[发明专利]一种低P、S、Ti钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁的生产方法，尤其涉及一种转炉冶炼过程采用双渣操作及留钢出钢的工艺，出钢过程采用滑板挡渣工艺生产低P、S、Ti钢的方法。

背景技术

钢是含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、铬、镍、钒、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。其中钢中所含的磷是有害元素，降低钢的塑性和韧性，出现冷脆性，能使钢的强度显著提高，同时提高大气腐蚀稳定性，含量应该限制在0.05%以下。其中的硫也是有害元素，使钢热脆性大，含量限制在0.05%以下。钢中所含的钛也是有害元素，它使得钢的延性变差，在生产中也是需要加以控制含量的一种元素。

目前，随着市场的不断进步，钢的用途也逐步提高，伴随而来的是对钢的质量要求的不断提高，例如一些低温用钢，一些抗S腐蚀用钢等，对钢的有害残余元素提出了近乎苛刻的要求。低温用钢主要用于低温下工作的容器、管道和结构，如液化石油气储罐、冷冻设备及石油化工低温设备等。对低温用钢的主要性能要求是保证在使用温度下具有足够的韧性及抵抗脆性破坏的能力。抗S腐蚀用钢是能降低S腐蚀的钢。

实践证明，残余元素P、S等在晶间偏聚造成晶界脆化，会造成材料高温回火脆性，同时P、S超过一定含量时，对钢材的脆性转变温度提高很多，造成材料低温冲击韧性低，恶化钢材的综合力学性能；另外还有钢中的Ti元素在金属基体内容易形成高熔点、高硬度的点状夹杂，对钢的低温冲击性能有不良的影响，同时Ti的活性很高，在微合金化的钢中，它和N结合的能力比V和Nb都强，所以在微合金化钢中Ti容易降低钢中V、Nb的作用。所以在这些低温用钢，一些抗S腐蚀用钢中，对残余元素，尤其是P、S、Ti提出了更高的要求。

目前采用的炼钢工艺一般有单渣操作和双闸操作。单渣操作就是在冶炼过程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣、直到终点出钢。当铁水中Si、P、S含量较低时，或者钢种对P、S要求不严格，以及冶炼低碳钢种时，均可以采用单渣操作。单渣操作工艺比较简单，吹炼时间短，易于实现自动控制。单渣操作工艺一般冶炼的P≤0.025%、S≤0.010%、Ti≤0.010%。如CN 1995404C公开了一种适应于转炉生产高碳低磷钢水的工艺，它不需要两次倒渣操作，解决了现有技术中采用转炉高碳出钢工艺存在去磷能力差、终点温度偏低、设备投资及生产成本过高、前后工序产能不匹配的问题。该发明包括将高硅高磷铁水送入转炉中采用变枪变氧流量操作进行吹炼，吹炼前期化渣有效脱磷，吹炼中期高效脱磷后倒去富磷渣，吹炼后期再进行脱磷并调整终点温度和终点碳。转炉吹炼后期结束时的终点碳含量达到0.3%-0.8%，终点磷含量小于0.015%，终点温度达1640～1660℃。

双渣操作就是在冶炼过程中倒两次渣，第一次倒渣后继续冶炼再次造渣，第二次倒渣后才出钢，这种方法主要是为了深脱磷。如CN 101586174A公开了一种超洁净焊接用钢双渣精炼法，依次包括如下步骤：1)首先在初炼电炉中兑铁水、加入废钢，吹氧熔炼；2)钢水温度升至1500℃开始换渣，提高脱P效果，吹氧升温，当钢水温度达到1600-1620℃、C元素达到0.02-0.05%、P元素达到0.003%以下，开始出钢；3)钢包中加入合金脱氧剂，进入LF精炼，采用活性石灰为主要造渣材料，进行初脱S；4)精炼20-30分钟后，S含量降至0.015%以下后开始换渣，精炼二次渣采用活性石灰配入电石为主要造渣材料，加入Ca线加强脱S效果，将钢中硫含量降至0.003%以下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉冶炼过程采用双渣操作及留钢出钢的工艺，出钢过程采用滑板挡渣工艺，能稳定生产低P、S、Ti钢的方法。采用本发明的方法，可以稳定地生产P≤0.012%、S≤0.005%，Ti≤0.006%的钢种。所谓的留钢出钢指转炉在出钢过程中为了确保不下渣，转炉钢水不完全出掉，留有一部分钢水的工艺。

本发明所提供的低P、S、Ti钢的生产方法，包括如下步骤：转炉冶炼过程采用双渣操作及留钢出钢的工艺，出钢过程采用滑板挡渣工艺。

作为优选技术方案，通过双渣操作，前期氧化脱P和脱Ti，后期继续保持低温进行脱P和脱S。双渣操作是在冶炼中途倒出1/2~2/3炉渣，然后加入渣料重新造渣，根据铁水成分和所炼钢种要求，也可以多次倒渣造新渣。本发明采用双渣操作并多次倒炉以达到的更好的脱磷效果。