[发明专利]一种转炉冶炼、连铸生产中碳合金钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种中碳合金钢的冶炼、连铸生产方法。

背景技术

中碳中硬度合金钢是一种特殊用途的钢种。在冶金制造厂传统的生产方法是采用转炉加炉外精炼或电弧炉冶炼，其生产流程为：转炉冶炼-吹氩-喷粉-铸锭-钢锭加热-初轧开坯-钢坯缓冷-钢坯清理-钢坯二次加热-钢坯轧制-高温回火-性能检验-入库。

按照这种生产方法，从冶金企业技术进步的角度来看，存在如下问题：

一是钢的综合成材率低。单从钢锭到钢坯，成坯率仅为80％(切头13.5％、切尾3.5％、浇注损失3％)，综合材成材率仅达到62％左右。

二是生产周期长，能源浪费较大。由于入炉铁水的P、S含量较高(在0.030％-0.060％之间)，降低钢中的C、P、S，调整Si、Mn需消耗大量的冶炼时间，整个冶炼时间要在2小时左右。再由于电炉必然要经过熔炼期、氧化期、还原期等过程，因此单炉生产时间至少需要在5小时以上，能源浪费严重。此外，钢锭浇注后还需将钢锭运送到初轧厂进行脱模、加热、开坯轧制，消耗大量人力、物力资源。

三是钢质纯净度较差。由于炉后只配有吹氩、喷粉处理设施，故此钢中的P、S含量较高，其中P基本在0.020％-0.025％左右、S也在0.015％-0.020％左右。

四是钢的生产成本高。由于上述二种生产方法所经历的期间过程较多、成材率相对较低，因此造成了二者成品钢板的成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，进一步满足用户的需要及促进冶金技术的发展，本发明提供了一种转炉、连铸生产中碳合金钢的方法。该方法可以大大降低钢中的P、S含量及有害杂质含量，净化钢质，改善钢的综合性能，从而达到节约能源，降低成本，提高成材率和产量的目的。同时，本发明的实施也极大地促进了冶金企业的技术进步，为中碳合金钢的生产提供了一种更加适宜、高效的生产方法。

本发明提供的转炉、连铸生产中碳合金钢的方法为：

铁水预处理-转炉冶炼-LF-VD-喂线处理-连铸(电磁搅拌)-铸坯进坑缓冷-铸坯加热-铸坯轧制-钢板缓冷-检验-入库。

本发明的主要技术特征有以下五个方面：

一是采用铁水预处理。入炉前的铁水经预处理后，使铁水中的S、P含量得到有效地降低，通常可降低到0.015％左右，为缩短转炉冶炼周期、提高钢水质量奠定了较好的基础。由于采用铁水预处理，可使整个转炉冶炼时间缩短50分钟左右。钢中的P基本上可降到0.015％以下、S基本上可降到0.010％以下。同时转炉出钢温度应控制在1630℃-1650℃左右。

二是炉外精炼-LF炉的应用。钢水通过LF炉处理，不仅可以有效地调整钢中各元素成分达到内控目标，而且还可以有效地降低钢中S、P元素含量，保证钢中的P控制在0.012％左右、S可达到0.003％左右。同时还可以提高钢水温度，为进行VD处理及上机浇注提供条件。通常情况下，LF炉处理时间为50-70分钟、搬出温度为1640℃-1650℃。

三是炉外精炼-VD处理。钢水通过VD处理后，可使钢中的气体降到最低的水平。一般情况下钢中的H、0、N分别达到2.0ppm、10.0ppm和20.0ppm以下，可有效地防止钢坯及钢板中白点的产生，提高钢水的纯净度。通常情况下，VD要求保压时间为：15-25分钟；搬出温度为1530℃-1570℃左右。

四是炉外精炼-喂线处理。通过向钢中喂入一定量的Si-Ca线，可使钢中的夹杂变性，并形成低熔点的复合夹杂充分上浮，进入渣中，使钢中的夹杂含量和级别得到大幅度地下降，基本上可以达到A 1.5、B1.0、C1.0、D1.5的水平，钢质有了极大的改善。通常情况下，向钢中喂入Si-Ca线的含量基本控制在500m-1000m。

五是连铸。连铸是本发明的关键环节。连铸方法的顺行与否将直接影响铸坯的质量，乃至钢板的综合性能。在连铸过程中要着重要控制如下几道工序：

1、保护浇注。采用中间罐浸入式水口、钢包长水口浇注，并吹Ar保护，可有效地防止整个浇注过程的二次氧化和水口结瘤，保证浇注顺行。

2、保护渣的选择。为充分保证铸坯的质量和浇注过程的顺行，在本方法生产中应选择与该钢种成分相匹配的CC-205B型号保护渣。

3、电磁搅拌。采用电磁搅拌技术可使铸坯在凝固过程中有效地破坏柱状晶的生长，形成所期望的等轴晶，扩大等轴晶的比例。电磁搅拌所采用的方式为交替、连续、两组反向，输出频率为2-8Hz，电流为450A-650A。