專利名稱：轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新材料冶煉，具體地說是涉及一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生
產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
我國是發(fā)展中國家，廢鋼資源缺乏，因此，鋼產(chǎn)量的迅速增加主要依賴于高爐-轉(zhuǎn)爐長流程煉鋼的發(fā)展。傳統(tǒng)特殊鋼生產(chǎn)一般采用電爐冶煉工藝，隨著鐵水預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用日益成熟，鐵水脫硅、脫磷、脫硫技術(shù)開發(fā)成功并應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，以及爐外精煉技術(shù)發(fā)展，為轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高純凈優(yōu)鋼、特殊鋼提供了有力技術(shù)保證。20世紀(jì)80年代未，隨著鐵水預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用日益成熟，為轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼提供優(yōu)質(zhì)的低磷、低硫鐵水創(chuàng)造了條件；爐外二次精煉的發(fā)展、完善和普及，又為轉(zhuǎn)爐流程在生 產(chǎn)特殊鋼時(shí)的脫氧、鋼的純凈度和溫度做了保證。轉(zhuǎn)爐與鐵水預(yù)處理及二次精煉設(shè)備相結(jié)合，特別是基于轉(zhuǎn)爐冶煉采用金屬雜質(zhì)含量低的鐵水作原材料，冶煉過程沒有電爐冶煉過程中電弧區(qū)鋼液吸氮問題，轉(zhuǎn)爐流程不僅可以生產(chǎn)出過去靠電爐生產(chǎn)的軸承鋼、不銹鋼等，而且可以生產(chǎn)出一些電爐難以生產(chǎn)的品種，如含C、N總含量低于50ppm，含Cu、Ni、Cr、Mo、Pb總含量低于O. 14%的深沖鋼。日本神戶制鋼采用高爐-鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐-二次精煉-連鑄生產(chǎn)的軸承鋼，鋼中[O]小于6. 3ppm;由于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼金屬夾雜物及[N]含量低，轉(zhuǎn)爐與RH爐配合生產(chǎn)的軸承鋼中[O]為20ppm時(shí)，可達(dá)到電爐與RH爐配合生產(chǎn)的軸承鋼中[O]為IOppm時(shí)疲勞壽命的水平。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼的關(guān)鍵技術(shù)包括轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制、爐外精煉、中間包冶金、特殊鋼連鑄、控軋控冷和大型夾雜物控制等基本工藝技術(shù)。轉(zhuǎn)爐與電爐生產(chǎn)特殊鋼的主要區(qū)別之一是原料不同。轉(zhuǎn)爐工藝的原料要求至少有60%的鐵水。廢鋼的添加數(shù)量取決于鐵中硅、碳和磷的含量以及廢鋼的預(yù)熱溫度。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼材消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化，特殊鋼的市場需求將會(huì)逐漸擴(kuò)大，為轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼提供了市場機(jī)遇。日本于1957年引進(jìn)氧氣轉(zhuǎn)爐技術(shù)，1961年使用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼28萬t，占當(dāng)時(shí)特殊鋼產(chǎn)量的10% ；1967年生產(chǎn)156萬t，占23% ；1971年生產(chǎn)528萬t，占51% ；1985年產(chǎn)量達(dá)1200萬t，近年來一直保持在1000萬t以上的水平，占特殊鋼產(chǎn)量的70%左右。目前，國外用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼占特殊鋼總量的60%左右，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼(不銹鋼除外)的國家主要是日本、德國及韓國。我國特殊鋼生產(chǎn)基本仍以電爐生產(chǎn)為主，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼起步較晚，與國外一些轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼企業(yè)相比，工藝和裝備仍存在很大差距。采用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼在我國已有一些先例，如攀鋼1988年用轉(zhuǎn)爐試生產(chǎn)出60Si2Mn，萊鋼1997年用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)45鋼管坯獲得成功。目前轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼技術(shù)水平最強(qiáng)的企業(yè)主要是寶鋼和武鋼。國內(nèi)用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)軸承鋼的企業(yè)主要有首鋼、武鋼、本特、太鋼、萊鋼等鋼廠；生產(chǎn)彈簧鋼的企業(yè)主要是寶鋼、鞍鋼、邯鋼、石鋼、重鋼等；生產(chǎn)齒輪鋼的企業(yè)有寶鋼、首鋼和攀鋼等企業(yè)。目前，由于我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)量規(guī)模的增大，生產(chǎn)工藝裝備的提升，原普鋼廠的普轉(zhuǎn)優(yōu)、優(yōu)轉(zhuǎn)特，致使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼技術(shù)開發(fā)進(jìn)入空前快速發(fā)展階段，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)特殊鋼技術(shù)也不斷促進(jìn)了我國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化。特殊鋼應(yīng)用范圍較廣，在發(fā)達(dá)工業(yè)國家70%以上用于汽車和機(jī)械制造業(yè)。其中直接或間接用于汽車消費(fèi)的特殊鋼鋼材量可達(dá)總量的50% (直接用量占其總量的25-27%)以上，其它為機(jī)械工業(yè)用。我國特鋼產(chǎn)品的主要流向則是機(jī)械制造業(yè)(包括農(nóng)機(jī))30% ;汽車行業(yè)20% ;石油、化工行業(yè)10-15%，鐵路20%，其他行業(yè)15-20%。在工業(yè)化國家優(yōu)特鋼材的消費(fèi)中，汽車工業(yè)占50%左右，機(jī)械工業(yè)占24%左右，所以汽車工業(yè)是特殊鋼的主要市場。發(fā)展轉(zhuǎn)爐特殊鋼生產(chǎn)，必須瞄準(zhǔn)國內(nèi)汽車工業(yè)市場。適于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的特殊鋼品種
目前國外轉(zhuǎn)爐廠已能生產(chǎn)的特殊鋼品種，如圖所示，主要包括軸承、齒輪、彈簧、非調(diào)質(zhì)和高強(qiáng)鋼絲等品種。主要配置包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐、LF爐、真空處理爐和連鑄。隨著制造業(yè)的發(fā)展，特殊鋼必須滿足工件高速、重載、精密與長壽命的技術(shù)要求。因此，必須嚴(yán)格控制鋼中夾雜物尺寸、形態(tài)，減少鋼中缺陷，提高鋼材純凈度和表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將鐵水脫硫技術(shù)、轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)、造渣技術(shù)、擋渣出鋼技術(shù)、終點(diǎn)碳控制技術(shù)、溫度控制技術(shù)、爐外精煉技術(shù)、精煉脫氧、夾雜物控制技術(shù)、全程無氧化保護(hù)澆鑄技術(shù)、中間包冶金技術(shù)、電磁攪拌技術(shù)、連鑄專用覆蓋劑，保護(hù)渣技術(shù)、連鑄自動(dòng)控制技術(shù)集成運(yùn)用于轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼的生產(chǎn)方法。本發(fā)明一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法，包括高爐熔煉步驟、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟、LF精煉步驟、VD真空脫氣步驟、連鑄步驟和連軋步驟，其特征在于
一)轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟
1)所述的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟中不同鋼種廢鋼配入量為
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法，包括高爐熔煉步驟、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟、LF精煉步驟、VD真空脫氣步驟、連鑄步驟和連軋步驟，其特征在于 一)轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟 .1)所述的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟中不同鋼種廢鋼配入量為鋼種I終點(diǎn)C含量I噸鐵水廢鋼配入量.10、25、20CrMnTi，20CrMo、20CrMnMo.0.06 0.08216.5kg.35、25CrMnVA、35CrMo、27CrMo.0.10 0.15215.2kg.45，42CrMo、55SiMnMo、60Si2Mn|o. 15 0. 25丨213. 3kg .2)轉(zhuǎn)爐吹煉的開吹槍位I.5米；過程槍位I. 6 I. 7米；最高槍位I. 9米；最低槍位I. 4米；終點(diǎn)深吹時(shí)間I. 5分鐘一 I分鐘； .3)終點(diǎn)溫度為入精煉溫度一般比鋼種熔點(diǎn)高50±10°C； 出鋼時(shí)溫降包括出鋼時(shí)鋼水進(jìn)入大包和熔化合金的溫降；轉(zhuǎn)爐出鋼過程中平均溫降.73 0C ； 終點(diǎn)碳、P、S控制范圍 鋼種|[C]%|[S]% |[P]%.10、25、20CrMnTi，20CrMo、20CrMnMoI 06 0. 08 _ 彡 0. 030 ^ 0. 025 —.35、25CrMnVA、35CrMo、27CrMoI 10 0. 15 _ 彡 0. 029 ^ 0. 025 — .45，42CrMo、55SiMnMo、60Si2Mn|o.15 0. 25 |彡 0.029 |彡 0.025 .4)造渣終渣堿度按3.0 3. 5控制；當(dāng)鐵水S彡0. 080%或鐵水帶渣量> 5%時(shí)，采用雙渣法操作，前期倒渣時(shí)間應(yīng)在240s左右，保證倒出1/3以上渣量； 石灰加入量計(jì)算公式 (1)鐵水石灰加入量(T)= 2. 14XW[Si]XR/CaO%有效X鐵水量t) (2)按鐵水帶渣量 鐵渣Si02%有效=SiO2 - Ca0%鐵渣/R 石灰加入量(kg/t) =(RXW Si02.渣)/ (WCa0.石灰一RXff Si02 石灰) 加入含SiO2的輔原料，都可按(2)式計(jì)算補(bǔ)加量,石灰加入量為上述鐵水需石灰量與各種原料需補(bǔ)加石灰量的總和； 石灰在開吹后7min內(nèi)加完； 白云石加入量 白云石加入量根據(jù)鐵水溫度、硅含量及冶煉過程溫度酌量加入，但加入量不超過2t ； 螢石加入量 螢石加入量不得超過石灰加入量的8%，盡量減少螢石用量，可根據(jù)爐內(nèi)化渣情況分多批少量加入，吹煉終點(diǎn)前Imin嚴(yán)禁加入螢石； 鐵礦石和氧化鐵皮加入量 終渣TFe應(yīng)控制在10% 15%之間，根據(jù)熱量狀況和吹煉情況加入鐵礦石或氧化鐵皮，每批加入量不得超過200kg，拉碳前2min嚴(yán)禁加入鐵礦石或氧化鐵皮； 終點(diǎn)調(diào)溫優(yōu)先采用輕燒白云石和球團(tuán)礦，嚴(yán)禁用石灰調(diào)溫，每爐鋼出鋼完畢必須進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作； 吹煉過程根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整槍位，初期在力爭早化渣、化好渣前提下，要適當(dāng)控制好爐渣的泡沫化程度，中期要防止?fàn)t渣返干，減少噴濺；5)擋渣出鋼擋渣球的密度要介于鋼液與熔渣之間，為4.2 5. 0kg/cm3，浸入鋼液的深度為球的1/3，保證鋼水流盡而又能擋住爐渣；投球的位置出鋼口的正上方；投球的時(shí)間在出鋼結(jié)束前Imin ； 6)大包合金化 包內(nèi)脫氧合金化(I)合金應(yīng)在出鋼1/3時(shí)開始加，出鋼2/3時(shí)加完，并加在鋼流的沖擊處，以利于合金的熔化和均勻； (2)出鋼過程中下洛量小于精煉爐總洛量的0. 5%,并向包內(nèi)加10kg/t鋼石灰，以減少“回磷”和提高合金的收得率； 包內(nèi)脫氧精煉爐內(nèi)合金化 真空爐內(nèi)脫氧合金化的操作要點(diǎn)W、Ni、Cr、Mo等難熔合金在真空處理開始時(shí)加入；B、Ti、V、RE貴重的合金元素在處理后期加入； 預(yù)脫氧向鋼中加入脫氧元素，使之與氧發(fā)生反應(yīng)，生成不溶于鋼水的脫氧產(chǎn)物，并從鋼水中上浮進(jìn)入渣中，鋼中氧含量達(dá)到所煉鋼種的要求；采用沉淀脫氧與擴(kuò)散脫氧相結(jié)合，在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中使用新型脫氧劑Al-Mn-Ti-Fe沉淀脫氧與Si-C擴(kuò)散脫氧相結(jié)合，對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧； 二)精煉步驟 1)供氬精煉前期氬氣破渣面直徑為300—350mm，精煉中期為350—450mm，后期200—250mm ；LF2#爐精煉前期氬氣流量為300— 400L/h，精煉中期為350— 450L/h，精煉后期為150—200L/h ;代氬過程送電期間弧流保持平穩(wěn)； 2)供電到站溫度高彡液相線+60°C的鋼水，采用7#、8#檔位電壓、28000— 32000A電流送電；到站溫度低彡液相線+ 20°C的鋼水應(yīng)采用5#、6#檔位電壓、30000—34000A電流送電；新包、挖補(bǔ)包第一火均勻升溫，精煉時(shí)間應(yīng)大于IOOmin ； 3)造渣渣量為I.5-2. 5%，渣厚為200-300mm，白渣保持時(shí)間彡35min ； 渣料加入量
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法，其特征在于所述的軟吹是鋼水不裸露渣面、渣面不結(jié)殼、減少鋼水的二次氧化及保證軟吹時(shí)間大于20min ;在軟吹后期，為保證精煉渣不結(jié)殼，可適當(dāng)加入20-30kg鋼包稀渣保溫劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及新材料冶煉，具體地說，是涉及一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法。本發(fā)明一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)爐流程高潔凈低氧含量特殊鋼生產(chǎn)方法，包括高爐熔煉步驟、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼步驟、LF精煉步驟、VD真空脫氣步驟、連鑄步驟和連軋步驟。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)特殊鋼生產(chǎn)工藝相比本發(fā)明方法生產(chǎn)特殊鋼節(jié)奏快、效率提高50%；鋼材純凈度高，鋼材中平均氧含量≤10ppm；夾雜物A+B+C+D≤2.5級(jí)；鋼材質(zhì)量穩(wěn)定，綜合性能合格率達(dá)99.99%，產(chǎn)品主要用于汽摩、石油、風(fēng)電、機(jī)械制造等行業(yè)。本發(fā)明方法與電爐短流程生產(chǎn)特殊鋼材相比，噸鋼生產(chǎn)成本降低113元，成材率提高1.95％，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C21C5/32GK102758051SQ201210119800
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者任元和, 尚大軍, 張文青, 張玉環(huán), 談彪, 陳列 申請(qǐng)人:西寧特殊鋼股份有限公司