[发明专利]一种高级别管线钢的电炉冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高级别管线钢的电炉冶炼方法，属管线钢冶炼方法领域。

背景技术

目前，国内高级别管线钢的生产以转炉钢为主，采用电炉冶炼的只有舞阳钢铁公司一家。南京转炉炼钢厂、上海宝钢梅山炼钢厂等国内钢厂均采用预处理铁水+转炉冶炼+LF精炼+RH(VD/VOD)真空处理+连铸工艺生产管线钢。转炉用铁水需要全部经过三脱处理，方可精确控制出钢终点[C]含量和[O???]含量；精炼过程大量使用精炼预熔渣，使用的脱氧剂为铝粒、硅铝钙，精炼工序没有脱硫任务，使用超低碳铝锰合金，RH真空处理。现有的高级别管线钢的冶炼难点在于成品钢板的非金属夹杂物，尤其是以B类氧化铝为控制关键。由于转炉的铁水经过脱硫处理，精炼没有脱硫任务，故因强制吹氩搅拌钢水而带来的氧化铝夹杂物较少，有利于提高钢水纯净度，最终减少了钢板中的非金属夹杂物含量，满足管线钢对钢板物理性能的要求。而电炉冶炼，由于入炉钢铁料结构限制，必须采取有效的脱硫手段，同时控制氧化铝含量。目前国内成熟工艺的管线钢最高级别为X70，而X80等尚需要进口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高级别管线钢的电炉冶炼方法，以扩大了电炉钢厂的生产品种，提高电炉钢厂的市场竞争力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种高级别管线钢的电炉冶炼方法，取重量含量为60％—70％的热铁水、5％—10％的生铁、15％—30％的废钢及5％—20％的海绵铁进行配料，将配好的料送入电炉进行冶炼，冶炼周期为45—55分钟；电炉工艺采用泡沫渣技术，泡沫渣的最佳形成条件为碱度R＝1.8—22，FeO 25％—35％、CaO 35％—45％、SiO₂ 18％—22％，供氧流量3000—4000Nm³/h，出钢条件为[C]0.04—0.08％；[P]≤0.008％，钢包内钢水温度1620—1650℃；然后进行真空自然氧脱碳，电炉出钢后，钢中富裕氧含量，在真空状态下与钢中的碳进行反应，脱碳速度为每分钟0.005％—0.008％，达到终点[C]含量≤0.02％的目标值；然后送入LF精炼炉进行精炼造渣，精炼过程总渣量控制在20Kg/t钢以上，渣中CaO含量控制在50％—55％之间，渣中SiO₂含量控制在5％—10％之间，渣中Al₂O₃含量控制在20％—30％之间，精炼渣碱度控制在2.5—3.5之间(其二元碱度控制在5—7之间)，加入脱氧剂进行脱氧，并将氩气流量控制在300L/min，在20分钟内加入电解锰等合金，当温度升至1600℃左右时，在脱氧良好的情况下，即可同步完成90％的脱硫任务，精炼后期，氩气流量减小到100L/min，少量补加硅铁粉和石灰；然后进行真空处理，再经过连铸工序即可得成品。

本发明的电炉工艺采用泡沫渣技术，泡沫渣技术提高了电弧的热效率，改善了熔化初期的脱磷条件，并且可满足每分钟0.07％～0.10％的脱碳速度。出钢条件为[C]＝0.04～0.08％；[P]≤0.008％。出钢采用避渣出钢，钢包内不加任何合金和脱氧剂；钢包内钢水温度1620—1650℃。

真空自然氧脱碳工艺为应用真空下[0]与[C]的反应能力随真空度的提高而提高的原理，利用电炉出钢后钢中富裕氧含量，在真空状态下与钢中的碳进行反应，达到终点[C]含量≤0.02％的目标值，并可结合定氧仪实测值，变化为真空前加入碳粉脱除钢中多余的氧，达到脱碳毕自由[O]含量≤60ppm的预期目标，其优点是可弥补电炉工艺脱碳能力不足和终点氧含量控制不易问题，并可达到先期去除钢中气体和夹杂的作用，是冶炼高纯净低碳钢不可缺少的重要环节。

精炼造渣工艺为精炼过程总渣量控制在20Kg/t钢以上，渣中CaO含量控制在50％—55％之间，渣中SiO₂含量控制在5％—10％之间，渣中Al₂O₃含量控制在20％—30％之间，精炼渣碱度控制在2.5—3.5之间(其二元碱度控制在5—7之间)，上述炉渣组成可提高炉渣的吸附能力及加快脱硫速度。