[发明专利]一种中碳高合金钢的增碳控氮生产方法

说明书

本发明公开了一种中碳高合金钢的增碳控氮生产方法，所述生产方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼处理、板坯连铸工序；所述中碳高合金钢成品成分中：C：0.21‑0.24%、N≤40ppm，且合金加入量≥30kg/t钢。本发明通过各工序的严格控制，优化转炉出钢过程中增碳剂的加入时机与合理配比，显著降低了LF工序的碳线用量，并成功将成品Ｎ含量控制在40ppm以下。本发明在不增加新工序与设备的条件下，在降低成本的前提下解决了增碳控氮的技术难题。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种中碳高合金钢的增碳控氮生产方法。

背景技术

中碳高合金钢是指成品钢中C含量处于0.21-0.24%的范围，且合金加入量在30kg/t以上的钢种。

目前，此类钢种的生产主要是采用铁水脱硫→转炉→LF→连铸的生产工艺流程，且要求成品N≤40ppm。由于成品C含量要求较高，合金增碳量不能满足要求并且与成品C差距较大；又因成品N含量要求严格，采用锻煤增碳剂等手段直接增碳，通常需要LF氩气强吹促进增碳，会导致钢水与空气接触增氮，并且锻煤增碳剂中含有N，这样易导致N含量超标。因此在增碳与控氮这对矛盾的双重要求下，生产实践过程中往往采用LF打碳线的方式增碳，导致碳线用量很大，成本显著提高。

为了控制成品N含量，专利CN201110403469.6针对转炉不同出钢时碳、氧含量范围，优化脱氧合金加入次序来降低成品氮含量；但此方法仅限于出钢C含量较高且氧含量控制较准的情况，控制难度较大，适用性太窄。专利CN201210487536.1公开了一种转炉出钢采取两步合金脱氧的方式来控制钢液增氮量，但此方法不采用铝脱氧，忽略了合金收得率和脱氧效率，对于高合金钢种会得不偿失。专利CN201110440322.4为了降低增碳剂带入的氮含量，采用了低氮增碳剂煅烧无烟煤代替沥青焦增碳的方式，但仅是对增碳剂这一环节进行约束，具有明显的局限性。此外，当前的专利大多针对转炉控氮，很少有全流程考虑的；并且基本仅限于控氮这单一方面。

目前，有关中碳高合金钢的增碳控氮生产方法还未见报道，本发明将针对中碳高合金钢的增碳控氮生产方法进行阐述。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中碳高合金钢的增碳控氮方法；本发明通过转炉出钢过程中增碳剂加入的合理配比、优化LF合金加入量，严格控制氩气流量使用基准，以及连铸工序良好的保护浇注等措施，稳定控制成品C、N含量、降低碳线用量，达到低成本增碳控氮的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种中碳高合金钢的增碳控氮生产方法，所述生产方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼处理、板坯连铸工序；所述中碳高合金钢成品成分中：C：0.21-0.24%、N≤40ppm，且合金加入量≥30kg/t钢。

本发明所述铁水脱硫工序，铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞净，铁水表层无渣，入炉铁水S≤0.003%，减小后续LF脱硫压力。

本发明所述转炉冶炼工序，采用烟气分析结合静态模型自动冶炼，严格控制转炉下渣量，使用前挡挡渣塞，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式；转炉冶炼终点温度1660-1690℃，终点氧位≤800ppm；控制终点钢水：C：0.022-0.038%、P≤0.010%。

本发明所述的转炉冶炼工序，出钢过程加料顺序依次为预脱氧增碳剂、石灰、合金及增碳用增碳剂；出钢1/5时开始加入增碳剂进行脱氧，预脱氧增碳剂加入量为0.3kg/t钢，石灰加入量为2.5-3.0kg/t钢，在合金加入前期加入增碳用增碳剂0-0.3kg/t钢。

本发明所述的转炉冶炼工序，增碳剂为锻煤增碳剂，其主要成分为C≥90.0%，S≤0.3%%；大包钢水成分控制为：C：0.180-0.210%、N≤25ppm。