CN115491465B

CN115491465B - 一种电炉-vd流程生产低合金系列钢种的方法

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Publication number: CN115491465B
Application number: CN202211165286.XA
Authority: CN
Inventors: 姜静宇; 闫忠; 郑京辉; 李慧勇; 乔岩; 谷鹏辉; 徐全兴; 鲁元亮; 许小兵
Original assignee: Wuyang New Wide Heavy Steel Plate Co ltd; Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuyang New Wide Heavy Steel Plate Co ltd; Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2022-09-23
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2042-09-23
Also published as: CN115491465A

Abstract

本发明公开了一种电炉‑VD流程生产低合金系列钢种的方法，包括：冶炼时电炉脱磷后快速升温至1680‑1735℃；出钢前钢包内加入电石50‑100Kg，出钢过程中加入铝粒、精炼渣、石灰、合金以及碳粉；脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3‑6分钟，取样，关闭氩气等待钢水传递VD；在钢水坐VD后根据电炉大包样C、Mn、Al情况进行微调后抽真空，为保证脱硫率加入电石0‑80KG，总抽真空时间10‑25分钟。本发明方法可将钢液硫含量控制在0.005%以下，脱硫率88～96%，H含量≤2ppm，厚度≤50mm探伤合格率99%以上。

Description

一种电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法。

背景技术

在钢液精炼过程中，脱氧、脱硫、脱氢、脱氮是精炼的主要任务；通常不经LF钢种脱硫率70-85%，经LF精炼脱硫率在90-98%；经过LF的优势在于温度精准控制、脱硫更彻底，但会出现明显的增氮、二次氧化现象。如果能用电炉补偿温度，可将钢包内脱硫率提高至90%左右，直接进VD真空还可以避免LF工序出现的增氮、增氢、二次氧化等现象。

硫是钢中有害元素，对产品使用性能产生不良影响，因此洁净钢对钢中硫有较为严格的要求，一般要求［S］小于0.005%，在某些情况下要求［S］小于0.002%，因此脱硫效率至关重要。

然而由于炼钢过程是个较复杂的冶金过程，但是也是一个热量平衡和物料平衡的过程，采用电炉-VD流程的关键在于生产流程中温降的控制和脱硫、脱氢的控制。相较于电炉-LF-连铸的生产流程，电炉-VD流程可将钢液氢、氮含量控制的更低、夹杂物也更低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法，包括以下步骤：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1680-1735℃；该处温度较电炉-LF-VD工艺提高50-60℃，其他工艺不变，主要目的是取代LF送电升温功能。

（2）出钢前钢包内加入电石,出钢过程中加入铝粒、精炼渣、石灰、合金及碳粉，严禁出钢后加入合金，碳粉可出钢后补加。出钢过程合金化和加入脱氧剂，钢包内加入电石，电石与钢种氧反应可有效控制炉渣中CaO与Al₂O₃比值，因此可得到流动性及脱硫良好的炉渣组分，为钢包提高热力学条件，将LF造渣过程前移至出钢过程中。

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3-6分钟，取样，关闭氩气等待钢水传递VD。该操作是通过提供动力学条件在高温下搅拌脱硫。

（4）在钢水坐VD后根据电炉大包样C、Mn、Al情况进行微调后抽真空，为保证脱硫率，加入电石0-80KG，总抽真空时间10-25分钟。

本发明步骤（2）所述电石加入量为50-70Kg。

本发明步骤（2）所述铝粒加入量为100-400kg、精炼渣加入量为200-400kg,石灰加入量为800-1200kg。

本发明合金及碳粉按钢种成分要求加入。

本发明所述冶炼方法适用于低合金系列钢种生产。

本发明所述方法可将钢液中硫含量控制在0.005%以下，脱硫率88～96%，H含量≤2ppm，厚度≤50mm钢板探伤合格率99%以上。

本发明所述冶炼方法冶炼后钢板性能抗拉、屈服、延伸及冲击性能合格，钢板中A、B、C、D类夹杂物均在2.0级以下。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、由于没有LF补偿温度出钢时电炉的温度控制难度更大，更依靠电炉自身操作的精益控制；2、本发明通过钢包内复合脱氧（电石脱氧与铝粒脱氧），加上真空过程脱氧，脱硫率基本达到LF工序的脱硫效果；3、本发明方法适用于低合金系列钢种的生产；4、本发明方法将钢液硫含量控制在0.005%以下，脱硫率88～96%,H含量≤2ppm，厚度≤50mm钢板探伤合格率99%以上；钢板中夹杂物控制在2.0级以下。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例钢种为Q345B，电炉出钢前钢水硫含量0.0313%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1726℃；

（2）出钢前钢包内加入电石50Kg,出钢过程中加入铝粒300kg、精炼渣300kg,石灰1000kg,合金2300Kg及碳粉150Kg；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3分钟，炉后测温1673℃，用精炼取样器取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后加入C粉130Kg、中Mn500Kg、电石40KG，总抽真空时间19分钟温；保持8分钟，真空后软吹10分钟。

本实施例钢液成品硫含量为0.0023%，脱硫率92.65%；H含量1.89ppm，钢板厚度12mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度397MPa,抗拉强度519MPa,延伸率28%，0℃冲击性能202J、188 J、174J，钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类0.5级、B类0.5级、C类0级、D类1.0级。

实施例2

本实施例钢种为Q345B-X，电炉出钢前钢水硫含量0.0325%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1704℃；

（2）出钢前钢包内加入电石60Kg,出钢过程中加入铝粒200kg、精炼渣380kg,石灰1000kg,合金2500Kg及碳粉100Kg；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3分钟，炉后测温1668℃，用精炼取样器取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后加入C粉100Kg、中Mn400Kg、电石30KG，总抽真空时间13分钟温；保持9分钟，真空后软吹9分钟。

本实施例钢液成品硫含量为0.0016%，脱硫率95.07%；H含量1.68ppm，钢板厚度26mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度388MPa,抗拉强度498MPa,延伸率26%，0℃冲击性能210J、160J、200J；钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类1.5级、B类0.5级、C类0级、D类1.0级。

实施例3

本实施例钢种为A709/709M-50T-2，电炉出钢前钢水硫含量0.0343%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1693℃；

（2）出钢前钢包内加入电石55Kg,出钢过程中加入铝粒300kg、精炼渣260kg,石灰1200kg,合金2200Kg及碳粉100Kg；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3分钟，炉后测温1656℃，用精炼取样器取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后加入C粉10Kg、中Mn100Kg、铌铁40kg、电石30KG，总抽真空时间14分钟温；保持8分钟，真空后软吹8分钟；

本实施例钢液成品硫含量为0.0017%，脱硫率95.04%；H含量1.55ppm，钢板厚度40mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度398MPa,抗拉强度526MPa,延伸率26%，-20℃冲击性能172J、168J、148J；钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类1.0级、B类1.0级、C类0级、D类0.5级。

实施例4

本实施例钢种为AH36，电炉出钢前钢水硫含量0.0355%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1720℃；

（2）出钢前钢包内加入电石70Kg,出钢过程中加入铝粒400kg、精炼渣200kg,石灰1000kg,合金2400Kg及碳粉100Kg；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3分钟，炉后测温1666℃，用精炼取样器取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后加入C粉20Kg、中Mn200Kg、铌铁40kg、电石40KG，总抽真空时间15分钟温；保持10分钟，真空后软吹8分钟。

本实施例钢液成品硫含量为0.0026%，脱硫率92.67%；H含量1.64ppm，钢板厚度32mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度412MPa,抗拉强度562MPa,延伸率29%，-20℃冲击性能146J、128J、156J；钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类1.0级、B类0.5级、C类0级、D类0.5级。

实施例5

本实施例钢种为Q355C，电炉出钢前钢水硫含量0.0261%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1681℃；

（2）出钢前钢包内加入电石60Kg,出钢过程中加入铝粒100kg、精炼渣320kg,石灰800kg,合金2200Kg及碳粉100Kg；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3分钟；炉后测温1655℃；用精炼取样器取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后加入C粉30Kg、中Mn300Kg、电石40KG，总抽真空时间17分钟温；保持8分钟，真空后软吹8分钟。

本实施例钢液成品硫含量为0.0014%，脱硫率94.63%；H含量2.0ppm，钢板厚度22mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度422MPa,抗拉强度534MPa,延伸率25%，-20℃冲击性能166J、158J、150J；钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类0.5级、B类0.5级、C类0级、D类0.5级。

实施例6

本实施例钢种为Q355B，电炉出钢前钢水硫含量0.0265%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1735℃；

（2）出钢前钢包内加入电石60Kg,出钢过程中加入铝粒300kg、精炼渣400kg,石灰1000kg,合金2200Kg及碳粉100Kg；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3分钟，炉后测温1655℃，用精炼取样器取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后加入C粉130Kg、中Mn200Kg、电石40KG，总抽真空时间21分钟温，保持8分钟，真空后软吹8分钟。

本实施例钢液成品硫含量为0.0023%，脱硫率91.32%；H含量1.47ppm，钢板厚度16mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度369MPa,抗拉强度482MPa,延伸率26%，-20℃冲击性能123J、99J、198J；钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类1.0级、B类1.5级、C类0级、D类0.5级。

实施例7

本实施例钢种为Q355ND，电炉出钢前钢水硫含量0.02602%，其电炉-VD流程操作如下：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1710℃

（2）出钢前钢包内加入电石50Kg,出钢过程中加入铝粒300kg、精炼渣240kg,石灰1000kg,合金2200Kg及碳粉100Kg；

（4）在钢水坐VD后加入C粉70Kg、中Mn200Kg、电石40KG，总抽真空时间12分钟温；保持9分钟，真空后软吹8分钟

本实施例钢液成品硫含量为0.0014%，脱硫率94.62%；H含量1.98ppm，钢板厚度50mm,钢板探伤合格率100%，屈服强度379MPa,抗拉强度498MPa,延伸率27%，-40℃冲击性能112J、146J、153J；钢板中夹杂物采用A法分析，结果为：A类0级、B类0.5级、C类0级、D类0.5级。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）冶炼时电炉脱磷后快速升温至1680-1735℃；

（2）出钢前钢包内加入电石,出钢过程中加入铝粒、精炼渣、石灰、合金及碳粉，严禁出钢后加入合金，碳粉可出钢后补加；

（3）脱氧剂、合金及碳粉加入后，大氩气搅拌3-6分钟，取样，关闭氩气等待钢水传递VD；

（4）在钢水坐VD后根据电炉大包样C、Mn、Al情况进行微调后抽真空，为保证脱硫率，加入电石0-80KG，总抽真空时间10-25分钟；

步骤（2）所述电石加入量为50-70Kg；

所述方法可将钢液中硫含量控制在S≤0.005%，脱硫率88～96%，H含量≤2ppm。

2.根据权利要求1所述的电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法，其特征在于，步骤（2）所述铝粒加入量为100-400kg、精炼渣加入量为200-400kg,石灰加入量为800-1200kg。

3.根据权利要求1所述的电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法，其特征在于，步骤（2）所述合金及碳粉按钢种成分要求加入。

4.根据权利要求1-3任意一项所述电炉-VD流程生产低合金系列钢种的方法，其特征在于，所述方法制备的钢板中A、B、C、D类夹杂物均在2.0级以下。