一种低碳低硫钢镁处理工艺的制作方法

1.本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种低碳低硫钢镁处理工艺。


背景技术：

2.随着厚板内部质量需求提高以及国家能标探伤标准的逐渐推广，大部分钢种需要能标特级标准进行检验，有些重点品种，如管线钢，为了保证出厂内部质量，同时由于厚板坯管线钢低碳低磷设计，转炉终点过氧、连铸夹杂物上浮时间短，轧钢压缩比、展宽比和钢板堆冷等因素影响，探伤合格率始终低于薄板坯。
3.在炼钢温度下，镁处理相关的夹杂物ca
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al7、ca3o两种钙铝酸盐为液态，因此镁的加入量存在一个合适的范围。对于镁对夹杂物的改性，镁处理改性内部夹杂物，弥散大颗粒夹杂物是可行的，需要注意的是在镁处理过程中硫的作用，并指出不同类型cas的来源。过多的镁加入形成的大量的mgo，塑性 al2o3夹杂物的去除，镁与氧的结合能力强于硫，但在较低的氧势下，对于喂镁线过程，如何将镁加入到钢水深处提高镁的使用效率成了研究的关键。


技术实现要素：

4.本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种低碳低硫钢镁处理工艺，采用铁水倒罐
→
铁水预处理
→
转炉高碳低氧留氧操作
→
rh炉真空脱碳
→
rh炉合金化及真空脱气
→
rh镁处理
→
ccm流程，具体：（1）铁水预处理操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，s≤0.002%；（2）挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量≤2kg/t；（3）温度和碳含量控制：吹炼终点温度1640～1680℃，终点[o]≤800ppm；（4）钢包底吹氩气控制：出钢过程钢包底吹气体流量为800nl/min，出钢时间控制在4～8min；（5）lf炉前期操作：钢水到处理工位后，调整钢包底吹流量300～400nl/min；供电化渣2～3min后加入石灰2kg/吨钢、铝丝0.2kg/吨钢，取样分析，下电极升温；（6）lf炉中期过程控制：根据lf炉第一个钢样成分和渣况粘稠情况，加入合适石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于3kg，铝丝0.2kg/吨钢，脱硫过程氩气流量200～300 nl/min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线控制氩气流量30～50nl/min，铝线喂入量以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.035%～0.045%范围来控制，根据目标钢种的成分进行合金化，升温6～8min取样分析，下电极继续升温脱硫；（7）lf炉后期过程控制：根据lf炉第二个钢样成分和渣况粘稠情况，加入合适石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于1kg，铝丝0.3kg/吨钢，渣色变白，钢水温度升高至1600～1610℃，提升电极，盖上精炼炉炉盖，钢包底吹氩气调整至800nl/min，进行大氩气搅拌深脱硫4～5min，取样分析；（8）rh真空脱气处理：rh合金化后进行真空脱气处理，真空度＜0.3mbar，保持时间
＞20min，rh整个过程中钢包底吹氩气流量控制在5～10nl/min，真空结束喂入镁线，喂线后静搅＞15min。
[0005]
本发明进一步限定的技术方案是：前所述的一种低碳低硫钢镁处理工艺，步骤（6），lf炉第一个钢样成分处理时间10min。
[0006]
前所述的一种低碳低硫钢镁处理工艺，步骤（7），lf炉第二个钢样成分处理时间25min。
[0007]
前所述的一种低碳低硫钢镁处理工艺，步骤（7），渣色变白时feo mno≤1.0%。
[0008]
前所述的一种低碳低硫钢镁处理工艺，步骤（8），镁线最佳喂入量为300m。
[0009]
前所述的一种低碳低硫钢镁处理工艺，钢板2.0级以内夹杂物含量控制在100%。
[0010]
本发明的有益效果是：（1）本发明通过转炉出钢留氧制度和造渣制度的优化，稳定钢水中氧含量， lf炉扩散脱氧造渣和沉淀脱氧达到快速脱氧造渣的目的，充分发挥脱硫的冶金热力学和动力学条件，rh 炉真空循环降低钢水中夹杂物，降低钢水中大颗粒夹杂物，通过喂入镁线再次细化大颗粒夹杂物，同时钢水纯净度提高，铸坯质量良好，钢板2.0级以内夹杂物含量控制在100%；（2）本发明中镁线喂入工艺与原喂钙线工艺相同，喂线过程镁线反应程度、喷溅及烟尘情况与原钙线相差不大，过程塞棒正常，水口无明显蓄瘤物；（3）本发明中镁处理对钢板力学性能、低温冲击、落锤等无影响，低温冲击优于钙线工艺；（4）本发明中钢板夹杂物总数及大尺寸夹杂物数明显减少，探伤合格率高于钙线工艺。
附图说明
[0011]
图1-3为本发明实施例中aspex检测钢板夹杂物成分组成图。
具体实施方式
[0012]
本实施例提供的一种低碳低硫钢镁处理工艺，主要对钢水中t.o分析，通过跟踪各环节钢水中增氧情况，达到定点控制定点去除方式，同时对内部检测t.o较低，但夹杂物中cao较高；对特定炉次进行了取样， 开展工业调研试验，了解管线钢洁净度、夹杂物控制现状，最终做到连铸坯质量控制现状；工业试验开展前，对管线钢轧板中夹杂物进行了分析，提升钢水纯净度，为了验证镁处理对钢中夹杂物的控制效果并与钙处理进进行比较，采用工业试验以及取样分析的方法，分别对管线钢进行镁处理和钙处理试验，综合比较二者对钢水洁净度和夹杂物特征的影响，为镁处理大规模工业化应用奠定研究基础。
[0013]
选择管线钢种，在150吨转炉、150吨钢包炉冶炼。其x80管线钢化学成分见表1，整个冶炼过程控制如下：表1
ꢀꢀ
x80主要化学成份（%）
采用铁水倒罐
→
铁水预处理
→
转炉高碳低氧留氧操作
→
rh炉真空脱碳
→
rh炉合金化及真空脱气
→
rh镁处理
→
ccm流程，具体：（1）铁水预处理操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，s≤0.002%；（2）挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量≤2kg/t，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难；（3）温度和碳含量控制：吹炼终点温度1640～1680℃，终点[o]≤800ppm；（4）钢包底吹氩气控制：出钢过程钢包底吹气体流量为800nl/min，出钢时间控制在4～8min；（5）lf炉前期操作：钢水到处理工位后，调整钢包底吹流量300～400nl/min；供电化渣2～3min后加入石灰2kg/吨钢、铝丝0.2kg/吨钢，取样分析，下电极升温；（6）lf炉中期过程控制：根据lf炉第一个钢样成分（处理时间10min左右）和渣况粘稠情况，加入合适石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于3kg，铝丝0.2kg/吨钢，脱硫过程氩气流量200～300 nl/min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线控制氩气流量30～50nl/min，铝线喂入量以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.035%～0.045%范围来控制，根据目标钢种的成分进行合金化，升温6～8min取样分析，下电极继续升温脱硫；（7）lf炉后期过程控制：根据lf炉第二个钢样成分（处理时间25min左右）和渣况粘稠情况，加入合适石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于1kg，铝丝0.3kg/吨钢，渣色变白（feo mno≤1.0%），钢水温度升高至1600～1610℃，提升电极，盖上精炼炉炉盖，钢包底吹氩气调整至800nl/min，进行大氩气搅拌深脱硫4～5min，取样分析；（8）rh真空脱气处理：rh合金化后进行真空脱气处理，真空度＜0.3mbar，保持时间＞20min，rh整个过程中钢包底吹氩气流量控制在5～10nl/min，真空结束喂入镁线，喂线后静搅＞15min。
[0014]
（9）试验结果及分析
①
轧制钢板探伤表2 钢板探伤结果300m镁线喂入量实验炉次轧制的钢板探伤合格率最高，350m镁线喂入量炉次次之，400m镁线喂入量炉次最差，这与低熔点夹杂物的影响一致。
[0015]
②
轧制钢板夹杂物检测
表3 钢板夹杂物检测按astm e45方法a进行测定，3种镁线喂入量工艺夹杂物评级结果无明显差别。
[0016]
③
钢板夹杂物aspex检测如图1-3，aspex检测显示，3种镁处理工艺下，扫描30mm2夹杂物总数400-600，个数有明显差异。夹杂物成分组成上400m、350m和300m镁线工艺夹杂物主要基本相同。结合n厂铁水、生产工艺、现场条件等因素， 300m镁线为合适喂入量。
[0017]
④
钢板性能表4 钢板性能同期生产钢板正样-30℃横向冲击检测，镁处理炉次的冲击功优于钙处理炉次；取3炉镁处理炉次轧制钢板进行系列温度冲击、落锤检测，结果显示4个温度点镁处理钢板的冲击功、落锤剪切面积均高于钙处理钢板。
[0018]
通过对管线钢进行镁处理，改变内部夹杂物的分布、类型，解决此类缺陷内部质量问题。此外，务必保证软吹时间，软吹时间过短，夹杂物不能充分上浮，有可能导致水口蓄瘤，镁加入量越高，软吹时间应相应延长。
[0019]
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。