CN114892066B - 一种低碳电极用钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳电极用钢的生产方法,钢的化学成分质量百分比为C=0.03%~0.06%,Si≤0.01%,Mn≤0.05%,P≤0.01%,S≤0.01%,Al≤0.01%,Ti=0.05%~0.10%,N≤0.005%,As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质。工艺流程为“铁水预处理—转炉—LF炉—RH—连铸”。本发明方法尽量降低钢种Mn、Si以及其他残余元素含量,控制钢中碳含有一定碳含量和钛含量并减少钢中N含量,使Ti和C结合生成TiC,有效提高钢的韧性。生成过程Mn含量控制采用LF炉造氧化性渣,促使钢中Mn氧化成MnO进入渣中,降低锰含量以有效降低低Mn钢的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,涉及一种低碳电极用钢的生产方法。
背景技术
电极材料必须具有导电性能好、损耗小、造型容易的优点,并具有加工稳定性好、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。常用的电极材料有纯铜、石墨、黄铜、钢、铸铁和钨合金等。传统的电极用钢,在保证电阻率的同时,将碳含量控制在0.01%以内,导致其强度较低,机加工性能不好,而提高碳含量和其它合金元素时,又会导致电阻率满足不了要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低碳电极用钢的生产方法,通过成分设计,保证电阻率的同时使材料具有较好的价格性能,再根据成分特点设计生产工艺,有效控制钢中Si、Mn、Al含量,并实现浇铸生产。
发明的技术方案:
一种低碳电极用钢的生产方法,钢的化学成分质量百分比为C=0.03%~0.06%,Si≤0.01%,Mn≤0.05%,P≤0.01%,S≤0.01%,Al≤0.01%,Ti=0.05%~0.10%,N≤0.005%,As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质;包括以下工艺步骤:
(1)原料准备:铁水预处理脱硫,入转炉铁水S≤0.003%,入转炉废钢:Mn≤0.70%、S≤0.015%、As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%;
(2)转炉前期:转炉吹氧冶炼前期采用大渣量操作,加入石灰3~3.5t、白云石1~1.5t促进铁水中的锰氧化进入渣中,前期吹炼5min后倒前期渣,然后再加渣料继续吹炼;
(3)转炉中后期:转炉冶炼后期对钢水进行吹氧脱碳,提高终点氧含量,使钢水中锰进一步氧化去除;加入白云石500kg进行降温稠渣操作以防止出钢下渣;
(4)终点控制:转炉出钢时的锰含量控制为Mn≤0.070%,S≤0.010%,出钢过程不进行脱氧及合金化;出钢结束后将钢水运送到LF炉进行精炼;
(5)LF精炼:LF精炼升温操作,并进行600L/min的氩气搅拌,使钢水Mn下降至0.05%以下,控制钢水出LF炉活度氧400~500ppm;
(6)RH处理:RH进行真空处理,分批加入30~60kg碳粉脱氧,待钢的碳含量0.04%、活度氧≤50ppm时加入Ti70钛铁合金180kg,成分合格后破空,破空后钢水静置,渣面上抛洒铝丸;
(7)连铸:采用方坯连铸,铸坯断面240mm×240mm,拉速1.0m/min,全程保护浇铸。
本发明的原理:为控制电阻率,需要尽可能降低钢种Mn、Si以及其他残余元素含量;为提高钢材韧性,控制钢中碳含有一定碳含量和钛含量,并减少钢中N含量,使Ti和C结合生成TiC,有效提高钢的韧性。生产过程Mn含量控制采用LF炉造氧化性渣,促使钢中Mn氧化成MnO进入渣中,降低锰含量,有效降低第Mn钢的生产成本。由于需要控制Si、Al含量,RH采用碳粉脱氧后再加入钛铁合金,确保成分命中。
本发明的有益效果:一种全新的低碳电极用钢,针对成分特点,采用“KR-BOF-LF-RH-CC”工艺,精炼过程采用氧化性渣脱锰,真空过程碳粉脱碳,使化学成分满足设计要求,生产后检测电阻率满足0.12以下要求。生产工艺简单,成本低,并利于进行量生产。
附图说明
图1 为实施例1金相组织照片(100倍)。
具体实施方式
实施例1:
一种低碳电极用钢的生产方法。工艺步骤包括:
(1)原料准备:转炉冶炼加入铁水及废钢,铁水84.1t,废钢20.1t,铁水中碳含量为4.81%,Si含量为0.47%,Mn含量为0.035%,S含量为0.002%;
(2)转炉前期:转炉冶炼前期加入第一批渣料进行造渣,加入渣料石灰3.21t、白云石1.26t,吹炼过程实行顶底复吹操作,供氧流量按正常要求控制,枪位采用低枪位并根据实际情况进行适当调整,快速化渣,渣化好后吹炼5min,倒掉2/3的前期渣;
(3)转炉中后期:倒完前期渣后接着加入第二批渣料,二批渣料加入量为石灰3.2t,采用正常的顶吹供氧工艺(氧枪位、流量等)进行吹炼,吹炼过程因转炉实际温度高加入500kg矿石,出钢前因炉渣太稀,加入了500kg白云石进行稠渣操作;
(4)终点控制:转炉终点温度1621℃,终点碳含量为0.062%,终点Mn含量为0.063%,终点硫含量为0.006%,出钢过程实行严格挡渣操作,严禁出钢下渣,出钢过程加入加入305kg的石灰;
(5)LF精炼:出钢结束后将钢包吊到LF精炼工位进行精炼;钢水在LF精炼升温至1600℃后,大氩气搅拌5分钟,取样Mn含量检测0.035%,LF炉出站成分C=0.041%,Mn=0.039%,S=0.006%,活度氧440ppm;
(6)RH处理:RH真空过程分批加入35kg,碳氧反应结束,定氧65ppm,然后加入钛铁182kg,破空静置渣面抛洒20kg铝丸后上台浇铸;
(7)连铸:拉速1.0m/min,成品成分检测C=0.041%,Mn=0.041%,S=0.006%,Si=0.0022%,Al=0.0067%,Ti=0.086%。检测结果电阻率为0.11。
实施例2:
一种低碳电极用钢的生产方法。工艺步骤包括:
(1)原料准备:转炉冶炼加入铁水及废钢,铁水83.5t,废钢21.5t,铁水中碳含量为4.56%,Si含量为0.41%,Mn含量为0.038%,S含量为0.002%;
(2)转炉前期:转炉冶炼前期加入第一批渣料进行造渣,加入渣料石灰3.24t、白云石1.21t,吹炼过程实行顶底复吹操作,供氧流量按正常要求控制,枪位采用低枪位并根据实际情况进行适当调整,快速化渣,渣化好后吹炼5min,倒掉2/3的前期渣;
(3)转炉中后期:倒完前期渣后接着加入第二批渣料,二批渣料加入量为石灰3.2t,采用正常的顶吹供氧工艺(氧枪位、流量等)进行吹炼,吹炼过程因转炉实际温度高加入500kg矿石,出钢前因炉渣太稀,加入了500kg白云石进行稠渣操作;
(4)终点控制:转炉终点温度1627℃,终点碳含量为0.055%,终点Mn含量为0.058%,终点硫含量为0.007%,出钢过程实行严格挡渣操作,严禁出钢下渣,出钢过程加入加入304kg的石灰;
(5)LF精炼:出钢结束后将钢包吊到LF精炼工位进行精炼;钢水在LF精炼升温至1600℃后,大氩气搅拌5分钟,取样Mn含量检测0.029%,LF炉出站成分C=0.043%,Mn=0.029%,S=0.007%,活度氧451ppm;
(6)RH处理:RH真空过程分批加入36kg,碳氧反应结束,定氧58ppm,然后加入钛铁181kg,破空静置渣面抛洒20kg铝丸后上台浇铸;
(7)连铸:拉速1.0m/min,成品成分检测C=0.045%,Mn=0.031%,S=0.007%,Si=0.0032%,Al=0.0083%,Ti=0.079%。检测结果电阻率为0.11。
Claims (1)
1.一种低碳电极用钢的生产方法,其特征在于:钢的化学成分质量百分比为C=0.03%~0.06%,Si≤0.01%,Mn=0.031%,P≤0.01%,S≤0.01%,Al≤0.01%,Ti=0.05%~0.10%,N≤0.005%,As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质;包括以下工艺步骤:
(1)原料准备:铁水预处理脱硫,入转炉铁水S≤0.003%,入转炉废钢:Mn≤0.70%、S≤0.015%、As+Sn+Pb+Bi+Sb≤0.015%;
(2)转炉前期:转炉吹氧冶炼前期采用大渣量操作,加入石灰3~3.5t、白云石1~1.5t促进铁水中的锰氧化进入渣中,前期吹炼5min后倒前期渣,然后再加渣料继续吹炼;
(3)转炉中后期:转炉冶炼后期对钢水进行吹氧脱碳,提高终点氧含量,使钢水中锰进一步氧化去除;加入白云石500kg进行降温稠渣操作以防止出钢下渣;
(4)终点控制:转炉出钢时的锰含量控制为Mn≤0.070%,S≤0.010%,出钢过程不进行脱氧及合金化;出钢结束后将钢水运送到LF炉进行精炼;
(5)LF精炼:LF精炼升温操作,并进行600L/min的氩气搅拌,使钢水Mn下降至0.05%以下,控制钢水出LF炉活度氧400~500ppm;
(6)RH处理:RH进行真空处理,分批加入30~60kg碳粉脱氧,待钢的碳含量0.04%、活度氧≤50ppm时加入Ti70钛铁合金180kg,成分合格后破空,破空后钢水静置,渣面上抛洒铝丸;
(7)连铸:采用方坯连铸,铸坯断面240mm*240mm,拉速1.0m/min,全程保护浇铸,得到低碳电极用钢的电阻率满足0.12以下的要求。
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