控制总氧含量的低温钢的生产方法与流程

本发明属于钢铁材料制备，涉及一种控制总氧含量的低温钢的生产方法。

背景技术：

1、由于能源需求的不断提高，造船、桥梁、天然气管线、海洋平台等领域对低温钢的需求也不断提高，尤其是随着经济的快速增长，天然气等优质清洁能源的市场需求量日趋增大。而液化天然气的大型运输、存储罐体对材料的要求极为严苛。以9ni、5ni、3.5ni等为代表的不同等级和用途的低温容器钢市场需求日趋扩大，具有广阔的发展前景。

2、镍系低温钢是指在-70℃～-196℃低温下服役的含ni系列焊接结构专用钢材，是技术要求最高，行业影响最大的宽厚板产品之一，主要用于石油、化工等能源行业，用于制造各种液化石油气、液乙烯、液氧、液氮、液化天然气等的生产及存储容器。

3、低温钢由于其用途的特殊性，对产品洁净度要求极高，p、s、o、n、h等均要求控制在极低的水平。尤其是总氧含量，直接影响了钢中的夹杂物尺寸、数量和种类，对低温钢的性能影响深远。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种控制总氧含量的低温钢的生产方法。

2、为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种控制总氧含量的低温钢的生产方法。所述方法包括：

3、kr脱硫工序：铁水的出站温度1300～1350℃、以质量百分比计s≤0.0010％；转炉冶炼工序：出钢钢水温度1580～1620℃，且出钢钢水以质量百分比计c含量0.02～0.05％、o含量0.025～0.040％、p含量≤0.0055％、s含量≤0.0025％；

4、lf精炼工序：出钢钢水温度1610～1630℃；

5、rh真空精炼工序：在钢水运至rh真空炉后进行真空处理，期间在真空度降至1.5mbar以下之后，在与真空室下方的下降管相比更靠近上升管的位置处喂入钙线0.5～1.0m/t且喂线速度1～1.5m/s；所述钙线的内部为ca含量在95％以上的钝化金属钙粉，外层为外径8～10mm、厚度1～2mm的铁皮；最后破空、出钢；

6、连铸工序：rh真空精炼工序的出钢钢水进行浇注，得到连铸坯。

7、优选地，所述rh真空精炼工序中，采用真空室的真空排气管路中依序设置第一级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第三级蒸汽泵、第四级蒸汽泵、两级水循环泵的rh真空炉；在钢水运至rh真空炉后，依序打开两级水循环泵、第四级蒸汽泵、第三级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第一级蒸汽泵以进行真空处理，在真空度降至1.5mbar以下之后，持续处理10～15min，期间喂入钙线。

8、优选地，所述rh真空精炼工序中，钢水运至rh真空炉后1min内打开两级水循环泵，将真空度维持在200mbar以上，并将提升气体流量维持在80～100nm3/h，处理3～5min；之后，按顺序打开第四级蒸汽泵、第三级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第一级蒸汽泵，并将提升气体流量提高，在真空度降至1.5mbar以下之后，持续处理10～15min；然后关闭第三级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第一级蒸汽泵，将真空度调整到50mbar以上，之后处理5min以上，最后破空、出钢。

9、优选地，所述钙线的铁皮的化学成分以质量百分比计包括：al:0.005～0.035％、si:0.2～0.4％、mn:0.3～0.5％、p≤0.001％、s≤0.003％，其余为fe和不可避免的杂质。

10、优选地，真空室下方的下降管和上升管以一镜像面对称分布，真空室下方的钢包具有过上升管的中心并平行于镜像面的拟合面，喂入钙线的所述位置处于所述拟合面和所述镜像面之间。

11、优选地，转炉冶炼工序中：向钢水中吹入15～18m3/t的氧气，吹氧完成之后进行第一次留渣倒渣；在第一次留渣倒渣结束之后，重新进行吹氧，直至钢水中的c含量达到0.05％以下时结束吹氧，之后进行第二次留渣倒渣；在第二次留渣倒渣结束之后，向转炉内依次加入2～4kg/t的硅铁粒、1～3kg/t的镁铁粒，按照流量0.05-0.10nm3/min开启底吹氩气并持续1.5～3min之后，出钢。

12、优选地，转炉冶炼工序中，出钢过程中进行脱氧及合金化，在合金化结束之后，加5～8kg/t的石灰、15～20kg/t的铝酸钙合成渣进行造渣，并在出钢完成前全部加完；所述铝酸钙合成渣的组分按质量百分数计包括40～45％的cao、10～15％的al2o3、5～10％的caf2、3％以内的sio2、2～5％的mgo、5～10％的cac2、15～20％的单质铝，且其中物相12cao·7al2o3的质量百分数超30％，其余为cao、caf2、sio2、mgo的单相或复合相；并且，出钢过程钢包底吹氩气的流量为300～500nl/min，在出钢结束之后钢包底吹氩气的流量降低为200～300nl/min，之后持续处理2～5min，再运至lf精炼炉进行精炼。

13、优选地，lf精炼工序中，在造渣之后，向钢水中加0.3～0.5kg/t的电石、1.0～2.0kg/t的铝酸钙合成渣，以将炉渣成分调整为以质量百分比计含50～55％的cao、30～35％的al2o3、1～3％的caf2、3％以内的sio2、4～6％的mgo、1％以内的t.fe+mno以及其它不可避免的杂质组分。

14、优选地，步骤3)中，全程底吹氩气，通电升温期间底吹氩气的流量为400～500nl/min，合金化期间底吹氩气的流量为300～400nl/min，造渣期间底吹氩气的流量为500～600nl/min，其余时间底吹氩气的流量为150～250nl/min。

15、优选地，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计t.o≤8ppm。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：rh真空精炼过程中，在临近上升管的位置喂钙线，结合低喂线速度+薄铁皮，使得ca能够喂入钢水的中上部并快速地和钢水中的o元素接触来形成夹杂物，这一大部分ca元素快速地从上升管随钢水抽入真空室内部，从而实现快速脱氧，而剩余的少部分ca元素则可以溶入钢包的钢水中，参与钢水脱氧循环，经发明人研究发现，这种方式的脱氧效果意外地远超出在其他位置喂入钙线的方式，例如比在其它位置的总氧含量低2～5ppm，从而提高钢水的纯净度，进而保证最终低温钢的低温性能，能够用于制备低温韧性优异的低温钢钢板产品，可以满足市场对低温钢的性能要求。

技术特征：

1.一种控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，所述rh真空精炼工序中，采用真空室的真空排气管路中依序设置第一级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第三级蒸汽泵、第四级蒸汽泵、两级水循环泵的rh真空炉；在钢水运至rh真空炉后，依序打开两级水循环泵、第四级蒸汽泵、第三级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第一级蒸汽泵以进行真空处理，在真空度降至1.5mbar以下之后，持续处理10～15min，期间喂入钙线。

3.根据权利要求2所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，所述rh真空精炼工序中，钢水运至rh真空炉后1min内打开两级水循环泵，将真空度维持在200mbar以上，并将提升气体流量维持在80～100nm3/h，处理3～5min；之后，按顺序打开第四级蒸汽泵、第三级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第一级蒸汽泵，并将提升气体流量提高，在真空度降至1.5mbar以下之后，持续处理10～15min；然后关闭第三级蒸汽泵、第二级蒸汽泵、第一级蒸汽泵，将真空度调整到50mbar以上，之后处理5min以上，最后破空、出钢。

4.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，所述钙线的铁皮的化学成分以质量百分比计包括：al:0.005～0.035％、si:0.2～0.4％、mn:0.3～0.5％、p≤0.001％、s≤0.003％，其余为fe和不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，真空室下方的下降管和上升管以一镜像面对称分布，真空室下方的钢包具有过上升管的中心并平行于镜像面的拟合面，喂入钙线的所述位置处于所述拟合面和所述镜像面之间。

6.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，转炉冶炼工序中：向钢水中吹入15～18m3/t的氧气，吹氧完成之后进行第一次留渣倒渣；在第一次留渣倒渣结束之后，重新进行吹氧，直至钢水中的c含量达到0.05％以下时结束吹氧，之后进行第二次留渣倒渣；在第二次留渣倒渣结束之后，向转炉内依次加入2～4kg/t的硅铁粒、1～3kg/t的镁铁粒，按照流量0.05-0.10nm3/min开启底吹氩气并持续1.5～3min之后，出钢。

7.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，转炉冶炼工序中，出钢过程中进行脱氧及合金化，在合金化结束之后，加5～8kg/t的石灰、15～20kg/t的铝酸钙合成渣进行造渣，并在出钢完成前全部加完；所述铝酸钙合成渣的组分按质量百分数计包括40～45％的cao、10～15％的al2o3、5～10％的caf2、3％以内的sio2、2～5％的mgo、5～10％的cac2、15～20％的单质铝，且其中物相12cao·7al2o3的质量百分数超30％，其余为cao、caf2、sio2、mgo的单相或复合相；并且，出钢过程钢包底吹氩气的流量为300～500nl/min，在出钢结束之后钢包底吹氩气的流量降低为200～300nl/min，之后持续处理2～5min，再运至lf精炼炉进行精炼。

8.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，lf精炼工序中，在造渣之后，向钢水中加0.3～0.5kg/t的电石、1.0～2.0kg/t的铝酸钙合成渣，以将炉渣成分调整为以质量百分比计含50～55％的cao、30～35％的al2o3、1～3％的caf2、3％以内的sio2、4～6％的mgo、1％以内的t.fe+mno以及其它不可避免的杂质组分。

9.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，步骤3)中，全程底吹氩气，通电升温期间底吹氩气的流量为400～500nl/min，合金化期间底吹氩气的流量为300～400nl/min，造渣期间底吹氩气的流量为500～600nl/min，其余时间底吹氩气的流量为150～250nl/min。

10.根据权利要求1所述的控制总氧含量的低温钢的生产方法，其特征在于，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计t.o≤8ppm。

技术总结本发明揭示了一种控制总氧含量的低温钢的生产方法。所述方法包括：KR脱硫，出站温度1300～1350℃、以质量百分比计S≤0.0010％；转炉冶炼，出钢温度1580～1620℃，且出钢钢水以质量百分比计C含量0.02～0.05％、O含量0.025～0.040％、P含量≤0.0055％、S含量≤0.0025％；LF精炼，出钢温度1610～1630℃；在钢水运至RH真空炉后进行真空处理，真空度降至1.5mbar以下之后，在靠近上升管的位置处喂入钙线0.5～1.0m/t且喂线速度1～1.5m/s；进行浇注，得到连铸坯。如此，使大部分钙快速地抽入真空室内，少部分钙溶入钢包的钢水中，从而实现快速高效脱氧。技术研发人员：赵家七,麻晗,蔡小锋,程丙贵,马建超,皇祝平受保护的技术使用者：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2