[发明专利]一种焊接用含锆合金钢的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢领域，具体涉及一种焊接用含锆合金钢的冶炼方法。

背景技术

含锆合金钢具有优良的耐高温、抗腐蚀性能。锆（化学元素符号为Zr）能细化钢的奥氏体晶粒。它和硫能化合成硫化锆，因此能防止钢的热脆性。锆还有降低钢的应变时效现象和提高钢的低温韧性等优点。

在炼钢过程中，由于锆的熔点较高，需要使用锆铁进行合金化，而锆的脱氧能力较强，仅次于铝、钛，比锰氧化性强，因此锆的成分控制较难。若锆的合金化在转炉、LF钢包精炼工序加入，则Zr容易被顶渣氧化，造成锆的回收率较低。

发明内容

为了提高锆的回收率，降低冶炼成本，本发明提出一种焊接用含锆合金钢的冶炼方法。

本发明的技术方案：本发明元素的质量百分比：C为0.04-0.07；Si为0.45-0.60；Mn为1.00-1.20；P≤0.015；S≤0.015；Al为0.05-0.15；Ti为0.07-0.15；Zr为0.04-0.10；它的工艺环节包括转炉冶炼——LF钢包精炼——RH真空精炼——模铸，其中转炉冶炼的出钢温度为1600～1630℃，转炉采用深脱硫S≤0.005%，出钢挡渣，渣厚≤100mm；

LF钢包精炼到站的温度是1590～1610℃，LF钢包精炼过程中加入铝粉、铝铁搅拌4～6min，即 LF到站后，在顶渣上先加入铝粉，铝粉加入量为吨钢1～1.5kg，再加入铝铁，铝铁加入量为吨钢1.5-2.5kg，底吹氩搅拌4～6min，底吹氩流量≥500NL/min，以降低钢水和钢渣的氧化性，LF钢包精炼取样分析成分为Al≥0.10%同时温度＞1670℃时停止送电，加入Ti含量为68.8%的钛铁，钛铁加入量为吨钢2.0～3.0kg；

RH真空精炼到站温度是1640～1660℃，抽真空处理，在破空前10min加入锆铁合金化，锆铁加入量为吨钢2.5～3.5kg，锆铁中Zr含量为45.9%、Si含量为35.8%，加入锆铁后严禁吹氧升温和底吹氩搅拌；

钢水采用氩气保护浇铸，可避免钢水被二次氧化，铸模温度50～100℃。

本发明在LF钢包精炼工艺中，通过加铝粉、铝铁、钛铁进行扩散脱氧、沉淀脱氧降低钢水氧化性，在RH真空精炼中进行锆的合金化，且加入锆铁后避免吹氧升温，浇铸过程中采用氩气保护浇铸可有效避免钢水的二次氧化，提高了锆的回收率；同时提高了Zr的成分精确控制度，提高了Zr回收率，Zr的回收率达到45%以上。

具体实施方式

实施例:钢种ER70S-2

元素的质量百分比：C为0.04-0.07；Si为0.45-0.60；Mn为1.00-1.20；P≤0.015；S≤0.015；Al为0.05-0.15；Ti为0.07-0.15；Zr为0.04-0.10。

1、转炉冶炼出钢温度为1613℃，渣厚为80mm，出钢后的钢水成分重量百分比为：

C=0.053  Si=0.23  Mn= 1.04  P=0.010  S= 0.0053  Al=0.031

其余为Fe和不可避免物质。

2、LF钢包精炼到站条件为：温度1596℃，钢水重量为84t。

（1）加入铝粉100kg，然后加入铝铁160kg，底吹氩搅拌5min，降低钢水和钢渣的氧化性；

（2）根据LF取样成分进行调整，当Al≥0.10%，温度＞1670℃时停止送电，加入钛铁210kg(Ti含量68.8%)进行合金化；

LF出站成分重量百分比为：

C=0.054   Si=0.24  Mn=1.10  P=0.010  S=0.0027  Al=0.09  Ti=0.11

3、 RH真空精炼到站温度1654℃，抽真空处理，破空前10min加入锆铁240kg（锆铁中Zr含量为45.9%，Si含量为35.8%，），加入锆铁后严禁吹氧升温和底吹氩搅拌，循环10min后破空，出站温度为1600℃；

RH出站钢水成分重量百分比为：

C=0.054  Si=0.60  Mn=1.08  P=0.010  S=0.0024  Al=0.077  Ti=0.105   Zr=0.063

其余为Fe和不可避免物质

4、使用专用模浇铸，铸模温度是50-100℃，过程采用氩封保护浇铸，成品成分重量百分比为：

C=0.055  Si=0.60  Mn=1.05  P=0.010  S=0.0020  Al=0.07  Ti=0.10

Zr=0.06

Zr的回收率为47.6%。