專利名稱：一種高級別探傷鋼種的冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低合金鋼制造領(lǐng)域，涉及一種高級別探傷鋼種的冶煉方法。
(二)
背景技術(shù)：
本發(fā)明所指的高級別探傷鋼種是指滿足國標(biāo)JB4730 - 94(壓力容器無損檢 測)中的I級、德國標(biāo)準(zhǔn)SEL072 - 77中的S1E1、法國標(biāo)準(zhǔn)NF - C ^笨傷標(biāo)準(zhǔn)的 鋼種。目前，對低合金高級別探傷鋼種的冶煉方法主要有(l)電渣重熔鋼錠， 此方法由于需要采用連鑄坯做母材，造成合同周期長，成本高，且單重25噸 以上的生產(chǎn)工藝不成熟；(2)采用坯-材途徑生產(chǎn)，由于受到連鑄坯厚度的限 制，當(dāng)前國內(nèi)只能夠生產(chǎn)80咖以下規(guī)格，對于要求壓縮比在3以上的超厚鋼 板，使用400mm厚的連鑄坯軋板，尚無法實現(xiàn)。因此對于超高壓容器用鋼和核 電、軍工等關(guān)鍵項目用鋼板，滿足高級別超聲波探傷要求尚屬于技術(shù)難題。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高級別探傷鋼種的冶煉方法，減少生產(chǎn)過程中 影響錠-材探傷級別的因素，使得冶煉的鋼種滿足超聲波探傷的JB4730 - 94中 的I級、SEL072 - 77中的S1E1及NF-C標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種高級別探傷鋼種的冶煉方法，包括電爐熔化、精煉、真空處理、澆鑄、 軋制，各步驟應(yīng)注意以下參數(shù)的控制
1) 電爐熔化鋼水預(yù)脫氧至含氧量為100-300ppm，控制大包溫度為1560 1650 。C;
2) 精煉纟姿精煉定氧值p畏入鋁線，加入晶粒細(xì)化劑，過程大吹氬至少3min; 精煉至氧含量為20 30ppm， S含量不大于0.015%;控制溫度為165Q 1660。C,扒渣處理；
3) 真空處理真空處理前在鋼包內(nèi)加入真空預(yù)熔渣，然后在不大于0.5乇的 真空度保持至少20分鐘；
4) 澆鑄惰性氣體保護(hù)下采用碳含量不大于6%的低碳復(fù)合保護(hù)渣澆鑄。 較好的，步驟l)中大包溫度優(yōu)選控制在1620~1650°C,預(yù)脫氧可通過加入
鋁包鐵進(jìn)行，同時加入錳碳合成球調(diào)[C]至相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。
步驟2)在LF爐中進(jìn)行精煉，所述的晶粒細(xì)化劑為Nb或V,加入的量為 鋼水質(zhì)量的0. 010 0. 020%,優(yōu)選0.015%，此含量可充分發(fā)揮該元素細(xì)化晶粒 的作用，鋼板晶?？梢赃_(dá)到9級以上，弱化了粗晶對超聲波探傷的影響。脫氧 采用強(qiáng)脫氧劑，如AlCa合金等。加入鋁線的量一般以400 600m為宜；精煉過 程中，同時要注意調(diào)控其他元素的含量以滿足鋼種本身的要求。大吹氬的時間 優(yōu)選不少于6min，精煉優(yōu)選將S的含量控制在不大于0. 012%的范圍內(nèi)。
步驟3)采用VD真空處理，真空的保持時間優(yōu)選不少于30min;所述的真 空預(yù)熔渣優(yōu)選由以下重量百分比的組分構(gòu)成CaO 55-60%、 Si02 15-20%、 A1203 15-20%、 MgO 3-5%;此組成的真空預(yù)熔渣具有良好的吸附非金屬夾雜物的能力， 可以將實物鋼板中的非金屬夾雜物總量控制在12ppm以下，確保鋼質(zhì)純凈；真 空預(yù)熔渣加入的量以每噸鋼加入0. 4 ~ 0. 5kg為宜。
步驟4)中優(yōu)選高純氬氣保護(hù)下進(jìn)行澆鑄，可減輕鑄流與空氣接觸，有效 預(yù)防了鋼水的二次氧化；使用的保護(hù)渣除滿足碳含量不大于6. 0%的條件外，優(yōu) 選滿足以下性能指標(biāo)石威度R: 0.50-0.65、熔速50士5秒、熔點(diǎn)為1210土50。C, 此低碳保護(hù)渣保溫性能好，且能顯著減輕成分偏析，可直接購買市售產(chǎn)品，如 洛陽新飛耐火材料廠的PD型模鑄保護(hù)渣；模鑄過程中應(yīng)注意控制鋼錠錠身及 帽口線部位的增;灰現(xiàn)象，減少成分偏析。
5) 軋制應(yīng)在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下進(jìn)行，如滿足壓下比>3等條件。
具體的，所述高級別探傷鋼種的冶煉方法如下
1) 電爐熔化加入錳碳合成球與鋁包鐵混合物脫碳和預(yù)脫氧，控制氧含量為 100-300ppm,大包溫度為1620~1650°C;
2) 精煉喂入鋁線400 600m調(diào)整至定氧值，調(diào)整合金元素含量，加入鋼水質(zhì)量0. 013 0. 016%的Nb或V，大吹氬至少3min;強(qiáng)制脫氧至氧含量為20 30ppm， S含量不大于0. 012%,控制溫度為1650 166(TC，扒渣處理；
3) 真空處理真空處理前在鋼包內(nèi)加入真空預(yù)熔渣，加入的量為Q. 4-0. 5kg/t 鋼，然后在不大于0. 5乇的真空度保持至少30分鐘；真空預(yù)熔渣組成為CaO 55—60%、 Si02 15—20%、 Al2O315-20%、 MgO 3—5%。
4) 澆鑄、軋制氬氣保護(hù)下采用低碳復(fù)合保護(hù)渣澆鑄，然后軋制成鋼板。
本發(fā)明提供的冶煉方法，通過對電爐熔化、LF精煉、VD真空處理、澆鑄 過程的控制，將錠材易產(chǎn)生的夾雜、疏松、晶粒粗大、成分偏析四種影響因素 控制在一定范圍內(nèi)，滿足鋼質(zhì)純凈、鋼板致密、晶粒細(xì)化、偏析程度低的要求， 澆鑄出的鋼種以及最后軋制的鋼板可滿足超聲波探傷JB4730 - 94中的I級、 SEL072 - 77中的S1E1、 NF-C要求，軋制的鋼板厚度可達(dá)到135隱，單重可以 達(dá)到20噸以上。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn)
本方法操作簡便，是一種制備高級別超聲波探傷鋼種的新途徑，通過對影 響錠-材探傷級別的因素的控制，使利用廢鋼原料進(jìn)行冶煉成為可能，實現(xiàn) 了資源優(yōu)化使用，擴(kuò)大了電爐鋼品種。
具體實施例方式
以下以具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于
此
實施例1
冶煉13MnNiMo54鋼種，對鋼中有害元素的控制目標(biāo)為參]《0.015%、 硫[S]《0. 008,其余元素符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 步驟如下
1)電爐熔化生鐵和鐵水的入爐比控制在30%,加入錳碳合成球調(diào)[C] 至O. 10%，加入鋁包鐵預(yù)脫氧，控制
在200ppm,鋼包為正常紅亮周轉(zhuǎn)包， 包內(nèi)無氧化渣和還原渣，控制大包溫度為1620°C;2) LF精煉爐精煉LF精煉爐使用二級以上石灰和高品位螢石，其中石灰 要求CaO含量》85。/。；螢石中CaF^93。/。， Si02《3°/。；使用Ca-Al-Fe合金為脫氧 劑；喂入400m鋁線，加入電解錳調(diào)錳含量，加入鋼水質(zhì)量0. 015°/。的Nb,大吹 氬4min進(jìn)行脫硫；精煉至氧含量為20 30ppm， [S]《0. 008%;控制溫度為1650 °C，吊包扒除l/2精煉渣；
3) VD真空處理真空前每噸鋼水加入0. 5Kg真空預(yù)熔渣，0. 5乇真空度 下保持30分鐘，真空預(yù)熔渣組成為CaO: 58%、 Si02: 20°/。、 Al20318%、 MgO 4%;
4 )澆鑄高純氬氣保護(hù)下采用洛陽新飛耐火材料廠的PD型低碳復(fù)合保護(hù) 渣澆鑄，所述低碳復(fù)合保護(hù)渣指標(biāo)如下C固《6.0%、堿度R: 0. 50-0. 65、 熔速50士5秒、熔點(diǎn)為1210土5(TC。
將澆鑄后的鋼軋制成120薩、135mm厚的鋼板，進(jìn)行超聲波探傷檢測單 個缺陷的指示長度不超過80mm，單個缺陷指示面積不超過25cm2,在任意1平 方米檢驗面積內(nèi)存在的缺陷面積比小于3%，滿足超聲波JB4730 - 94中的I級 探傷級別要求。
實施例2
冶煉SA516Gr70N鋼種，對鋼中有害元素的控制目標(biāo)為磷[P]《0.008%、 硫[S]《0.003、氧[O]《0.004，其余元素符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 步驟如下
1) 電爐熔化生鐵和鐵水的入爐比控制在35%，加入錳碳合成球調(diào)[C] 至O. 12%,加入鋁包鐵150kg預(yù)脫氧，控制[O]在300ppm以下，鋼包為正常紅 亮周轉(zhuǎn)包，包內(nèi)無氧化渣和還原渣，控制大包溫度為1640°C;
2) LF精煉爐精煉LF精煉爐使用石灰和高品位螢石，石灰中0&0>90%; 螢石滿足CaF2>93%, Si02《3%;精煉脫氧劑使用Ca-Al-Fe合金；喂入400m 鋁線調(diào)整至定氧值，加入電解錳調(diào)錳至1. 10%,加入鋼水質(zhì)量0. 020°/ 的Nb，大 吹氬3min進(jìn)行脫硫；精煉周期應(yīng)控制在50min以上，至氧含量為20~30ppm, [SKO. 006%;控制溫度為1650。C，吊包扒出l/2精煉渣；
3 ) VD真空處理真空前每噸鋼水加入0. 5Kg預(yù)熔渣，0. 5乇真空度下保持30分鐘，真空預(yù)熔渣組成為CaO: 60°/。、 Si02: 15%、 Al20320%、 MgO 5%;
4)澆鑄高純氬氣保護(hù)下采用低碳復(fù)合保護(hù)渣澆鑄。
將澆鑄后的鋼軋制成130mm厚的鋼板，進(jìn)行超聲波探傷測試，結(jié)果如下 單個缺陷面積不超過lcm2，每平方米缺陷個數(shù)不超過2個，滿足超聲波SEL072 -77中的S1E1探傷級別要求。
權(quán)利要求
1. 一種高級別探傷鋼種的冶煉方法，包括電爐熔化、精煉、真空處理、澆鑄、軋制，其特征在于1)電爐熔化鋼水預(yù)脫氧至氧含量為100～300ppm，控制大包溫度為1560～1650℃；2)精煉按精煉定氧值喂入鋁線，加入晶粒細(xì)化劑，大吹氬至少3min；精煉至氧含量為20～30ppm，S含量不大于0.015％，控制溫度為1650～1660℃，扒渣處理；3)真空處理真空處理前在鋼包內(nèi)加入真空預(yù)熔渣，然后在不大于0.5乇的真空度保持至少20分鐘；4)澆鑄惰性氣體保護(hù)下采用碳含量不大于6.0％的低碳復(fù)合保護(hù)渣澆鑄。
2. 如權(quán)利要求1所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于步驟2)中晶 粒細(xì)化劑為V或Nb。
3. 如權(quán)利要求2所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于所述V或Nb 加入的量為鋼7K質(zhì)量的0. 010 0. 020%。
4. 如權(quán)利要求3所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于所述V或Nb 加入的量為鋼水質(zhì)量的0. 015%。
5. 如權(quán)利要求1所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于步驟3)中真 空預(yù)熔渣組成為CaO 55-60%、 Si02 15-20%、 A1203 15-20%、 MgO 3-5%。
6. 如權(quán)利要求5所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于真空預(yù)熔渣加 入的量為0. 4~0. 5kg/t鋼。
7. 如權(quán)利要求1所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于步驟4 )中所 述的低碳復(fù)合保護(hù)渣其石威度R為0. 50-0. 65,熔速為50 ± 5秒，熔點(diǎn)為1210 ± 50°C。
8. 如權(quán)利要求1所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于所述步驟1) 中控制大包溫度在1620 1650°C。
9. 如權(quán)利要求1~8之一所述的高級別探傷鋼種的冶煉方法，其特征在于所述的方法為1) 電爐熔化鋼水預(yù)脫氧至氧含量為100 300ppm，控制大包溫度為1620 1650 。C;2) 精煉喂入鋁線400 600m調(diào)整至定氧值，調(diào)整合金元素含量，加入鋼水質(zhì) 量0. 013~0. 016%的Nb或V，大吹氬至少3min;強(qiáng)制脫氧至氧含量為20 30ppm, S含量不大于0. 012%，控制溫度為1650~1660°C,扒渣處理；3) 真空處理真空處理前在鋼包內(nèi)加入真空預(yù)熔渣，加入的量為0. 4_0.化g/t 鋼，然后在不大于0.5乇的真空度保持至少30分鐘；真空預(yù)熔渣組成為CaO 55—60%、 Si02 15—20%、 A1203 15-20%、 MgO 3-5%;4) 澆鑄、軋制氬氣保護(hù)下采用低碳復(fù)合保護(hù)渣澆鑄，然后軋制成鋼板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高級別探傷鋼種的冶煉方法。所述方法包括電爐熔化、精煉、真空處理、澆鑄、軋制，其中電爐熔化時鋼水預(yù)脫氧至氧含量為100～300ppm，控制大包溫度為1560～1650℃；精煉時按精煉定氧值喂入鋁線，加入晶粒細(xì)化劑，大吹氬至少3min；精煉至氧含量為20～30ppm，S含量不大于0.015％，控制溫度為1650～1660℃，扒渣處理；真空處理前在鋼包內(nèi)加入真空預(yù)熔渣，然后在不大于0.5乇的真空度保持至少20分鐘；惰性氣體保護(hù)下采用碳含量不大于6.0％的低碳復(fù)合保護(hù)渣澆鑄。本方法操作簡便，是一種制備高級別超聲波探傷鋼種的新途徑，通過對影響錠-材探傷級別的因素的控制，使利用廢鋼原料進(jìn)行冶煉成為可能，實現(xiàn)了資源優(yōu)化使用，擴(kuò)大了電爐鋼品種。
文檔編號C21C7/00GK101451175SQ20071019302
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者李惠勇, 林建農(nóng), 趙向政 申請人:舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司