性能稳定的深加工500MPa级矿用锚杆钢筋。
对碳、氮、钒、磷、硫含量的控制与实施例1相同。
实验例、
将实施例1-3运用到实际生产中得到深加工500MPa级矿用锚杆钢钢材性能见下表1:
表1:
上表所示,通过采用实施例1、实施例2、实施例3三种方案,得到深加工500MPa级矿用锚杆钢各项性能满足煤炭巷道支护使用。
改进前MG500成分控制如表2:
表2:
改进前(表2产品)MG500锚杆钢性能指标如表3:
表3:
见表2,表3所示,改进前MG500锚杆钢成分对应性能存在抗拉强度、屈服强度、延伸率不合格问题,部分钢材低于标准要求,其中6-10因母材抗拉、屈服强度均未达到标准要求,无需再进行深加工拉伸试验,其中1-5部分钢材深加工性能也低于标准要求,脆断发生率控制在32.55-42.78%之间,严重影响煤炭巷道支护安全。
上面描述,只是本发明的具体实施方式,各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。
Claims (9)
1.一种适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,其特征在于,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.19-0.23%,Mn:1.45-1.53%,Si:0.40-0.50%,P≤0.035%,S≤0.035%,V:0.06-0.07%,N:120-180ppm,其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,其特征在于,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.205%,Mn:1.45%,Si:0.44%,P:0.030%,S:0.014%,V:0.061%,N:152ppm,其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,其特征在于,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.197%,Mn:1.45%,Si:0.40%,P:0.028%,S:0.023%,V:0.062%,N:165ppm,其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢,其特征在于,按质量百分比计,包括如下成分:C:0.21%,Mn:1.46%,Si:0.47%,P:0.024%,S:0.022%,V:0.06%,N:17 3ppm,其余为Fe。
5.一种权利要求1或2或3或4所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,其特征在于,将原料按质量百分比加入到钢水中经过转炉冶炼、钢包底吹氩气精炼、LF炉精炼制成合格钢水,钢水经连铸工序浇注形成铸坯,铸坯经轧制工序轧制成性能合格的锚杆钢,具体包括如下步骤:
1)按质量百分比称取原料,在转炉出钢过程加入到钢水中,并将钢水装入钢包,出钢过程中避免下渣回磷;将转炉终点碳控制在0.07-0.1%之间,出钢温度控制在1670-1700℃之间,钢中P含量控制在0.035%以内,钢中V含量控制在0.06-0.07%之间;
2)用钢车将步骤1)的装满钢水的钢包平移到钢包底吹氩气精炼,对钢水进行脱氧操作,将钢中O含量控制在40ppm以内,钢中C含量控制在0.19-0.23%之间,钢中Mn含量控制在1.45-1.53%之间,钢中Si含量控制在0.40-0.50%之间;
3)用天车将步骤2)处理后的钢水吊运到LF炉精炼,对钢水进行成分微调、钢水脱硫处理、钢渣脱氧操作,将钢中S含量控制在0.035%以内,渣中TFe+MnO含量控制在1%以内;
4)用天车将步骤3)处理后的钢水吊运到连铸工序进行浇注,将钢水铸成钢坯,将中包温度控制在1520-1540℃之间,过热度控制在15-35℃之间,拉速控制在2.2-2.5m/min之间,铸坯N含量控制在120-180ppm之间;
5)将步骤4)连铸坯经轧制工序制成性能稳定的深加工500MPa级矿用锚杆钢。
6.根据权利要求5所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,其特征在于,对碳含量的控制,具体方法如下:
步骤1)转炉生产过程中,使用硫含量≤0.06%的铁水,采用80%氮气+20%氩气底吹模式,转炉吹炼前期底吹流量按15-20N.m3/h控制,转炉吹炼后期底吹流量按20-30N.m3/h控制,达到优化底吹工艺目的,使熔池内成分和温度的不均匀得到有效改善,转炉工序通过高拉碳操作,使终点碳含量控制在0.07-0.1%之间,减少补吹次数,降低终点渣样中TFe含量,出钢过程中加入碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂180-230kg,确保钢中碳含量一次合格率;
步骤3)LF炉精炼过程中,加入碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂90-110kg对钢中碳含量进行微调,使钢中碳含量控制在0.19-0.23%范围内。
7.根据权利要求5所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,其特征在于,对氮含量的控制,具体方法如下:
步骤1)转炉、步骤2)和步骤3)的精炼工序中,使用碳含量≥96%、氮含量≤0.03%微氮增碳剂90-110kg,降低原料氮含量带入钢水过度增氮,提高碳含量控制精度,减少不必要的增碳剂加入,控制增氮;LF炉精炼操作时,炉盖落至下限位,保证微正压操作,精炼过程中,禁止底吹大氩气搅拌,升温操作氩气流量不得超过300NL/min,渣层厚度大于80mm,做到全程埋弧操作;
步骤4)中,连铸大包采用长水口保护浇注,中间包覆盖剂渣层厚度大于50mm,隔绝空气,减少中间包换水口次数,避免钢水流入中包时造成钢水二次氧化,防止钢水增氮,使钢中氮含量控制在120-180ppm范围内。
8.根据权利要求5所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,其特征在于,对钒含量的控制,具体方法如下:
步骤1)中,制定合理脱氧合金化加入时间、顺序,出钢1/4时加入合金,先加入硅铝钙进行脱氧,加入量视终点氧含量而定,再加入硅锰合金2500-2800kg、硅铁200-350kg,最后加入钒氮合金130kg,充分预脱氧,确保钢中V的回收率≥95%。
9.根据权利要求5所述的适用于深加工500MPa级矿用锚杆钢的生产方法,其特征在于,对磷、硫含量的控制,具体方法如下:
步骤1)中,转炉工序在冶炼期间加入石灰4-5吨,加入烧结矿或者球团矿1-2吨,提高渣中CaO含量、炉渣中的氧化铁含量、渣量,有利于脱磷反应的进行和脱磷效果的稳定,保证炼钢转炉终点碱度控制在2.8-3.2,转炉工序采用滑板档渣,并要求出钢操作人员要严格执行工艺要求,控制好转炉倾动速度与角度,出钢过程中,快速通过前、后下渣区,消除带渣出钢,控制钢水回磷量≤0.005%;
步骤3)LF炉精炼工序通过控制好初期炉渣碱度≥3.0,渣中TFe+MnO≤1%,来提高炉渣吸附夹杂物的能力,提高钢水脱氧效果,满足产品低硫含量的要求。
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