冉孟伦1) 李 军2)
1)攀枝花钢铁〔集团〕新钢钒提钒炼钢厂攀枝花 617000 2〕攀枝花钢铁〔集团〕钢铁研究院攀枝花 617000
摘 文介绍攀钢采LF炉工艺生产低硫高强耐腐蚀钢炉外精炼处理技术综合应济高效生产该系列钢新开发新材料〔VT线〕情况效果攀钢采LF炉工艺生产低硫高强耐腐蚀钢实物质量进行简描述
关键词 炉外精炼精炼渣渣洗吹氩钙处理碱度
引 言
年中国钢铁工业取巨进步开展钢厂追求规模效益时更注意追求钢铁产品质量中低硫高强耐腐蚀钢具较综合性具行业广泛应前景成钢厂争先研制钢铁产品基述原攀钢2000年开始开发低硫高强耐腐蚀钢断研究工艺技术优化目前已具备规模稳定生产力取显著济效益社会效益保证该系列钢具低硫高强高韧高塑低屈强低脆性转变温度明显屈服点优良焊接性耐腐蚀性等较高综合性程工艺控制提出严格求炉外精炼技术选择应显尤重
1 低硫高强耐腐蚀钢工艺路线
低硫高强耐腐蚀钢生产工艺流程:
铁水预处理→120吨LD转炉→挡渣出钢→脱氧合金化钢渣改质→炉底吹氩精炼→LF炉底吹氩精炼调温合金化微钒钛氮处理钙处理→板坯连铸→步进式加热炉→高压水鳞→粗轧〔宽度动控制〕→热卷箱〔恒温〕→高压水鳞→6机架精轧〔厚度动控制厚度范围40120mm〕→层流冷〔卷取温度动控制〕→卷取→精整分卷〔切板〕
确定工艺路线定工艺条件Q450NQR1技术难点集中精炼工序硫钒钛氮控制热轧工序氮强化作正确化组织控制文精炼工艺控制方面介绍该系列钢生产控制
2 低硫高强耐腐蚀钢炉外精炼技术应
21 炉外脱硫技术
规模生产低硫高强耐腐蚀钢仅通控制铁水硫含量保证成品硫≤0008远远够必须研究高硫含量条件精炼脱硫工艺
脱硫精炼工艺选择
该系列钢开发中提高规模生产效益取消RH精炼处理工艺必须充分发挥LF炉种冶金功LF炉工序工艺操作较复杂包括钙处理微钒钛处理吹氩精炼处理温度成分控制等LF炉工序节奏相紧张采LF炉脱硫工艺满足生产需选择炉外渣洗〞脱硫工艺
根国外较型转炉钢厂〔>120吨转炉〕采转炉出钢程渣洗〞脱硫验根钢种均脱硫率般控制3050范围特适生产节奏拟快转炉厂采方法前必须LF精炼处理钢种现改进行吹氩处理满足成品钢水成分求降低精炼钱[1]~[3]
精炼渣选择
铝镇静中脱硫反响般式进行
CaO + 23[Al] + [S] (CaS) + 13( Al2O3) ΔG0=314876753T
述反响式获良脱硫效果应提高钢包渣CaO活度钢水中[Al]含量提高脱硫反响温度时降低渣中Al2O3活度铝脱硫程中作仅生成稳定脱硫产物更重降低钢水钢包渣氧势提高反响速率日川崎正藏通理计算具200Ls正确钢包渣组成60%CaO-8%SiO2-32%Al2O3时量文献研究说明降低钢包渣氧化性〔FeO+MnO含量〕尤渣中〔FeO+MnO〕≤10%精炼程脱硫率幅度提高
理讲单纯参加含CaO 90%活性石灰提高钢包渣中CaO含量措施存化渣较慢缺点促进化渣般均渣中配入定量CaF2Al2O3Na2O等助溶剂控制渣料粒度选择CaF2作精炼渣助溶剂减轻CaF2钢包衬侵蚀参加量控制10%时精炼渣粒度控制5mm左右确定配料原根转炉渣量成分脱氧合金化种类脱硫钢包渣成分求计算精炼渣参加量1000kg炉条件精炼渣中CaO应≥75%精炼渣典型化学成分见表1
表1 精炼渣典型化学成分
Tabel 1 The typical chemical constitution of refing slag
名称
化学成分
Al2O3
CaF2
CaO
P
S
SiO2
精炼渣
<050
925
8185
<0005
0019
073
钢包渣改质技术确实定
保证钢材具良韧性焊接性求成品[C]≤008生产实践说明通合金参加方法优化转炉出钢[C]必须≤004图1[4]攀钢转炉终点[C]钢水氧活度关系说该控制求转炉终点钢水氧活度少应1000PPm左右改质处理渣中〔FeO+MnO〕约10%确定精炼渣成分必须考虑钢包渣复原改质处理
图1 攀钢转炉终点[C]氧活度关系
Fig 1 Relation between converter terminal carbon and oxygen activity
目前钢包精炼程中通常采复原剂金属铝电石硅铁碳粉等硅铁电炉冶炼中常复原剂复原产物SiO2会降低钢包渣碱度转炉LF炉冶炼工艺中根采碳粉种较清洁复原剂电炉LF精炼中常复原剂造成钢水增碳量受限制电石良复原性价格优势电炉冶炼钢包精炼中广泛应时精炼程中电石利形成泡沫渣减少精炼程吸气复原产物CaO利提高钢包渣碱度增强脱硫效果量易出现钢-渣难离增碳现象金属铝钢包精炼中应普遍复原剂仅够效复原渣中FeOMnO复原产物Al2O3会促进钢包渣熔化价格昂贵量会生产钱压力基述考虑钢包渣复原处理采金属铝配合铝锰铁技术方案复原剂参加量钢包渣FeOMnO含量复原反响式计算复原处理具体方案见表2
表2 出钢程中脱氧材料参加量
Tabel 2 Oxygenation material addition in tapping
脱氧材料参加量Kg
铝块
FeMnAl
200
600
渣料脱氧材料参加方法脱硫精炼工艺确实定
日宝钢生产低硫钢时均采取两次参加精炼渣措施出钢程参加局部精炼渣LF精炼前分析钢包渣成分根分析结果补加精炼渣钢包渣成分控制适宜范围考虑攀钢炉渣快分手段加LF精炼工艺复杂精炼时间较短保证精炼渣熔化连铸生产求确定精炼渣脱氧材料参加方法相应精炼工艺
⑴利铝块脱氧优化参加方式
铝重极易形成Al2O3保护膜延缓脱氧速度铝块脱氧时相局部铝〔Al2O3保护膜包裹〕极易浮富集钢渣界面加速氧化性渣复原反响采出钢前钢包底部参加足量铝块出钢程中钢流快速均匀参加1000kg高碱度精炼渣出钢13时定量参加600 kg铝锰铁〞工艺方面利铝脱氧述特性改善成渣条件降低渣中〔SiO2〕方面钢水整出钢混中保持低氧活度通常出钢1323参加脱氧材料相脱硫效果明显改善
⑵保持定量[Als]
根脱硫反响式脱硫程需通保证定量[Als]获低氧势消耗脱硫产生氧反响式右进行出钢程中次脱氧台根钢水氧活度喂入铝线然LF站加热前根台[Als]补加铝丸〔喂铝线〕保证定量[Als]保证成品[Als]稳定性
⑶钢包底吹氩
炉台LF炉均采全程吹氩模式底吹氩改善钢渣界面反响动力学条件充分利脱氧合金化钢液低氧势提高混脱硫效果时促进夹杂聚集浮提高钢水纯洁度然吹氩时防止钢液裸露防止钢液二次氧化
22 微钒钛氮处理技术
钒微合金化技术
低硫高强耐腐蚀钢采钒微合金化保证强度含钒钢方面优点:
⑴钒钢浇铸时横裂纹倾铸坯外表质量[5]
⑵热轧轧制负荷相较适合规模生产轧制厚度3mm时860℃含003Nb钢流变应力含009V钢流变应力约高出84热轧工艺更容易控制[6]
⑶钒奥氏体铁素体中固溶度较差异钒沉淀强化作较突出终轧温度较低钒奥氏体中析出量会超10铁素体钒碳氮化物正确析出温度发生600℃正通常卷取温度范围含钒钢显微组织边形铁素体+少量珠光体〞条件提高强度保证钢板明显屈服点[6]生产实践说明钢中增加001钒屈服强度增加10MPa左右
⑷含钒钢具良焊接性参加钒改善热影响区韧性[6]
微钛处理技术
含钒钢通轧制程中断结晶获细奥氏体晶粒达细化铁素体晶粒目钒钢轧制般求高加热奥氏体晶粒粗化温度低奥氏体结晶温度进步细化晶粒提高钒沉淀强化作获更加理想性指标进行微钛处理
钒钢相通微钛〔001左右钛〕处理VTi钢具优点:
⑴加热奥氏体晶粒粗化温度提高12001300℃[6]
⑵奥氏体结晶温度低[7]
说明钒钢相VTi钢更容易获细奥氏体晶粒晶粒达细化铁素体晶粒目钒钢中参加微量钛发挥利作时较高温度形成TiV(N)颗粒削弱钒沉淀强化作〔降低1040MPa〕[8]VTi钢应考虑钛带强度损失进精确控制钛含量
微氮处理技术
钒钢中氮作益元素存提高钢中氮含量较低钒含量时实现高屈服强度降低生产钱钢中增加10PPm氮屈服强度增加6MPa根工艺条件关[9]弥补参加钛造成强度损失时VTi钢相VTiN钢奥氏体晶粒较细[7]
外文献[10]等量研究结果说明钒含量高钒氮维持化学量41会出现氮引起应变时效
低硫高强耐腐蚀钢钒钛氮综合控制技术
图2工业试验结果说明钒氮低硫高强耐腐蚀钢提高强度重元素屈服强度影响抗拉强度影响参加微量钛细化晶粒改善焊接性图3效氮〔N*NTi343未考虑铝影响〕钒积强度影响图2结果屈服强度增长速度然高抗拉强度规律性更强〔R2更接1〕说明VNTi钢中钛含量强度显著影响保证强度充裕量需控制钛含量理想范围保持钒钛氮步增长
图2 钒氮积强度影响
Fig 2 Effect of product of vanadium and nitrogen to hardness
图3 效氮钒积强度影响
Fig 3 Effect of resultful product of vanadium and nitrogen to hardness
述结攀钢开发含钒钛氮VT线〔已申请专利〕综合控制钢中钒钛氮含量根强度求LF炉加热根喂入定量VT线满足种成分性求
23 钙处理精炼技术
20世纪初铜磷铬镍硅直公认提高钢耐气腐蚀效元素铜耐腐蚀作显著02作减缓外通微量Ca处理添加铜抑制硫耐气腐蚀性害作[14]低硫高强高韧耐腐蚀钢成分配设计完成工艺采钙处理精炼技术
3 生产控制水
31 工序硫控制水
转炉终点[S]000500017水时采渣洗〞脱硫精炼工艺具备较强脱硫力脱硫率5582均67成品硫0001200050均00030
32 钛钒氮控制水
保证钒氮钛稳定性高收率合金化程放LF电加热述结果说明该工艺取明显效果时合金化时间相较晚均匀性十分赖底吹氩时间效果
生产情况钒钛氮收率较稳定成品钒含量均0064%成品钛含量均0010%成品氮含量均00143%
33 氧钙控制水
铸坯取样T[O]波动0000600031均00016连铸中包取样[Ca]T波动0001700041范围均00027钙收率71171均113CaAls均01CaS均05均控制教理想水
34 金相组织非金属夹杂物晶粒度
生产低硫高强耐腐蚀钢非金属夹杂物组织晶粒度检验结果见表3均满足相关标准求组织均细均匀边形铁素体+少量珠光体〞带状组织15级
表3 钢板组织非金属夹杂物晶粒度
Tabel 3 Steel plate structuralsonims and grain size
统计数量
厚度 mm
组织
晶粒度 级
非金属夹杂物 级
A
B
225卷
铁素体+少量珠光体
35 钢板力学性
低硫高强耐腐蚀钢力学性统均满足相关标准求中屈服强度450570MPa均493MPa〔明显屈服点〕抗拉强度550670MPa均593MPaYS均083延伸率2035均2912尺寸34尺寸低温击功分43122J47216J均分85J129J
36 耐腐蚀性
加速腐蚀试验结果说明试验钢耐腐蚀性优Q345B腐蚀时间越长试验钢耐腐蚀性越96h500h盐雾腐蚀试验相腐蚀率分856472h周期浸润试验相腐蚀率54
4 结
⑴采钢包喂VT线工艺钒钛氮收率分均944573满足低硫高强耐腐蚀钢生产求
⑵采渣洗〞控制钢包渣成分精炼脱硫工艺保证成品碳≤008条件精炼脱硫率均达67时确保钢质纯洁〔T[O]均00016〕
⑶钢包喂CaSi线钙收率均113成品钙均00027CaAls均01CaS均05 A类B夹杂分级级
⑷采VTiN微合金化控制技术成品显微组织细均匀边形铁素体+少量珠光体〞带状组织015级晶粒度级屈服强度抗拉强度延伸率均分493MPa593MPa29明显屈服点屈强均083横低温击功均分85J〔12尺寸〕129J〔34尺寸〕脆性转变温度低40℃完全满足低硫高强耐腐蚀钢求
⑸96h500h盐雾腐蚀试验相腐蚀率分856472h周期浸润试验相腐蚀率54
参考文献
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2 王新华 普通热轧钢材合理洁净度生产工艺探讨 2002年全国炼钢连铸生产技术会文集 2000 162
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7 A J DeArdo VTiN微合金钢通结晶控轧控冷实现晶粒细化 高强度低合金钢工艺应国际会议文集(第分册) 1983 8695
8 Y Li D N Crowther P S Mitchell T N Baker The Evolution of Microalloying in VanadiumContaining Steels International Symposium 2001 on Vanadium Application Technology China 2001 8398
9 Stanislaw Zajac Precipitation and Grain Refinement in VanadiumContaining Steels International Symposium 2001 on Vanadium Application Technology China 2001 6282
10 D RusswurmP Wille 95微合金化会 美国匹兹堡1995年6月 377389
11 钢材俱乐部铁钢制品普委员会 耐候性钢(改订版) 社团法钢材俱乐部 昭52年3月
The Supplementary Refining Technology of Lowsulfur and Corrosion Resistant High Strength Steel Application in PZH Steel
Ran Menglun1) Li Jun2)
1 ) Vanadium Recorery and Steelmaking Plant of PZH Steel 2)PanZhihua Iron & Steel Research Institute
ABSTRACT It is to introduce some application of Supplementary Refining technology of lowsulfur and corrosion resistant high strength steel by using LF refining craft of PZH Steel and service condition or result of new materail(VT wire) which is invented by the purpose of production that steel in ecnomic or more efficient manner And in the paper it simply describes that practicality quality of lowsulfur and corrosion resistant high strength steel by using LF refining craft of PZH Steel
KEYWORDS supplementary refining refining slag wash heat blowing argon calcium treating basicity
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