一種低氮swrh82b鋼冶煉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低氮SWRH82B鋼冶煉方法，該方法包括：（1）轉爐冶煉中，頂底復吹轉爐在吹煉SWRH82B鋼時，采用全過程底吹氬；（2）在出鋼脫氧合金化過程中，采用低氮增碳劑增碳；（3）在LF爐精煉過程中采用微正壓操作；（4）在連鑄過程中采用全保護澆鑄：盛鋼桶到中間包的鋼流，采用長保護套管輸送，并吹氬氣進行密封；中間包采用SWRH82B鋼專用覆蓋劑覆蓋鋼水；從中間包到結晶器的鋼流采用長套管輸送；結晶器采用SWRH82B專用保護渣。本發(fā)明方法能夠將SWRH82B盤條鋼中的氮含量降到40ppm以下，縮短SWRH82B盤條鋼的時效時間，降低盤條的拉拔斷絲率。適用于SWRH82B盤條鋼生產廠家。
【專利說明】—種低氮SWRH82B鋼冶煉方法
[0001]【【技術領域】】
本發(fā)明涉及碳鋼冶煉，尤其涉及低氮鋼冶煉。
[0002]【【背景技術】】
SWRH82B鋼是預應力鋼絞線用鋼。它是煉鋼廠冶煉出的鋼水澆鑄成方坯之后，在軋鋼廠加熱、軋制成Φ 10~12.5mm的盤條,然后在鋼絞線廠拉拔成Φ 5.05~5.1Omm的鋼絲,最后捻制成鋼絞線。這種鋼絞線被稱為預應力鋼絞線，它被廣范用于水壩、橋梁、立交橋、高層建筑等大型工程中。
[0003]初軋制出來的SWRH82B盤條，由于存在較大的內應力，加上盤條內部含有氫、氮氣體元素，塑性較差。若立即對盤條進行拉拔加工，就會頻繁出現斷裂、拉拔工藝不能正常進行。故需要將盤條在自然狀態(tài)下放置一段時間，一般為15天，讓盤條釋放應力，讓盤條中的氫、氮逃逸，使盤條的塑性提高，方可順利拉拔成鋼絲。剛軋制的SWRH82B盤條性能隨著時間的推移會發(fā)生變化，被稱為盤條的時效性。為縮短盤條的時效時間，需要使軋制出來的盤條的內應力小、氫和氮含量少，才可使盤條在較短的時間內釋放完應力、氫和氮。在影響盤條時效性的諸多因素(內應力、氫、氮等)中，氮是影響SWRH82B盤條時效性的最重要因素。實踐證明，當盤條中氮達到200ppm以上時，盤條還未拉拔就發(fā)生自然斷裂。而氮是在煉鋼及澆鑄過程中進入鋼液中的，在鋼凝固后殘留在固體鑄坯中，因此，要降低SWRH82B盤條中的氮含量，煉鋼和連鑄工藝是關鍵。
[0004] 中國專利數據庫中涉及低氮鋼冶煉的申請件不多，僅有200780033721.0號《超低硫低氮高純度鋼的熔煉方法》、200980138838.4號《利用傳統煉鋼設備低成本地制造低碳、低硫以及低氮鋼》、201110403472.8號《一種控制低氮鋼氮含量的方法》等，但尚無涉及低氮SWRH82B鋼的申請件。
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【發(fā)明內容】
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本發(fā)明旨在提供一種低氮SWRH82B鋼冶煉方法，降低SWRH82B成品鋼中的氮含量，縮短SWRH82B盤條時效時間，降低盤條拉拔斷絲率。
[0005]為實現上述目的，發(fā)明人提供的方法包括以下工序:高爐鐵水進入轉爐冶煉、脫氧合金化、LF爐精煉、方坯連鑄，具體的措施是:
(1)轉爐冶煉中，頂底復吹轉爐在吹煉SWRH82B鋼時，采用全過程底吹氬，即轉爐的底吹氣體是氬氣而不是氮氣，可降低冶煉出來的鋼水氮含量；
(2)在出鋼脫氧合金化過程中，采用低氮增碳劑增碳，使鋼水增碳過程中少增氮；
(3)在LF爐精煉過程中采用微正壓操作，使鋼水不吸入空氣，減少鋼水增氮；
(4)在連鑄過程中采用全保護澆鑄:盛鋼桶到中間包的鋼流，采用長保護套管輸送，并吹氬氣進行密封；中間包采用SWRH82B鋼專用覆蓋劑覆蓋鋼水，使空氣與鋼水隔絕，同時對鋼水保溫；從中間包到結晶器的鋼流采用長套管輸送，使鋼流與空氣隔絕；結晶器采用SWRH82B專用保護渣，使鋼水與空氣隔絕，同時潤滑鋼坯表面，提高鑄坯表面質量。
[0006]上述轉爐冶煉中，所述底吹的氬氣來自空氣分離裝置，以質量分數計的純度為99.99%。[0007]上述出鋼脫氧合金化過程中，所述低氮增碳劑是氮含量以質量計為0.014%~
0.028%的增碳劑。
[0008]上述LF爐精煉過程中，所述微正壓是控制LF爐的氣壓為0.11~0.12MPa，表現為煙氣從鋼包蓋周邊裊裊逸出。
[0009]上述連鑄過程中，所述SWRH82B鋼中間包專用覆蓋劑的成分按質量分數計為Ca0=20%, SiO2 =36%, Al203=15%，MgO=IO%, C=12% ;所述 SWRH82B 鋼結晶器專用保護渣的成分按質量百分數計為 Ca0=24 %，Si02=35 %，Al203=3 %，Mg0=3 %，C=17 %。
[0010]本發(fā)明方法成功地將SWRH82B盤條鋼中的氮含量降到40ppm以下，縮短了 SWRH82B盤條鋼的時效時間，降低了盤條的拉拔斷絲率，在同行業(yè)中居于領先地位。適用于SWRH82B盤條鋼生產廠家。
[0011]【【具體實施方式】】
以首鋼水城鋼鐵集團公司煉鋼廠采用本發(fā)明冶煉低氮SWRH82B鋼的實踐為例，進一步說明本發(fā)明。
[0012]I冶煉工藝流程
冶煉工藝包括以下工序:高爐鐵水進入loot頂底復吹轉爐冶煉； 脫氧合金化；LF爐精煉；150_X 150mm方坯連鑄。
[0013]2 IOOt頂底復吹轉爐冶煉
(I)原料結構
轉爐冶煉的主要原料是水鋼公司煉鐵廠生產的高爐鐵水，其成份為:Si=0.34%~
0.47%,平均 0.37 % ；P=0.072 % ~0.074 %，平均 0.073 % ；S=0.023 % ~0.036 %，平均
0.033% ;每爐鋼裝入高爐鐵水80t、廢鋼10t，不得超裝，為LF爐鋼包精煉提供足夠的鋼包凈空，這有利于LF爐造渣精煉鋼水；廢鋼是本公司自循環(huán)或外購優(yōu)質廢鋼，不使用劣質廢鋼，以免將夾雜物帶入鋼中；轉爐冶煉采用雙渣操作，以降低鋼中的P，也降低S。
[0014](2)轉爐冶煉操作
轉爐冶煉用石灰、螢石和白云石作造渣材料。開吹后，加入第一批造渣材料；對于第一批造渣材料，石灰用量為I爐鋼的石灰總用量的1/2~3/5，并加入白云石及污泥球，將堿度控制在2.3~2.8范圍內。吹煉5min左右倒渣。倒渣前，采用高槍位操作使爐渣發(fā)泡，以便倒渣量不少于爐內總渣量的1/2。第一次吹氧時間不能太長，避免鋼中碳氧化過多，爐渣溫度高，倒渣導致熱量損失大。倒渣時，溫度控制在1350~1400°C，鋼中C≥3.0%。倒渣后，下槍吹氧，少量多次地加入第二批造渣材料造渣，以避免過分冷卻熔池，對石灰熔化有利，還有利于碳的均衡氧化。但最后一次加入造渣材料的時間必須在距離冶煉終點3min之前。
[0015](3)轉爐底吹氬氣操作
在加廢鋼前開底吹氬氣，6塊底吹磚，每塊流量在20~40m3/h，氬氣總管壓力應大于
1.3MPa，出鋼完畢后，底吹氣體不切氣，仍然用氬氣。
[0016](4)出鋼及脫氧合金化操作
轉爐出鋼時，在出鋼口用擋渣塞擋渣，以避免或減少轉爐下渣而引起的鋼水回P ;出鋼過程中，由加入鋼包中的合成渣對鋼水進行渣洗，脫硫、脫磷、加快鋼中夾雜的排除、改變夾雜物形態(tài)；渣洗所用的合成渣主要由CaO和Al2O3組成，要求有較好的流動性以減少乳化渣滴的平均直徑，從而增大鋼渣的接觸面積；采用低氮增C劑增C，以降低鋼中氮含量；用SiMnFe, SiFe, SiCaBaFe進行脫氧及合金化，通過出鋼過程的合金化，使鋼水的C、S1、Mn等合金含量接近成品下限。從出鋼開始，就進行鋼包底吹Ar。出完鋼到吊鋼包,底吹Ar 5min,然后鋼包到達LF爐精煉位置。此時取鋼樣分析成分，鋼水中的C、S1、Mn含量接近SWRH82B標準所要求的成分下限。
[0017](5)采用低氮增碳劑增碳
為了降低鋼中的N含量，使用低氮增C劑。制定了 SWRH82B鋼使用的低氮增碳劑成分標準，見表1。從表1可見，SWRH82B鋼低氮增碳劑要求氮含量以質量計小于0.025% (即250ppm)o
[0018]表1所用的低氮增碳劑成分標準(質量分數)
【權利要求】
1.一種低氮SWRH82B鋼冶煉方法，其特征包括以下工序:高爐鐵水進入轉爐冶煉、脫氧合金化、LF爐精煉、方坯連鑄，具體的措施是: (1)轉爐冶煉中，頂底復吹轉爐在吹煉SWRH82B鋼時，采用全過程底吹氬，即轉爐的底吹氣體是氬氣而不是氮氣，可降低冶煉出來的鋼水氮含量； (2)在出鋼脫氧合金化過程中，采用低氮增碳劑增碳，使鋼水增碳過程中少增氮； (3)在LF爐精煉過程中采用微正壓操作，使鋼水不吸入空氣，減少鋼水增氮； (4)在連鑄過程中采用全保護澆鑄:盛鋼桶到中間包的鋼流，采用長保護套管輸送，并吹氬氣進行密封；中間包采用SWRH82B鋼專用覆蓋劑覆蓋鋼水，使空氣與鋼水隔絕，同時對鋼水保溫；從中間包到結晶器的鋼流采用長套管輸送，使鋼流與空氣隔絕；結晶器采用SWRH82B專用保護渣，使鋼水與空氣隔絕，同時潤滑鋼坯表面，提高鑄坯表面質量。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于轉爐冶煉中，所述底吹的氬氣來自空氣分離裝置，以質量分數計的純度為99.99%。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于出鋼脫氧合金化過程中，所述低氮增碳劑是氮含量以質量計為0.014%~0.028%的增碳劑。
4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于LF爐精煉過程中，所述微正壓是控制LF爐的氣壓為0.11~0.12MPa，表現為煙氣從鋼包蓋周邊裊裊逸出。
5.按照權利要求1所述的方法，其特征在于連鑄過程中，所述SWRH82B鋼中間包專用覆蓋劑的成分按質量分數計為Ca0=20%，Si02=36%, Al203=15%，MgO=IO%, C=12% ;所述SWRH82B鋼結晶器專用保護渣的成分按質量分數計為Ca0=24%，Si02=35%, Al203=3%，Mg0=3%，C=17%。
【文檔編號】C21C7/00GK103667581SQ201310592500
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】鄭家良, 龍國榮, 李正嵩, 李鴻榮, 高長益, 江金東, 吳華, 張東升, 王曉萍 申請人:首鋼水城鋼鐵（集團）有限責任公司