專利名稱：一種低P、S、Ti鋼的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種轉(zhuǎn)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(chǎn)低P、S、Ti鋼的方法。
背景技術(shù)：
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(qū)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(xiàn)冷脆性，能使鋼的強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)提高大氣腐蝕穩(wěn)定性，含量應(yīng)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(chǎn)中也是需要加以控制含量的一種元素。 目前，隨著市場(chǎng)的不斷進(jìn)步，鋼的用途也逐步提高，伴隨而來的是對(duì)鋼的質(zhì)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(duì)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(jié)構(gòu)，如液化石油氣儲(chǔ)罐、冷凍設(shè)備及石油化工低溫設(shè)備等。對(duì)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?？筍腐蝕用鋼是能降低S腐蝕的鋼。實(shí)踐證明，殘余元素P、S等在晶間偏聚造成晶界脆化，會(huì)造成材料高溫回火脆性，同時(shí)P、S超過一定含量時(shí)，對(duì)鋼材的脆性轉(zhuǎn)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(xué)性能；另外還有鋼中的Ti元素在金屬基體內(nèi)容易形成高熔點(diǎn)、高硬度的點(diǎn)狀?yuàn)A雜，對(duì)鋼的低溫沖擊性能有不良的影響，同時(shí)Ti的活性很高，在微合金化的鋼中，它和N結(jié)合的能力比V和Nb都強(qiáng)，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(duì)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(diǎn)出鋼。當(dāng)鐵水中Si、P、S含量較低時(shí)，或者鋼種對(duì)P、S要求不嚴(yán)格，以及冶煉低碳鋼種時(shí)，均可以采用單渣操作。單渣操作工藝比較簡(jiǎn)單，吹煉時(shí)間短，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(yīng)于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高碳低磷鋼水的工藝，它不需要兩次倒渣操作，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用轉(zhuǎn)爐高碳出鋼工藝存在去磷能力差、終點(diǎn)溫度偏低、設(shè)備投資及生產(chǎn)成本過高、前后工序產(chǎn)能不匹配的問題。該發(fā)明包括將高硅高磷鐵水送入轉(zhuǎn)爐中采用變槍變氧流量操作進(jìn)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(jìn)行脫磷并調(diào)整終點(diǎn)溫度和終點(diǎn)碳。轉(zhuǎn)爐吹煉后期結(jié)束時(shí)的終點(diǎn)碳含量達(dá)到0. 3%-0. 8%，終點(diǎn)磷含量小于0. 015%，終點(diǎn)溫度達(dá)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(xù)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(yáng)效果，吹氧升溫，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1600-1620°C、C元素達(dá)到0. 02-0. 05%、P元素達(dá)到0. 003%以下，開始出鋼；3)鋼包中加入合金脫氧劑，進(jìn)入LF精煉，采用活性石灰為主要造渣材料，進(jìn)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(qiáng)脫S效果，將鋼中硫含量降至0. 003%以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)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(wěn)定生產(chǎn)低P、S、Ti鋼的方法。采用本發(fā)明的方法，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)P彡0. 012%、S ( 0. 005%,Ti ( 0. 006%的鋼種。所謂的留鋼出鋼指轉(zhuǎn)爐在出鋼過程中為了確保不下渣，轉(zhuǎn)爐鋼水不完全出掉，留有一部分鋼水的工藝。 本發(fā)明所提供的低P、S、Ti鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟轉(zhuǎn)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(yōu)選技術(shù)方案，通過雙渣操作，前期氧化脫P(yáng)和脫Ti，后期繼續(xù)保持低溫進(jìn)行脫P(yáng)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(jù)鐵水成分和所煉鋼種要求，也可以多次倒渣造新渣。本發(fā)明采用雙渣操作并多次倒?fàn)t以達(dá)到的更好的脫磷效果。作為優(yōu)選技術(shù)方案，前期采用高拉碳法，采用鐵水量5 10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，例如優(yōu)質(zhì)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(shí)的C控制在0. 15%-0. 36%，一次渣后，脫C率達(dá)到50 60%，脫P(yáng)率達(dá)到75% 85%，脫Ti率達(dá)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(nèi)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(dá)到出鋼要求時(shí)停止吹氧，此時(shí)熔池中不但硫磷和溫度符合出鋼溫度要求，而且計(jì)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(guī)格要求。高拉碳法可減少鋼中氣體對(duì)鋼性能的影響，使得鋼水質(zhì)量有明顯改善。同時(shí)，使一倒鐵水溫度及C含量控制在合適的范圍內(nèi)，使得化渣充分，造良好的活性渣，從而，確保前期脫P(yáng)、脫Ti效果。作為優(yōu)選技術(shù)方案，倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)及脫S，使鋼水溫度(1620°c，爐渣堿度> 3. 5。轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束鋼水中的碳含量比較高，爐渣具有較強(qiáng)的氧化性，鋼水中碳繼續(xù)與渣中氧反應(yīng)，導(dǎo)致渣中氧勢(shì)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(shí)也會(huì)由于爐渣、金屬的混合繼續(xù)反應(yīng)引起回磷。因此為減少轉(zhuǎn)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(yōu)選技術(shù)方案，二次渣后，前期脫P(yáng)，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到60 80%，脫S率達(dá)到60 80% ;脫Ti率達(dá)到60 80%。作為優(yōu)選技術(shù)方案，出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)P 彡 0. 006%、Ti ( 0. 006%、S 彡 0. 020%。作為優(yōu)選技術(shù)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(dǎo)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(dá)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(zhì)量明顯改善。同時(shí)，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(nèi)。這樣為下一爐的啟弧創(chuàng)造了有利的條件，十分便于起弧操作，從而加快熔化。同時(shí)，留下的氧化渣為熔化初期的脫磷創(chuàng)造極為有利的條件。此外，通電前在爐底即有液態(tài)熔池存在，提前形成熔池，可以大大提高啟弧階段電弧的穩(wěn)定性，盡早且有效地進(jìn)行吹氧，從而增加輸入爐內(nèi)的功率，提高功率因數(shù)，改善對(duì)供電系統(tǒng)的干擾。而且也保護(hù)了爐底免受電極穿井時(shí)造成的電弧對(duì)爐底的損傷，及爐渣與爐底直接接觸時(shí)造成的對(duì)爐底的侵蝕，從而提高爐底的壽命。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的低P、S、Ti鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟I)前期采用高拉碳法，采用5 10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在 15500C "15900C，此時(shí)的C控制在0. 15%-0. 36%，一次渣后，脫C率達(dá)到50 60%，脫P(yáng)率達(dá)到75% 85%，脫Ti率達(dá)到85% 95% ；2)倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)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(yáng)，后期高拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到60 80%，脫S率達(dá)到60 80% ;脫Ti率達(dá)到60 80% ；4)出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)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(fā)明通過轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐冶煉低P、S、Ti鋼，采用本發(fā)明的生產(chǎn)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(duì)P、S、Ti含量控制嚴(yán)格的用鋼需求。
具體實(shí)施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。實(shí)施例I此例為生產(chǎn)Q345E其中一爐實(shí)際成分,生產(chǎn)方法如下I)前期采用高拉碳法，采用10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15500C，此時(shí)的C控制在0. 17%，一次渣后，脫C率達(dá)到55%，脫P(yáng)率達(dá)到80%，脫Ti率達(dá)到90% ；2)倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)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(yáng)，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到60%，脫S率達(dá)到80% -M Ti率達(dá)到70% ；4)出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)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(shí)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(shí)施例2此例為A105其中一爐實(shí)際成分，生產(chǎn)方法如下I)前期采用高拉碳法，采用5%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15700C，此時(shí)的C控制在0. 19%，一次渣后，脫C率達(dá)到50%，脫P(yáng)率達(dá)到75%，脫Ti率達(dá)到95%左右；2)倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)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(yáng)，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到70%，脫S 率達(dá)到60% -M Ti率達(dá)到60% ；4)出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)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(shí)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(shí)施例3此例為Q345E其中一爐實(shí)際成分,生產(chǎn)方法如下I)前期采用高拉碳法，采用8%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15900C，此時(shí)的C控制在0. 22%，一次渣后，脫C率達(dá)到60%，脫P(yáng)率達(dá)到85%，脫Ti率達(dá)到85% ；2)倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)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(yáng)，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到80%，脫S率達(dá)到70% -M Ti率達(dá)到80% ；4)出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)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(shí)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(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)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(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低P、S、Ti鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，通過雙渣操作，前期氧化脫P(yáng)和脫Ti，后期繼續(xù)保持低溫進(jìn)行脫P(yáng)和脫S。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，前期采用高拉碳法，采用鐵水量5 10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在155(Tl590°C，此時(shí)的C控制在0.15%-0. 36%, 一次渣后，脫C率達(dá)到50 60%，脫P(yáng)率達(dá)到75% 85%，脫Ti率達(dá)到85% 95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)及脫S，使鋼水溫度彡1620°C，爐渣堿度彡3. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，二次渣后，前期脫P(yáng)，后期拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到60 80%，脫S率達(dá)到60 80% ;脫Ti率達(dá)到60 80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I飛任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)P彡0. 006%、Ti彡0. 006%、S彡0. 020%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)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(jù)權(quán)利要求f7任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的低P、S、Ti鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟 1)前期采用高拉碳法，采用5 10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼冷卻鐵水，使一倒鐵水溫度控制在15500C "15900C，此時(shí)的C控制在0. 15%-0. 36%，一次渣后，脫C率達(dá)到50 60%，脫P(yáng)率達(dá)到75% 85%，脫Ti率達(dá)到85% 95% ； 2)倒渣后，繼續(xù)加入渣料，進(jìn)行后期脫P(yáng)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(yáng)，后期高拉碳脫S，以一次渣后的為基準(zhǔn)，脫P(yáng)率達(dá)到6(T80%，脫S率達(dá)到60 80% ;脫Ti率達(dá)到60 80% ； 4)出鋼時(shí)，采用滑板擋渣及留鋼出鋼的工藝，使出鋼時(shí)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(fā)明涉及一種低P、S、Ti鋼的生產(chǎn)方法，轉(zhuǎn)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(chǎn)低P、S、Ti的鋼種的實(shí)現(xiàn)。采用本發(fā)明的方法，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)P≤0.012%、S≤0.005%，Ti≤0.006%的鋼種。
文檔編號(hào)C21C7/064GK102732777SQ20121018637
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者劉志國(guó), 姚忠, 尹修剛, 王明原, 董詩(shī)鵬 申請(qǐng)人:承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?br>