[发明专利]一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺，属于金属冶炼技术领域。

背景技术

目前，为了满足不同腐蚀环境的需求，已逐步开发了铬含量在3%~9%的耐蚀钢。在冶炼上述钢时，由于铬的存在大大降低了钢液中碳和氧元素的活度，为了达到脱碳保铬的目的，目前主要是采用电炉一步法或电炉+VOD两步法冶炼，以上冶炼工艺需对铁水进行脱磷预处理或采用优质废钢，冶炼成本高或要求配置特殊设备。

由于转炉冶炼钢中 的Cr 含量大于等于 5 wt% 的超低碳钢需要在转炉内需要加入高碳铬铁，为保证铬的收得率，出钢碳要求在0.2%以上。由于钢中碳含量较高，因此大多是不采用RH炉处理的，而是通过真空脱气炉（VOD炉）处理生产超低碳高铬钢，所以国内的特钢厂均是采用 VOD 炉生产低碳高铬钢。由于不锈钢含有大量合金，铬含量在11%~30%，成本较高，限制了其的广泛使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在普通钢厂不需新增特钢厂设备情况下，合理两次利用已有的RH设备，实现了普钢厂冶炼特钢，提出了一种低碳高铬钢及其转炉冶炼工艺，通过对工艺和成分的合理设计，使其铬含量可控制4.5%~5.5%，C≤0.06%，满足了耐蚀钢的成分要求。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种低碳高铬钢，按重量百分比为，Cr：4.5%～5.5%，C：≤0.06%，Mn：≤1.0%，Si：≤0.50%，S：≤0.010%,P：≤0.015%,N：≤0.0080%,其余为Fe和不可避免的杂质。

化学成分是影响连铸坯内部质量与高强钢板性能的关键因素之一，本发明为了使所述钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于：

C：碳是影响高强度钢力学性能的主要元素之一，通过间隙固溶提高钢的强度，含量过高时，韧性和可焊性将变差，本发明碳含量控制在C：≤0.06%。

Si：硅是炼钢必要的脱氧元素，具有一定的固溶强化作用；硅含量过高，不利于钢板表面质量及低温韧性，本发明硅含量控制在Si：≤0.50%。

Mn：锰具有细化组织、提高强度及低温韧性的作用，而且成本低廉。锰含量过高时，易造成连铸坯偏析。本发明锰含量控制在Mn：≤1.0%。

钢中杂质元素如S、P等，会严重损害所述钢和焊接近焊缝区的低温韧性，增加连铸坯偏析程度，因此硫、磷含量应控制在S≤0.0010%和P≤0.015%以下。

本发明进一步限定的技术方案是：前述的低碳高铬钢，按重量百分比包括以下成分 ：Cr：4.7%，C：0.04%，Mn：≤1.0%，Si：≤0.50%，S： 0.005%，P： 0.008%，N： 0.0061%,，其余为Fe及不可避免的杂质。

前述的低碳高铬钢，按重量百分比包括以下成分 ：Cr：5.3%，C：0.03%，Mn：≤1.0%，Si：≤0.50%，S： 0.008%，P： 0.011%，N： 0.0052%,，其余为Fe及不可避免的杂质。

前述的低碳高铬钢转炉冶炼工艺，包括转炉工艺、RH脱碳工艺、LF炉冶炼工艺和RH脱气工艺，转炉工艺采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P:0.090~0.140%，转炉吹炼终点钢水组分控制：C≤0.06%，S≤0.015%，P≤0.013%，O≤1500ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为150~400ppm；

RH脱碳工艺的操作终点C≤0.02%； 

LF炉冶炼工艺进行铬合金化与脱硫操作，在LF开始处理前加入1/5的微碳铬铁；在处理30分钟后，加入2/5微碳铬铁；在处理60分钟后，加入1/5的微碳铬铁；在处理80分钟后，加入1/5的微碳铬铁，最终合金量钢水组分：Cr：4.5%~5.5%，S≤0.010%；

RH脱气工艺的真空度≤500Pa，真空保持时间≥15min，终点钢水氮≤0.0080%。

前述低碳高铬钢转炉冶炼工艺，

转炉工艺采用常规铁水吹炼，铁水中磷含量按重量百分比控制在P：0.092%，转炉吹炼终点钢水组分控制C：0.04%，S：0.013%，P：0.008%，O：800ppm；转炉出钢采用弱脱氧，钢水氧含量为200ppm；

RH脱碳工艺的操作终点C：0.015%；

LF炉冶炼工艺进行铬合金化与脱硫操作，钢水组分Cr：4.7%，S:0.005%；

RH脱气工艺的真空度350Pa，真空保持时间16min，终点钢水氮0.0061%。