CN117821835A - 一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,涉及钢铁生产技术领域,包括铁水控制、废钢控、镍铁控制以及水淬镍控制;所述铁水控制包括控制入炉铁水中B的含量小于等于0.00008%,S的含量小于等于0.020%,P的含量小于等于0.120%,入炉铁水温度大于1300℃;所述废钢控制包括使用九镍废钢,且保证S的含量小于等于0.003%,Ni的含量大于等于8.6%;所述镍铁控制包括采用镍生铁加入铁包内然后进行出铁作业,然后使用KR法进行铁水预处理,保证入炉铁水中硫含量小于0.002%;所述水淬镍控制包括将水淬镍随九镍废钢加入废钢槽内进行入炉。本发明使超低温压力容器用9Ni钢生产成本降低2176元/t。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域,特别是涉及一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法。
背景技术
随着我国钢铁冶金技术的不断发展,钢铁企业品牌竞争优势越来越明显。为了提高竞争力,企业不断开发品种用钢,镍系钢合金含量高,产品质量优异,但目前存在成本高,低端市场应用浪费的情况,其中9ni用钢是镍含量9%的超低温压力容器用钢,如何降低9ni用钢制造成本,是企业取得良好的市场竞争优势的关键一步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法。
为了解决以上技术问题,本发明的技术方案如下:
一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,包括对入炉物料进行控制,所述对入炉物料进行控制包括铁水控制、废钢控、镍铁控制以及水淬镍控制;
所述铁水控制包括控制入炉铁水中B的含量小于等于0.00008%,S的含量小于等于0.020%,P的含量小于等于0.120%,控制入炉铁水温度大于1300℃;
所述废钢控制包括使用九镍废钢,且保证其中S的含量小于等于0.003%,Ni的含量大于等于8.6%;
所述镍铁控制包括采用镍生铁加入铁包内然后进行出铁作业,然后使用KR法进行铁水预处理,保证入炉铁水中硫含量小于0.002%;
所述水淬镍控制包括将水淬镍随九镍废钢加入废钢槽内进行入炉。
作为本发明所述降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的一种优选方案,其中:在所述对入炉物料进行控制之后,还包括底吹模式控制,所述底吹模式控制包括采用底吹管路分段分级控制。
作为本发明所述降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的一种优选方案,其中:所述底吹管路分段分级控制包括:
在吹氧进度为0~10%的阶段,控制底吹氩气流量为350m3/h;
在吹氧进度为10~20%的阶段,控制底吹氩气流量为330m3/h;
在吹氧进度为20~30%的阶段,控制底吹氩气流量为300m3/h;
在吹氧进度为30~40%的阶段,控制底吹氩气流量为200m3/h;
在吹氧进度为40~70%的阶段,控制底吹氩气流量为180m3/h;
在吹氧进度为70~90%的阶段,控制底吹氩气流量为200m3/h;
在吹氧进度为90~100%的阶段,控制底吹氩气流量为300m3/h。
作为本发明所述降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的一种优选方案,其中:在所述底吹模式控制之后,还包括吹炼过程控制,所述吹炼过程控制包括:
控制吹炼辅料的配比,使氧化镁的含量为7.5%±5%,石灰总用量为7~7.5t,镁球位1.3~1.5t;
在冶炼前期控制枪位为1700mm,在冶炼中期控制枪位为1700~2000mm,在冶炼至6000 Nm3氧量时,将抢位降低至1400mm,并提高氧流量至43000 Nm3/h;
冶炼过程中设定氧气流量为40000Nm3/h,测量TSC副枪时氧气流量设定至43000Nm3/h,控制出口氧气压力位0.90Mpa;
冶炼过程中在第一次下副枪时将过程目标温度控制在1550℃±10℃,碳含量控制在0.15%以下;
控制冶炼终点温度大于1580℃,C含量小于0.025%,P含量小于等于0.004%,氧小于等于600ppm。
作为本发明所述降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的一种优选方案,其中:在所述吹炼过程控制之后,还包括脱氧合金化,所述脱氧合金化包括采用低碳锰铁替代金属锰,采用铝铁替代铝块。
作为本发明所述降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的一种优选方案,其中:在所述脱氧合金化之后,还包括出钢控制,所述出钢控制包括采用滑板挡渣和挡渣锥的复合双挡技术进行出钢。
作为本发明所述降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的一种优选方案,其中:在所述出钢控制之后,还包括留渣控制,所述留渣控制包括在出钢结束后先进行摇炉倒渣操作,将炉内未出完钢水留在炉内。
本发明的有益效果是:
本发明采用将镍生铁加入铁包内使用KR法进行铁水预处理,有效保证入炉铁水硫含量,降低生产难度;通过留渣操作增加下一炉次钢水量与镍含量;镍铁、水淬镍替代部分镍板,使用低碳锰铁2型替代金属锰、铝铁替代铝块等多种手段,使超低温压力容器用9Ni钢生产成本降低2176元/t。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的流程示意图;
图2为本发明提供的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的工艺流程图;
图3为本发明提供的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法中所使用的枪位示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施方式并结合附图,对本发明作出进一步详细的说明。
图1为本申请实施例提供的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法的流程示意图。该方法包括步骤S101~步骤S106,具体步骤说明如下:
步骤S101:对入炉物料进行控制。
具体的,对入炉物料进行控制包括铁水控制、废钢控制、镍铁控制以及水淬镍控制。
其中,铁水控制包括控制入炉铁水中B的含量小于等于0.00008%,S的含量小于等于0.020%,P的含量小于等于0.120%,控制入炉铁水温度大于1300℃。
废钢控制包括使用九镍废钢,且保证其中S的含量小于等于0.003%、Ni的含量大于等于8.6%。
镍铁控制中,由于镍铁中硫含量较高,为保证转炉终点硫含量小于0.008%,本实施例采用将镍生铁加入铁包内然后进行出铁作业,出铁结束后观察液面是否干净,之后使用KR法进行铁水预处理,保证入炉铁水硫含量小于0.002%。
水淬镍控制包括将水淬镍随九镍废钢加入废钢槽内进行入炉。
步骤S102:底吹模式控制。
具体的,考虑到水淬镍颗粒度较小,容易沉到炉底,采用底吹管路分段分级控制,前期流量适当调整,通过增强底搅能力,保证所加入水淬镍全部化开。
在吹氧进度为0~10%的阶段,控制底吹氩气流量为350m3/h;在吹氧进度为10~20%的阶段,控制底吹氩气流量为330m3/h;在吹氧进度为20~30%的阶段,控制底吹氩气流量为300m3/h;在吹氧进度为30~40%的阶段,控制底吹氩气流量为200m3/h;在吹氧进度为40~70%的阶段,控制底吹氩气流量为180m3/h;在吹氧进度为70~90%的阶段,控制底吹氩气流量为200m3/h;在吹氧进度为90~100%的阶段,控制底吹氩气流量为300m3/h。
步骤S103:吹炼过程控制。
具体的,吹炼过程采用单渣法生产。具体如下:
控制吹炼辅料的配比,采用大渣量、低氧化镁(7.5%±5%)的渣料结构模式,采用留渣操作。因镍铁、水淬镍中含有部分磷元素,为保证脱磷效果,石灰总量控制7~7.5t,生白云石根据铁水炉温进行实时调整,镁球1.3~1.5t,开吹前2min完成头坯料加入,吹炼过程不加入任何辅料。
冶炼前期枪位至1700mm,加快氧化铁水中的硅、锰元素,更快提升炉温;冶炼中期枪位适当提升帮助化渣,枪位尽量保持在1700~2000mm,吹炼过程中时刻关注炉口火焰变化;冶炼至6000Nm3氧量时,缓慢降低枪位至1400mm并提高氧流量至43000 Nm3/h,开始末期拉碳的提前准备,具体枪位控制如图2所示。
冶炼过程中设定氧气流量为40000Nm3/h,测量TSC副枪时氧气流量设定至43000Nm3/h,控制出口氧气压力位0.90Mpa,加强升温和脱碳需要的动力学条件。
过程控制:冶炼过程中在第一次下副枪时将过程目标温度控制在1550℃±10℃,碳含量控制在0.15%以下。
终点控制:参照二级动态计算值,结合炉口火焰状态,正常情况下按计算值达到1580℃,控制冶炼终点温度大于1580℃,C含量小于0.025%,P含量小于等于0.004%,氧小于等于600ppm。
步骤S104:脱氧合金化。
具体的,使用低碳锰铁2型替代金属锰,铝铁替代铝块。
步骤S105:出钢控制。
具体的,为避免出钢回磷,采用“滑板挡渣+挡渣锥”复合双挡技术结合下渣检测智能控制手段,确保钢水纯净度。
步骤S106:留渣控制。
具体的,由于9Ni钢成分要求较为严格,转炉出钢严禁下渣,本实施例在出钢结束后先进行摇炉倒渣操作,将炉内未出完钢水留在炉内,增加下一炉次钢水量同时提高镍含量。
下面以实施例1和对比例进行对比说明。
实施例
本实施例提供的一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,参见图2,具体步骤如下:
步骤1:铁包内加入镍生铁,进行出铁作业,倒入铁水重量为135.2t,出铁结束后铁包液面无异常,后使用KR法进行脱硫,脱硫剂加入1.7t,进行前后扒渣,共处理15min,脱硫后分析铁水硫含量0.001%。
步骤2:九镍废钢、镍铁、水淬镍、镍板总量为45.23t,铁水重量为135.2t。
步骤3:所使用的转炉炉龄低于2000,吹炼前期和中期炉内碳氧反应较为剧烈,所产生的的CO气体对炉内钢液剧烈搅拌,因此底吹较小,吹炼后期碳氧反应减弱,底吹设定较大。
吹炼具体过程按如下步骤执行:
步骤3-1:本发明采用大渣量、低氧化镁(7.5%±5%)的渣料结构模式,采用留渣操作,因镍铁、水淬镍中含有部分磷元素,为保证脱磷效果,石灰总量控制7-7.5t,生白云石根据铁水炉温进行实时调整,镁球1.3-1.5t,开吹前2min完成头坯料加入,吹炼过程不加入任何辅料;
步骤3-2:冶炼前期枪位至1700mm加快氧化铁水中的硅、锰元素,更快提升炉温,中期枪位适当提升帮助化渣,枪位尽量保持在1700~2000mm,吹炼过程中时刻关注炉口火焰变化,冶炼至6000Nm3氧量时,缓慢降低枪位至1400mm并提高氧流量至43000 Nm3/h开始末期拉碳的提前准备,具体枪位控制如图2所示;
步骤3-3:冶炼过程氧气流量设定40000Nm3/h,测量TSC副枪时流量设定至43000Nm3/h, 满足出口氧气压力在0.90MPa,加强升温和脱碳需要的动力学条件;
步骤3-4:本实施例中TSC过程温度为1543℃,终点温度1588℃,达到目标要求可以出钢。
步骤4:脱氧合金化,加入低碳锰铁2型600kg,铝铁500kg;
步骤5:出钢控制,为避免出钢回磷,采用“滑板挡渣+挡渣锥”复合双挡技术结合下渣检测智能控制手段,确保钢水纯净度;
步骤6:留渣控制,因9Ni钢成分要求较为严格,转炉出钢严禁下渣,本发明在出钢结束后先进行摇炉倒渣操作,将炉内未出完钢水留在炉内,增加下一炉次钢水量同时提高镍含量。
对比例:
本对比例1和上述实施例1所用的设备均相同,铁水采用同一高炉,其温度和成分基本一致,所吹炼的钢种相同,具体操作步骤如下所示:
步骤1:用KR法进行脱硫,脱硫剂加入1.7t,进行前后扒渣,共处理15min,脱硫后分析铁水硫含量0.001%。
步骤2:九镍废钢、镍板总量为45.23t,其中镍板加入量为14t,铁水重量为135.2t。
因为加入水淬镍,在本实施例中底吹流量设定有所减小。
步骤3:吹炼具体过程按与实施例1中基本一致:TSC过程温度为1540℃,终点温度1584℃,达到目标要求可以出钢。
步骤4:脱氧合金化,加入金属锰600kg,铝块250kg。
步骤5:渣检测智能控制手段,确保钢水纯净度。
步骤6:留渣控制,因9Ni钢成分要求较为严格,转炉出钢严禁下渣,本发明在出钢结束后先进行摇炉倒渣操作,将炉内未出完钢水留在炉内,增加下一炉次钢水量同时提高镍含量。
通过实施例1和对比例可以发现,两种装入量制度因采用的终点镍含量几乎一致,但镍板用量较多,生产成本较高。本实施例1使用镍铁、水淬镍可有效降低镍板使用量,降低生产成本,同时低碳锰铁2型含锰量与金属锰一直但单价低于金属锰,铝铁中含有部分铁元素在脱氧的时候能够增加部分产量,通过对比,实例实施例1的实施可降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本2176元/t。
由此,本申请的技术方案采用将镍生铁加入铁包内使用KR法进行铁水预处理,有效保证入炉铁水硫含量,降低生产难度;通过留渣操作增加下一炉次钢水量与镍含量;镍铁、水淬镍替代部分镍板,使用低碳锰铁2型替代金属锰、铝铁替代铝块等多种手段,有效降低了超低温压力容器用9Ni钢的生产成本。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式;凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:包括对入炉物料进行控制,所述对入炉物料进行控制包括铁水控制、废钢控、镍铁控制以及水淬镍控制;
所述铁水控制包括控制入炉铁水中B的含量小于等于0.00008%,S的含量小于等于0.020%,P的含量小于等于0.120%,控制入炉铁水温度大于1300℃;
所述废钢控制包括使用九镍废钢,且保证其中S的含量小于等于0.003%,Ni的含量大于等于8.6%;
所述镍铁控制包括采用镍生铁加入铁包内然后进行出铁作业,然后使用KR法进行铁水预处理,保证入炉铁水中硫含量小于0.002%;
所述水淬镍控制包括将水淬镍随九镍废钢加入废钢槽内进行入炉。
2.根据权利要求1所述的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:在所述对入炉物料进行控制之后,还包括底吹模式控制,所述底吹模式控制包括采用底吹管路分段分级控制。
3.根据权利要求2所述的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:所述底吹管路分段分级控制包括:
在吹氧进度为0~10%的阶段,控制底吹氩气流量为350m3/h;
在吹氧进度为10~20%的阶段,控制底吹氩气流量为330m3/h;
在吹氧进度为20~30%的阶段,控制底吹氩气流量为300m3/h;
在吹氧进度为30~40%的阶段,控制底吹氩气流量为200m3/h;
在吹氧进度为40~70%的阶段,控制底吹氩气流量为180m3/h;
在吹氧进度为70~90%的阶段,控制底吹氩气流量为200m3/h;
在吹氧进度为90~100%的阶段,控制底吹氩气流量为300m3/h。
4.根据权利要求3所述的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:在所述底吹模式控制之后,还包括吹炼过程控制,所述吹炼过程控制包括:
控制吹炼辅料的配比,使氧化镁的含量为7.5%±5%,石灰总用量为7~7.5t,镁球位1.3~1.5t;
在冶炼前期控制枪位为1700mm,在冶炼中期控制枪位为1700~2000mm,在冶炼至6000Nm3氧量时,将抢位降低至1400mm,并提高氧流量至43000 Nm3/h;
冶炼过程中设定氧气流量为40000Nm3/h,测量TSC副枪时氧气流量设定至43000Nm3/h,控制出口氧气压力位0.90Mpa;
冶炼过程中在第一次下副枪时将过程目标温度控制在1550℃±10℃,碳含量控制在0.15%以下;
控制冶炼终点温度大于1580℃,C含量小于0.025%,P含量小于等于0.004%,氧小于等于600ppm。
5.根据权利要求4所述的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:在所述吹炼过程控制之后,还包括脱氧合金化,所述脱氧合金化包括采用低碳锰铁替代金属锰,采用铝铁替代铝块。
6.根据权利要求5所述的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:在所述脱氧合金化之后,还包括出钢控制,所述出钢控制包括采用滑板挡渣和挡渣锥的复合双挡技术进行出钢。
7.根据权利要求6所述的降低超低温压力容器用9Ni钢生产成本的方法,其特征在于:在所述出钢控制之后,还包括留渣控制,所述留渣控制包括在出钢结束后先进行摇炉倒渣操作,将炉内未出完钢水留在炉内。
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