一種低P、S、Ti鋼的生產方法

專利名稱：一種低P、S、Ti鋼的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼鐵的生產方法，尤其涉及一種轉爐冶煉過程采用雙渣操作及留鋼出鋼的工藝，出鋼過程采用滑板擋渣工藝生產低P、S、Ti鋼的方法。
背景技術：
鋼是含碳量在0. 0218%-2. 11%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過I. 7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、鉻、鎳、釩、硫、磷等。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。其中鋼中所含的磷是有害元素，降低鋼的塑性和韌性，出現冷脆性，能使鋼的強度顯著提高，同時提高大氣腐蝕穩定性，含量應該限制在0. 05%以下。其中的硫也是有害元素，使鋼熱脆性大，含量限制在0. 05%以下。鋼中所含的鈦也是有害元素，它使得鋼的延性變差，在生產中也是需要加以控制含量的一種元素。 目前，隨著市場的不斷進步，鋼的用途也逐步提高，伴隨而來的是對鋼的質量要求的不斷提高，例如一些低溫用鋼，一些抗S腐蝕用鋼等，對鋼的有害殘余元素提出了近乎苛刻的要求。低溫用鋼主要用于低溫下工作的容器、管道和結構，如液化石油氣儲罐、冷凍設備及石油化工低溫設備等。對低溫用鋼的主要性能要求是保證在使用溫度下具有足夠的韌性及抵抗脆性破壞的能力。抗S腐蝕用鋼是能降低S腐蝕的鋼。實踐證明，殘余元素P、S等在晶間偏聚造成晶界脆化，會造成材料高溫回火脆性，同時P、S超過一定含量時，對鋼材的脆性轉變溫度提高很多，造成材料低溫沖擊韌性低，惡化鋼材的綜合力學性能；另外還有鋼中的Ti元素在金屬基體內容易形成高熔點、高硬度的點狀夾雜，對鋼的低溫沖擊性能有不良的影響，同時Ti的活性很高，在微合金化的鋼中，它和N結合的能力比V和Nb都強，所以在微合金化鋼中Ti容易降低鋼中V、Nb的作用。所以在這些低溫用鋼，一些抗S腐蝕用鋼中，對殘余元素，尤其是P、S、Ti提出了更高的要求。目前采用的煉鋼工藝一般有單洛操作和雙閘操作。單洛操作就是在冶煉過程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣、直到終點出鋼。當鐵水中Si、P、S含量較低時，或者鋼種對P、S要求不嚴格，以及冶煉低碳鋼種時，均可以采用單渣操作。單渣操作工藝比較簡單，吹煉時間短，易于實現自動控制。單渣操作工藝一般冶煉的P彡0. 025%、S彡0. 010%、Ti彡0.010%。如CN 1995404C公開了一種適應于轉爐生產高碳低磷鋼水的工藝，它不需要兩次倒渣操作，解決了現有技術中采用轉爐高碳出鋼工藝存在去磷能力差、終點溫度偏低、設備投資及生產成本過高、前后工序產能不匹配的問題。該發明包括將高硅高磷鐵水送入轉爐中采用變槍變氧流量操作進行吹煉，吹煉前期化渣有效脫磷，吹煉中期高效脫磷后倒去富磷渣，吹煉后期再進行脫磷并調整終點溫度和終點碳。轉爐吹煉后期結束時的終點碳含量達到0. 3%-0. 8%，終點磷含量小于0. 015%，終點溫度達1640 1660°C。雙渣操作就是在冶煉過程中倒兩次渣，第一次倒渣后繼續冶煉再次造渣，第二次倒渣后才出鋼，這種方法主要是為了深脫磷。如CN 101586174A公開了一種超潔凈焊接用鋼雙渣精煉法，依次包括如下步驟1)首先在初煉電爐中兌鐵水、加入廢鋼，吹氧熔煉；2)鋼水溫度升至1500°C開始換渣，提高脫P效果，吹氧升溫，當鋼水溫度達到1600-1620°C、C元素達到0. 02-0. 05%、P元素達到0. 003%以下，開始出鋼；3)鋼包中加入合金脫氧劑，進入LF精煉，采用活性石灰為主要造渣材料，進行初脫S ;4)精煉20-30分鐘后，S含量降至
0.015%以下后開始換渣，精煉二次渣采用活性石灰配入電石為主要造渣材料，加入Ca線加強脫S效果，將鋼中硫含量降至0. 003%以下。

發明內容
本發明的目的在于提供一種轉爐冶煉過程采用雙渣操作及留鋼出鋼的工藝，出鋼過程采用滑板擋渣工藝，能穩定生產低P、S、Ti鋼的方法。采用本發明的方法，可以穩定地生產P彡0. 012%、S ( 0. 005%,Ti ( 0. 006%的鋼種。所謂的留鋼出鋼指轉爐在出鋼過程中為了確保不下渣，轉爐鋼水不完全出掉，留有一部分鋼水的工藝。 本發明所提供的低P、S、Ti鋼的生產方法，包括如下步驟轉爐冶煉過程采用雙渣操作及留鋼出鋼的工藝，出鋼過程采用滑板擋渣工藝。作為優選技術方案，通過雙渣操作，前期氧化脫P和脫Ti，后期繼續保持低溫進行脫P和脫S。雙渣操作是在冶煉中途倒出1/2 2/3爐渣，然后加入渣料重新造渣，根據鐵水成分和所煉鋼種要求，也可以多次倒渣造新渣。本發明采用雙渣操作并多次倒爐以達到的更好的脫磷效果。作為優選技術方案，前期采用高拉碳法，采用鐵水量5 10%的優質廢鋼冷卻鐵水，例如優質廢鋼為鐵水量的5%、7%、8%、10%等，使一倒鐵水溫度控制在155(Tl590°C，此時的C控制在0. 15%-0. 36%，一次渣后，脫C率達到50 60%，脫P率達到75% 85%，脫Ti率達到85% 95%。例如一倒鐵水溫度為 1550°C、1560°C、1570°C、158(rC或 1590°C等 1550 1590°C范圍之內的溫度，C含量控制在0. 15%-0. 36%，例如為0. 15%、0. 17%、0. 19%,0. 25%,0. 30%。高拉碳法是指熔池含碳量達到出鋼要求時停止吹氧，此時熔池中不但硫磷和溫度符合出鋼溫度要求，而且計入鐵合金帶入金屬中的碳后，鋼水中的碳也能符合所煉鋼種的規格要求。高拉碳法可減少鋼中氣體對鋼性能的影響，使得鋼水質量有明顯改善。同時，使一倒鐵水溫度及C含量控制在合適的范圍內，使得化渣充分，造良好的活性渣，從而，確保前期脫P、脫Ti效果。作為優選技術方案，倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度(1620°c，爐渣堿度> 3. 5。轉爐吹煉結束鋼水中的碳含量比較高，爐渣具有較強的氧化性，鋼水中碳繼續與渣中氧反應，導致渣中氧勢降低，從而引起渣中磷又回到鋼液中，使鋼液增磷，另外在出鋼搖爐時也會由于爐渣、金屬的混合繼續反應引起回磷。因此為減少轉爐停吹后的回磷，要將爐渣倒掉，以保證最終的脫磷效果。作為優選技術方案，二次渣后，前期脫P，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到60 80%，脫S率達到60 80% ;脫Ti率達到60 80%。作為優選技術方案，出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P 彡 0. 006%、Ti ( 0. 006%、S 彡 0. 020%。作為優選技術方案，采用滑板擋渣及留鋼出鋼工藝，使鋼水的回P率彡0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%o出鋼下渣“回磷”是鋼水增磷的主要原因，如果擋渣效果不好，可以造成鋼水“回磷”0. 005%以上，輕則導致品種“改判”，重則造成整爐廢品。采用滑板擋渣，擋渣成功率達到98. 7%，出鋼過程中下渣量減少，鋼水的“回磷”得到有效控制，鋼水質量明顯改善。同時，降低了錳鐵、鋁鐵等合金的氧化損耗。留鋼出鋼操作一般在出鋼后有1(T15%的鋼水和幾乎全部的爐渣在爐內。這樣為下一爐的啟弧創造了有利的條件，十分便于起弧操作，從而加快熔化。同時，留下的氧化渣為熔化初期的脫磷創造極為有利的條件。此外，通電前在爐底即有液態熔池存在，提前形成熔池，可以大大提高啟弧階段電弧的穩定性，盡早且有效地進行吹氧，從而增加輸入爐內的功率，提高功率因數，改善對供電系統的干擾。而且也保護了爐底免受電極穿井時造成的電弧對爐底的損傷，及爐渣與爐底直接接觸時造成的對爐底的侵蝕，從而提高爐底的壽命。作為優選技術方案，所述的低P、S、Ti鋼的生產方法，包括如下步驟I)前期采用高拉碳法，采用5 10%的優質廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在 15500C "15900C，此時的C控制在0. 15%-0. 36%，一次渣后，脫C率達到50 60%，脫P率達到75% 85%，脫Ti率達到85% 95% ；2)倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度< 1620°C，爐渣堿度^ 3. 5 ；3) 二次渣后，前期脫P，后期高拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到60 80%，脫S率達到60 80% ;脫Ti率達到60 80% ；4)出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P彡0. 006%,Ti ( 0. 006%、S 彡 0. 020% ;使鋼水的回 P 率彡 0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%。本發明通過轉爐冶煉過程采用雙渣操作及留鋼出鋼的工藝，出鋼過程采用滑板擋渣工藝，實現轉爐冶煉低P、S、Ti鋼，采用本發明的生產方法獲得的鋼種其中P彡0. 012%、S彡0. 005%, Ti ( 0. 006%，從而改善了鋼的性能，滿足了對P、S、Ti含量控制嚴格的用鋼需求。
具體實施例方式為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。實施例I此例為生產Q345E其中一爐實際成分,生產方法如下I)前期采用高拉碳法，采用10%的優質廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15500C，此時的C控制在0. 17%，一次渣后，脫C率達到55%，脫P率達到80%，脫Ti率達到90% ；2)倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度1620°C，爐渣堿度
3.5 ；3) 二次渣后，前期脫P，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到60%，脫S率達到80% -M Ti率達到70% ；4)出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P為0. 004%、Ti為0. 005%、S 為 0. 016% ;使鋼水的回 P 率彡 0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%。其中一爐的實際成分如下出鋼成分P0. 004%, S 0. 016%, Ti 0. 005%
成品成分P0. 009%, S 0. 004%, Ti 0. 005%。實施例2此例為A105其中一爐實際成分，生產方法如下I)前期采用高拉碳法，采用5%的優質廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15700C，此時的C控制在0. 19%，一次渣后，脫C率達到50%，脫P率達到75%，脫Ti率達到95%左右；2)倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度160(TC，爐渣堿度
4.0 ；3) 二次渣后，前期脫P，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到70%，脫S 率達到60% -M Ti率達到60% ；4)出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P為0. 006%、Ti為0. 006%、S 為 0. 018% ;使鋼水的回 P 率彡 0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%。其中一爐的實際成分如下出鋼成分P0. 006%, S 0. 018%, Ti 0. 006%成品成分P0. 011%, S 0. 001%, Ti 0. 006%。實施例3此例為Q345E其中一爐實際成分,生產方法如下I)前期采用高拉碳法，采用8%的優質廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15900C，此時的C控制在0. 22%，一次渣后，脫C率達到60%，脫P率達到85%，脫Ti率達到85% ；2)倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度為1600°C，爐渣堿度8. 0 ；3) 二次渣后，前期脫P，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到80%，脫S率達到70% -M Ti率達到80% ；4)出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P為0. 004%、Ti為0. 003%、S 為 0. 015% ;使鋼水的回 P 率彡 0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%。其中一爐的實際成分如下出鋼成分P0. 004%, S 0. 015%, Ti 0. 003%成品成分P0. 08%, S 0. 002%, Ti 0. 003%。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種低P、S、Ti鋼的生產方法，包括如下步驟轉爐冶煉過程采用雙渣操作及留鋼出鋼的工藝，出鋼過程采用滑板擋渣工藝。
2.根據權利要求I所述的生產方法，其特征在于，通過雙渣操作，前期氧化脫P和脫Ti，后期繼續保持低溫進行脫P和脫S。
3.根據權利要求I或2所述的生產方法，其特征在于，前期采用高拉碳法，采用鐵水量5 10%的優質廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在155(Tl590°C，此時的C控制在0.15%-0. 36%, 一次渣后，脫C率達到50 60%，脫P率達到75% 85%，脫Ti率達到85% 95%。
4.根據權利要求3所述的生產方法，其特征在于，倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度彡1620°C，爐渣堿度彡3. 5。
5.根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于，二次渣后，前期脫P，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到60 80%，脫S率達到60 80% ;脫Ti率達到60 80%。
6.根據權利要求I飛任一項所述的生產方法，其特征在于，出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P彡0. 006%、Ti彡0. 006%、S彡0. 020%。
7.根據權利要求6所述的生產方法，其特征在于，采用滑板擋渣及留鋼出鋼工藝，使鋼水的回 P 率彡 0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%o
8.根據權利要求f7任一項所述的生產方法，其特征在于，所述的低P、S、Ti鋼的生產方法，包括如下步驟 1)前期采用高拉碳法，采用5 10%的優質廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15500C "15900C，此時的C控制在0. 15%-0. 36%，一次渣后，脫C率達到50 60%，脫P率達到75% 85%，脫Ti率達到85% 95% ； 2)倒渣后，繼續加入渣料，進行后期脫P及脫S，使鋼水溫度<1620°C，爐渣堿度^ 3. 5 ； 3)二次渣后，前期脫P，后期高拉碳脫S，以一次渣后的為基準，脫P率達到6(T80%，脫S率達到60 80% ;脫Ti率達到60 80% ； 4)出鋼時，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時P彡0.006%、Ti( 0.006%、S 彡 0. 020% ;使鋼水的回 P 率彡 0. 001wt%、Ti ( 0. 0001wt%。
全文摘要
本發明涉及一種低P、S、Ti鋼的生產方法，轉爐冶煉過程采用雙渣操作及留鋼出鋼的工藝，出鋼過程采用滑板擋渣工藝，能夠確保生產低P、S、Ti的鋼種的實現。采用本發明的方法，可以穩定地生產P≤0.012%、S≤0.005%，Ti≤0.006%的鋼種。
文檔編號C21C7/064GK102732777SQ20121018637
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者劉志國, 姚忠, 尹修剛, 王明原, 董詩鵬 申請人:承德建龍特殊鋼有限公司