專利名稱：一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金鋼的冶煉方法，特別涉及一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法。
背景技術(shù)：
耐CO2腐蝕鋼L80-13Cr是一種高合金不銹鋼，L80-13Cr的主要成分為[C]≤0.21％，[Si]≤0.55％，[Mn]≤0.65％，[P]≤0.020％，[S]≤0.008％，[Cr]12～14％，[Al]≤0.030％。由于該鋼種鉻含量高，而且要求磷含量低，因此，該鋼種冶煉非常困難，一般采用電爐生產(chǎn)L80-13Cr不銹鋼，由于電爐噸位相對較小，生產(chǎn)成本較高。中國專利87100166介紹了一種高合金鋼，尤其是親氧合金元素如鉻和錳含量高的合金鋼的吹氧轉(zhuǎn)爐冶煉工藝方法。該發(fā)明通過將冶煉工藝分成兩步進(jìn)行可使出鋼溫度在合金元素含量較高及耗減溫度后的熔體后處理時保持在滿意的范圍之內(nèi)并可以毫無困難地保持低的磷含量，屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明特征在于，在第一步冶煉過程中使由含鐵物料和造渣劑所組成的爐料籍助吹氧在所形成的堿性爐渣下面進(jìn)行脫碳、脫磷和脫硫并加熱到出鋼溫度，在回收轉(zhuǎn)爐爐渣的情況下將鋼水放出并且在出鋼過程中進(jìn)行脫氧和合金化并使鋼水與新加的造渣劑如石灰石、氟石以及必要時的礬土生成高堿性爐渣，其中脫氧用反應(yīng)劑，特別是硅的最小用量要比達(dá)到規(guī)定成分所必需的量高，而且根據(jù)熔化過程中已有的熔體蓄熱量來確定合金化添加劑的用量，以及在第二步冶煉過程中，將熔體注入吹氧轉(zhuǎn)爐中并進(jìn)行后吹，使至少一種脫氧劑的含量達(dá)到要求并且達(dá)到所需的最終溫度，必要時繼續(xù)添加，使所必需的合金化添加劑符合最終分析結(jié)果。該專利采用轉(zhuǎn)爐兩次吹煉兩次出鋼，第一次轉(zhuǎn)爐冶煉需要脫碳、脫磷和脫硫，在出鋼時進(jìn)行合金化，第二次轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行后吹，這種方法使鋼水過氧化的可能性增大，并且容易造成第一次出鋼時加入的合金在第二次轉(zhuǎn)爐吹煉時部分氧化，這樣降低了合金的收得率，而且該專利在第二次轉(zhuǎn)爐吹煉時沒有明確溫度控制，更不利于合金收得率的提高；同時，該專利對鋼中的鉻含量沒有明確，不清楚所涉及的合金鋼成分范圍。中國專利95111781.5介紹了一種利用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐熔融還原鉻礦直接冶煉不銹鋼的方法，熔化還原時，雙流道三層復(fù)合頂槍向爐渣自下而上分別吹入惰性氣流、一燃氧流、二燃氧流，一燃氧流、二燃氧流攪拌加熱爐渣，高效地加熱鉻原料，惰性氣流沖擊由底吹惰性氣體攪拌形成的金屬涌，使金屬涌上方的金屬液滴中的碳向爐壁彌散，與富集于此的含碳團(tuán)礦充分?jǐn)嚢杌旌?，促進(jìn)鉻的還原。熔融還原結(jié)束后，采用同一頂槍向爐內(nèi)吹入用惰性氣體稀釋的脫碳用氧，對高鉻鐵水進(jìn)行吹煉，同時底吹惰性氣體強(qiáng)烈攪拌熔池。該專利特征在于在具有底吹風(fēng)口和頂槍的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)，通過加入爐中的含碳團(tuán)礦和/或碳質(zhì)材料中的碳源還原鉻礦石中的鉻，得到高鉻鐵水后，在同一轉(zhuǎn)爐上，將飽和含碳的高鉻鐵水進(jìn)行脫碳精煉，最終制成不銹鋼。這是一種轉(zhuǎn)爐用鉻礦熔融還原直接冶煉不銹鋼的方法。該方法只能利用專業(yè)化生產(chǎn)不銹鋼的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，其裝備和底吹構(gòu)件與常規(guī)轉(zhuǎn)爐不同，無法推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)爐冶煉耐CO2腐蝕鋼的方法，解決電爐生產(chǎn)成本高、以及現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐兩次吹煉兩次出鋼的鋼水過氧化等技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種耐CO2腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是包括以下步驟鐵水脫硫后首先采用轉(zhuǎn)爐脫磷，然后將半鋼水兌入脫碳轉(zhuǎn)爐后升溫轉(zhuǎn)爐吹煉和脫碳保鉻，到達(dá)一定的碳含量和溫度時加高碳鉻鐵熔化，繼續(xù)吹氧升溫脫碳，使轉(zhuǎn)爐停吹時鋼水中[Cr]含量達(dá)到8％以上，[P]含量小于0.020％，然后出鋼合金化；到精煉LF爐進(jìn)行升溫、合金調(diào)整；再到精煉RH進(jìn)行合金成分微調(diào)并脫氣處理；最后到模鑄澆注成鋼錠。采用的工藝路徑鐵水脫硫-轉(zhuǎn)爐脫磷-轉(zhuǎn)爐吹煉+脫碳保鉻-LF-RH-模鑄。具體工藝步驟如下轉(zhuǎn)爐工序(1)鐵水脫硫到[S]含量小于0.005％；(2)轉(zhuǎn)爐脫磷，控制半鋼水[P]含量≤0.008％，停吹溫度1300～1350℃；(3)轉(zhuǎn)爐吹煉，控制渣量小于30kg/t.s，吹煉結(jié)束溫度控制在1680～1720℃；(4)轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后頂槍采用小流量供氧，頂槍供氧強(qiáng)度2.2～3.2m3/t.min，底吹惰性氣體，底吹強(qiáng)度0.1～0.2m3/t.min，利用轉(zhuǎn)爐高位料倉批投高碳鉻鐵，每批每噸鋼投10～16kg，每噸鋼共投130～150kg，停吹鋼水[Cr]含量大于8％，溫度控制在1670～1700℃，停吹碳含量控制在0.14～0.22％；(5)轉(zhuǎn)爐鋼包目標(biāo)[Cr]含量10～10.5％，采用微碳鉻鐵增[Cr]，目標(biāo)鋼包溫度1580℃±10℃。
精煉LF工序(1)在LF爐加微碳鉻鐵調(diào)整鉻成份到12.7～13.0％，同時進(jìn)行造渣脫硫和溫度調(diào)整。
(2)其它合金成分調(diào)整到目標(biāo)中下限；(3)目標(biāo)LF結(jié)束鋼包溫度為1605±5℃。
精煉RH工序(1)RH進(jìn)行合金微調(diào)、脫氣及去除夾雜；(2)在RH處理中控制真空度小于133.3Pa，目標(biāo)[H]要求≤2ppm，最后一批合金加入到處理結(jié)束時間保證大于8min；(3)RH處理終目標(biāo)溫度1560±5℃。
模鑄工序
(1)模鑄的錠模采用上大下小的帶絕熱板保溫帽鋼錠模；(2)澆注過程中采用中注管吹惰性氣體保護(hù)，錠模內(nèi)采用石墨渣保護(hù)澆注。
本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明使轉(zhuǎn)爐在氧化期內(nèi)實現(xiàn)了脫碳保鉻，爐內(nèi)鉻的回收率達(dá)到87％以上，成品磷含量成功控制在0.020％以下。其它成分也完全滿足生產(chǎn)L80-13Cr耐CO2腐蝕鋼管用料的要求，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼向鋼管供料的目的。
具體實施例方式實施例1-3L80-13Cr耐CO2腐蝕鋼管用鋼成品成分見表1。轉(zhuǎn)爐氧化期結(jié)束高碳鉻鐵中鉻的收得率達(dá)到87％以上，到精煉結(jié)束后全部鉻鐵合金的鉻收得率達(dá)到91％以上。
表1成品成分 單位％

實施例1具體工藝步驟如下(300噸)轉(zhuǎn)護(hù)工序(1)鐵水脫硫，鐵水中[S]含量為0.004％；(2)轉(zhuǎn)爐脫磷，半鋼水[P]含量為0.008％，停吹溫度1325℃；(3)轉(zhuǎn)爐吹煉，控制渣量小于30kg/t.s，吹煉結(jié)束溫度1717℃；(4)轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后頂槍采用小流量供氧，頂槍供氧強(qiáng)度2.5m3/t.min，底吹惰性氣體，底吹強(qiáng)度0.13m3/t.min，利用轉(zhuǎn)爐高位料倉批投高碳鉻鐵，每噸鋼每批投12kg，每噸鋼共投135kg，停吹鋼水[Cr]含量為8.1％，溫度控制在1671℃，停吹碳含量控制在0.21％；(5)采用微碳鉻鐵增[Cr]，轉(zhuǎn)爐鋼包[Cr]含量10.1％，鋼包溫度1572℃；精煉LF工序(1)在LF爐加微碳鉻鐵調(diào)整鉻成份到12.9％，同時進(jìn)行造渣脫硫和溫度調(diào)整。
(2)其它合金成分調(diào)整到目標(biāo)中下限；(3)LF結(jié)束鋼包溫度為1608℃。
精煉RH工序(1)RH進(jìn)行合金微調(diào)、脫氣及去除夾雜；
(2)在RH處理中控制真空度小于133.3Pa，目標(biāo)[H]要求≤2ppm，最后一批合金加入到處理結(jié)束時間為8.5min；(3)RH處理終溫度為1561℃模鑄工序(1)模鑄的錠模采用上大下小的帶絕熱板保溫帽鋼錠模；(2)澆注過程中采用中注管吹惰性氣體保護(hù)，錠模內(nèi)采用石墨渣保護(hù)澆注。
實施例2的實施工藝為(1)鐵水脫硫，鐵水中[S]含量為0.005％；(2)轉(zhuǎn)爐脫磷，半鋼水[P]含量為0.008％，停吹溫度1350℃；(3)轉(zhuǎn)爐吹煉，控制渣量小于30kg/t.s，吹煉結(jié)束溫度1700℃；(4)轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后頂槍采用小流量供氧，頂槍供氧強(qiáng)度2.8m3/t.min，底吹惰性氣體，底吹強(qiáng)度0.16m3/t.min，利用轉(zhuǎn)爐高位料倉批投高碳鉻鐵，每噸鋼每批投14kg，每噸鋼共投140kg，停吹鋼水[Cr]含量為8.3％，溫度控制在1690℃，停吹碳含量控制在0.20％；(5)采用微碳鉻鐵增[Cr]，轉(zhuǎn)爐鋼包[Cr]含量10.2％，鋼包溫度1580℃；精煉LF工序(1)在LF爐加微碳鉻鐵調(diào)整鉻成份到12.9％，同時進(jìn)行造渣脫硫和溫度調(diào)整。其余與實施例1相同。
實施例3的實施工藝為(1)鐵水脫硫，鐵水中[S]含量為0.003％；(2)轉(zhuǎn)爐脫磷，半鋼水[P]含量為0.005％，停吹溫度1311℃；(3)轉(zhuǎn)爐吹煉，控制渣量小于30kg/t.s，吹煉結(jié)束溫度1690℃；(4)轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后頂槍采用小流量供氧，頂槍供氧強(qiáng)度3.0m3/t.min，底吹惰性氣體，底吹強(qiáng)度0.18m3/t.min，利用轉(zhuǎn)爐高位料倉批投高碳鉻鐵，每噸鋼每批投15kg，每噸鋼共投150kg，停吹鋼水[Cr]含量8.7％，溫度控制在1700℃，停吹碳含量控制在0.17％；(5)采用微碳鉻鐵增[Cr]，轉(zhuǎn)爐鋼包[Cr]含量10.3％，鋼包溫度1582℃；精煉LF工序(1)在LF爐加微碳鉻鐵調(diào)整鉻成份到12.7％，同時進(jìn)行造渣脫硫和溫度調(diào)整。其余與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是包括以下步驟鐵水脫硫后首先采用轉(zhuǎn)爐脫磷，然后將半鋼水兌入脫碳轉(zhuǎn)爐后升溫轉(zhuǎn)爐吹煉和脫碳保鉻，到達(dá)一定的碳含量和溫度時加高碳鉻鐵熔化，繼續(xù)吹氧升溫脫碳，使轉(zhuǎn)爐停吹時鋼水中[Cr]含量達(dá)到8％以上，[P]含量小于0.020％，然后出鋼合金化；到精煉LF爐進(jìn)行升溫、合金調(diào)整；再到精煉RH進(jìn)行合金成分微調(diào)并脫氣處理；最后到模鑄澆注成鋼錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是鐵水脫硫到S含量小于0.005％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是轉(zhuǎn)爐脫磷，控制半鋼水P含量≤0.008％，停吹溫度1300～1350℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是轉(zhuǎn)爐吹煉，控制渣量小于30kg/t.s，吹煉結(jié)束溫度控制在1680～1720℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是所述的脫碳保鉻就是轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后頂槍采用小流量供氧，頂槍供氧強(qiáng)度2.2～3.2m3/t.min，底吹惰性氣體，底吹強(qiáng)度0.1～0.2m3/t.min，利用轉(zhuǎn)爐高位料倉批投高碳鉻鐵，每噸鋼每批投10～16kg，每噸鋼共投130～150kg，停吹鋼水[Cr]含量大于8％，溫度控制在1670～1700℃，停吹碳含量控制在0.14～0.22％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是轉(zhuǎn)爐鋼包目標(biāo)[Cr]含量10～10.5％，采用微碳鉻鐵增[Cr]，目標(biāo)鋼包溫度1580±10℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是LF爐精煉工序為在LF爐加微碳鉻鐵調(diào)整鉻成份到12.7～13.0％，同時進(jìn)行造渣脫硫和溫度調(diào)整，其它合金成分調(diào)整到目標(biāo)中下限，目標(biāo)LF結(jié)束鋼包溫度為1605±5℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是RH爐精煉工序為RH進(jìn)行合金微調(diào)、脫氣及去除夾雜，在RH處理中控制真空度小于133.3Pa，目標(biāo)H要求≤2ppm，最后一批合金加入到處理結(jié)束時間保證大于8min，RH處理終目標(biāo)溫度1560±5℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是模鑄工序為模鑄的錠模采用上大下小的帶絕熱板保溫帽鋼錠模，澆注過程中采用中注管吹惰性氣體保護(hù)，錠模內(nèi)采用石墨渣保護(hù)澆注。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合金鋼的冶煉方法，特別涉及一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法。解決電爐生產(chǎn)成本高、以及現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐兩次吹煉兩次出鋼的鋼水過氧化等技術(shù)問題。一種耐二氧化碳腐蝕鋼的冶煉方法，其特征是包括以下步驟鐵水脫硫后首先采用轉(zhuǎn)爐脫磷，然后將半鋼水兌入脫碳轉(zhuǎn)爐后升溫轉(zhuǎn)爐吹煉和脫碳保鉻，到達(dá)一定的碳含量和溫度時加高碳鉻鐵熔化，繼續(xù)吹氧升溫脫碳，使轉(zhuǎn)爐停吹時鋼水中[Cr]含量達(dá)到8％以上，[P]含量小于0.020％，然后出鋼合金化；到精煉LF爐進(jìn)行升溫、合金調(diào)整；再到精煉RH進(jìn)行合金成分微調(diào)并脫氣處理；最后到模鑄澆注成鋼錠。主要是利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)耐CO
文檔編號C22C38/18GK1873037SQ20051002629
公開日2006年12月6日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月30日
發(fā)明者蔣曉放, 許春雷, 馬志剛, 章耿 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司