CN103352168B - 一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺，属于金属冶炼技术领域。按重量百分比为，Cr：4.5%～5.5%，C：≤0.06%，Mn：≤1.0%，Si：≤0.50%，S：≤0.010%,P：≤0.015%,N：≤0.0080%,其余为Fe和不可避免的杂质；本发明的冶炼工艺包括转炉工艺、RH脱碳工艺、LF炉冶炼工艺和RH脱气工艺，本发明的工艺是通过采用常规铁水和冶炼设备，合理利用各设备的工序能力，成功冶炼了低碳高铬钢，其铬含量可控制4.5%~5.5%，C≤0.06%，满足了耐蚀钢的成分要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺，属于金属冶炼技术领域。
背景技术
目前，为了满足不同腐蚀环境的需求，已逐步开发了铬含量在3％-9％的耐蚀钢。在冶炼上述钢时，由于铬的存在大大降低了钢液中碳和氧元素的活度，为了达到脱碳保铬的目的，目前主要是采用电炉一步法或电炉+VOD两步法冶炼，以上冶炼工艺需对铁水进行脱磷预处理或采用优质废钢，冶炼成本高或要求配置特殊设备。
由于转炉冶炼钢中的Cr含量大于等于5wt％的超低碳钢需要在转炉内需要加入高碳铬铁，为保证铬的收得率，出钢碳要求在0.2％以上。由于钢中碳含量较高，因此大多是不采用RH炉处理的，而是通过真空脱气炉(VOD炉)处理生产超低碳高铬钢，所以国内的特钢厂均是采用VOD炉生产低碳高铬钢。由于不锈钢含有大量合金，铬含量在11％-30％，成本较高，限制了其的广泛使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在普通钢厂不需新增特钢厂设备情况下，合理两次利用已有的RH设备，实现了普钢厂冶炼特钢，提出了一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺，通过对工艺和成分的合理设计，使其铬含量可控制4.5％-5.5％，C≤0.06％，满足了耐蚀钢的成分要求。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种低碳高铬钢，按重量百分比为，Cr：4.5％～5.5％，C：≤0.06％，Mn：≤1.0％，Si：≤0.50％，S：≤0.010％,P：≤0.015％,N：≤0.0080％,其余为Fe和不可避免的杂质。
化学成分是影响连铸坯内部质量与高强钢板性能的关键因素之一，本发明为了使所述钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于：
C：碳是影响高强度钢力学性能的主要元素之一，通过间隙固溶提高钢的强度，含量过高时，韧性和可焊性将变差，本发明碳含量控制在C：≤0.06％。
Si：硅是炼钢必要的脱氧元素，具有一定的固溶强化作用；硅含量过高，不利于钢板表面质量及低温韧性，本发明硅含量控制在Si：≤0.50％。
Mn：锰具有细化组织、提高强度及低温韧性的作用，而且成本低廉。锰含量过高时，易造成连铸坯偏析。本发明锰含量控制在Mn：≤1.0％。
钢中杂质元素如S、P等，会严重损害所述钢和焊接近焊缝区的低温韧性，增加连铸坯偏析程度，因此硫、磷含量应控制在S≤0.0010％和P≤0.015％以下。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的低碳高铬钢，按重量百分比包括以下成分：Cr：4.7％，C：0.04％，Mn：≤1.0％，Si：≤0.50％，S：0.005％，P：0.008％，N：0.0061％,其余为Fe及不可避免的杂质。
前述的低碳高铬钢，按重量百分比包括以下成分：Cr：5.3％，C：0.03％，Mn：≤1.0％，Si：≤0.50％，S：0.008％，P：0.011％，N：0.0052％,，其余为Fe及不可避免的杂质。
前述的低碳高铬钢转炉冶炼工艺，包括转炉工艺、RH脱碳工艺、LF炉冶炼工艺和RH脱气工艺，转炉工艺采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P:0.090-0.140％，转炉吹炼终点钢水组分控制：C≤0.06％，S≤0.015％，P≤0.013％，O≤1500ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为150-400ppm；RH脱碳工艺的操作终点C≤0.02％；
LF炉冶炼工艺进行铬合金化与脱硫操作，在LF开始处理前加入1/5的微碳铬铁；在处理30分钟后，加入2/5微碳铬铁；在处理60分钟后，加入1/5的微碳铬铁；在处理80分钟后，加入1/5的微碳铬铁，最终合金量钢水组分：Cr：4.5％-5.5％，S≤0.010％；RH脱气工艺的真空度≤500Pa，真空保持时间≥15min，终点钢水氮≤0.0080％。
前述低碳高铬钢转炉冶炼工艺，转炉工艺采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P：0.092％，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.04％，S：0.013％，P：0.008％，O：800ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为200ppm；
RH脱碳工艺的操作终点C：0.015％；
LF炉冶炼工艺进行铬合金化与脱硫操作，钢水组分Cr：4.7％，S:0.005％；
RH脱气工艺的真空度350Pa，真空保持时间16min，终点钢水氮0.0061％。
前述低碳高铬钢转炉冶炼工艺，转炉工艺采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P：0.135％，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.03％，S：0.010％，P：0.011％，O：1400ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为350ppm；RH脱碳工艺的操作终点C：0.010％；LF炉冶炼工艺进行铬合金化与脱硫操作，钢水组分Cr：5.3％，S：0.008％；RH脱气工艺的真空度310Pa，真空保持时间19min，终点钢水氮0.0052％。
本发明的有益效果是：本发明工艺是通过采用常规铁水和冶炼设备，合理利用各设备的工序能力，成功冶炼了低碳高铬钢，其铬含量可控制4.5％-5.5％，C≤0.06％，满足了耐蚀钢的成分要求。
具体实施方式
实施例1
转炉采用常规铁水吹炼，铁水中按重量百分比为，P：0.092％，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.04％，S：0.013％，P：0.008％，O：800ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为200ppm；
RH脱碳操作终点C：0.015％；LF炉进行铬合金化与脱硫操作，在LF开始处理前加入1/5的微碳铬铁，在处理35分钟时，加入2/5微碳铬铁；在处理62分钟时，加入1/5的微碳铬铁；
在处理83分钟时，加入1/5的微碳铬铁，最终钢水组分Cr：4.7％，S:0.005％；RH脱气的真空度350Pa，真空保持时间16min，终点钢水氮0.0061％。
实施例2
转炉采用常规铁水吹炼，铁水中按重量百分比为，P：0.135％，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.03％，S：0.010％，P：0.011％，O：1400ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为350ppm；RH脱碳操作终点C：0.010％；LF炉进行铬合金化与脱硫操作，在LF开始处理前加入1/5的微碳铬铁，在处理32分钟后，加入2/5微碳铬铁；在处理61分钟后，加入1/5的微碳铬铁；在处理85分钟后，加入1/5的微碳铬铁，最终钢水组分Cr：5.3％，S：0.008％；RH脱气的真空度310Pa，真空保持时间19min，终点钢水氮0.0052％。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种低碳高铬钢转炉冶炼工艺，包括转炉工艺、RH脱碳工艺、LF炉冶炼工艺和RH脱气工艺，其特征在于：所述转炉工艺为常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制P：0.090-0.140％，转炉吹炼终点钢水组分控制：C≤0.06％，S≤0.015％，P≤0.013％，O≤1500ppm；转炉出钢时钢水氧含量为150-400ppm；所述RH脱碳工艺的操作终点为C≤0.02％；所述LF炉冶炼工艺进行铬合金化与脱硫操作，在LF开始处理前加入1/5的微碳铬铁；在处理30分钟后，加入2/5微碳铬铁；在处理60分钟后，加入1/5的微碳铬铁；在处理80分钟后，加入1/5的微碳铬铁，最终合金量钢水组分：Cr：4.5％-5.5％，S≤0.010％；所述RH脱气工艺中的真空度≤500Pa，真空保持时间≥15min，终点钢水氮≤0.0080％；所述低碳高铬钢，按重量百分比为，Cr：4.5％-5.5％，C：≤0.06％，Mn：≤1.0％，Si：≤0.50％，S：≤0.010％,P：≤0.015％,N：≤0.0080％,其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低碳高铬钢转炉冶炼工艺，其特征在于：所述转炉采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P：0.092％，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.04％，S：0.013％，P：0.008％，O：800ppm；转炉出钢时钢水氧含量为200ppm；所述RH脱碳操作终点C：0.015％；所述LF炉进行铬合金化与脱硫操作，钢水组分Cr：4.7％，S:0.005％；所述RH脱气的真空度350Pa，真空保持时间16min，终点钢水氮0.0061％。
3.根据权利要求1所述的一种低碳高铬钢转炉冶炼工艺，其特征在于：所述转炉采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P：0.135％，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.03％，S：0.010％，P：0.011％，O：1400ppm；转炉出钢时钢水氧含量为350ppm；所述RH脱碳操作终点C：0.010％；所述LF炉进行铬合金化与脱硫操作，钢水组分Cr：5.3％，S：0.008％；所述RH脱气的真空度310Pa，真空保持时间19min，终点钢水氮0.0052％。
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