一种低碳含钨钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及钨钢冶炼技术领域，具体公开一种低碳含钨钢及其生产方法。本发明专利技术提供的低碳含钨钢的生产方法，包括电弧炉熔炼、钢液预脱氧及合金化、LF精炼和连续铸钢等工序。本发明专利技术钢液预脱氧过程中，复合脱氧剂与钢液中的氧反应生成一氧化碳，使钢包内形成保护气氛，减少了钢液出钢过程中因增氧增氮产生的夹杂物的量；通过控制钨铁加入时机、不同脱氧剂的使用及微调化学成分时机、全程保护浇注等，加快了钨铁的熔化，促进了钢液中化学成分的均匀化，同时，有效去除了夹杂物，提升了钢液的纯净度。本发明专利技术各工序过程紧密联系，缩短了钢液的精炼时间，降低了成品钢液中夹杂物的数量，从而提高了低碳含钨钢的纯净度。高了低碳含钨钢的纯净度。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳含钨钢及其生产方法


[0001]本专利技术涉及钨钢冶炼
，具体公开一种低碳含钨钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]钨是熔点最高的合金元素，也是强碳化物形成元素，其碳化物十分坚硬，具有很高的强度、硬度和耐磨性，被广泛应用于各种钢质的生产中，常见的含钨钢有高速钢、工模具钢等，在有特殊需要时，钨元素也可应用于渗碳钢和调质钢。
[0003]钨熔点高(熔点为3410
±
20℃)，比重大，其合金在钢液冶炼过程中熔化困难，现在含钨钢的冶炼工艺分为两种：一种是在电炉或转炉出钢中后期加入钨铁，该工艺出钢温度须提高20～30℃，对炉体耐材的侵蚀大，且钨铁熔化不完全，为避免钨元素超出目标范围，需在精炼后期微调钨元素，增加了精炼的时间；一种是在LF精练前期，钢液升温到一定温度后分批加入钨铁，在氩气下搅拌，该工艺精炼的时间长，且对钢包耐材的侵蚀大，钢液容易被二次氧化。因此，控制或缩短精炼的时间，并提升钢液的纯净度具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有含钨钢冶炼工艺对耐材侵蚀大、精炼时间长、钢液容易二次氧化等问题，本专利技术提供一种低碳含钨钢及其生产方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0006]一种低碳含钨钢的生产方法，包括电弧炉熔炼工序、钢液预脱氧及合金化工序、LF精炼工序和连续铸钢工序，具体包括以下步骤：
[0007]S1电弧炉熔炼：将原材料进行电弧炉熔炼，获得C 0.05％～0.08％、P≤0.009％的电弧炉终点钢液，出钢；
[0008]S2钢液预脱氧及合金化：出钢至钢液总量的9％～11％时，向钢包中加入复合脱氧剂进行预脱氧；出钢至钢液总量的19％～21％时，向钢包中加入铝锭进行深脱氧；出钢至钢液总量的24％～26％时，向钢包中加入钨铁合金；出钢至钢液总量的32％～35％时，向钢包中加入预熔精炼渣、硅锰合金、高锰合金、高铬合金、低铬合金、钼铁合金、钒铁合金和石灰，所有物料在出钢至钢液总量的58％～62％之前全部加完，得冶金溶体；
[0009]S3 LF精炼：向所述冶金溶体中补加石灰和萤石造渣，先采用强脱氧剂快速脱氧造白渣，再采用弱脱氧剂保持白渣，然后在钢液温度≥1600℃时，进行合金化学成分微调，得精炼钢液；
[0010]S4连续铸钢：将所述精炼钢液进行全程保护浇注，控制连铸过程铝损≤0.002％，得所述低碳含钨钢。
[0011]相对于现有技术，本专利技术提供的低碳含钨钢的生产方法，钢液预脱氧过程中，复合脱氧剂与钢液中的氧反应生成一氧化碳，使钢包内形成保护气氛，从而减少了钢液出钢过程中因增氧增氮产生的夹杂物的量。合金化工序中，特定的钨铁合金加入时机，有利于钨铁的熔化：钨铁合金加入时机过早，钢包内钢液少、温度低，钨铁合金很难熔化，且容易沉入钢
包底部，增加精炼的时间；钨铁加入时机过晚，此时钢液内合金多，且钢液冲击熔化合金的时间短，钨铁合金易在钢液表面结坨，造成精炼工序中下降电极困难，进而使精炼时间加长。通过控制LF精炼工序不同脱氧剂的使用及微调化学成分时机，连铸工序全程保护浇注等手段，加快了钨铁的熔化，促进了钢液中化学成分的均匀化，同时，有效去除了夹杂物，提升了钢液的纯净度。各工序过程紧密联系，缩短了钢液的精炼时间，有效避免了钢液对钢包耐材的侵蚀，同时降低了成品钢液中大型夹杂物出现的概率，从而提高了低碳含钨钢的纯净度。实施例结果表明，采用上述生产方法得到的低碳含钨钢的精炼时间缩短了7.7～9.5min；管坯中的氧含量降低了1.9～4.4ppm，管坯轧制成的钢管中，夹杂物B类最高为1.0级，夹杂物总和最高为2.5级，具有较高的实用价值和推广价值。
[0012]优选的，所述低碳含钨钢成分的重量百分比为：C 0.13％～0.17％、W0.2％～0.4％、Si 0.15％～0.3％、Mn 1.6％～1.75％、Cr 0.8％～1.0％、Mo0.3％～0.4％、V 0.07％～0.12％、Al 0.010％～0.045％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.10％、Cu≤0.20％、Ti≤0.05％、N≤0.0070％、O≤0.0020％，以及余量的Fe和杂质元素。
[0013]优选的，步骤S1中，所述电弧炉熔炼工序的电耗为420～450kW
·
h/t，氧气消耗量为15～20m3/t，熔炼周期为46～50min。
[0014]优选的，步骤S1中，所述出钢温度≥1630℃，优选为1630～1650℃。
[0015]本专利技术通过控制电弧炉终点钢液中的出钢温度比正常出钢温度高10～30℃，既有利于钨铁的熔化，又不至于侵蚀钢包耐材。
[0016]优选的，步骤S2中，所述复合脱氧剂包括以下质量百分含量的组分：CaC
2 76％～85％，CaO 8％～12％，SiO
2 1％～5％，Al2O
3 1％～5％，MgO 1％～5％；所述复合脱氧剂在常温常压下的发气量≥280L/kg，粒度为5～30mm。
[0017]优选的，步骤S2中，所述复合脱氧剂的加入量为0.34～0.58kg/t，所述铝锭的加入量为1.38～1.84kg/t。
[0018]示例的，步骤S2中，所述铝锭中Al≥99.5％，杂质总和＜0.5％。
[0019]优选的，步骤S2中，所述预熔精炼渣包括以下质量百分含量的组分：CaO 32％～40％，Al2O
3 46％～54％，SiO
2 5％～15％，MgO 1～3％；所述预熔精炼渣的粒度为5～50mm。
[0020]优选的，步骤S2中，所述钨铁合金的加入量为2.75～3.22kg/t，所述预熔精炼渣的加入量为2.64～3.1kg/t，所述硅锰合金的加入量为9.43～16.1kg/t，所述高锰合金的加入量为10.34～16.1kg/t，所述高铬合金的加入量为2.64～3.1kg/t，所述低铬合金的加入量为10.34～13.79kg/t，所述钼铁合金的加入量为4.71～5.4kg/t，所述钒铁合金的加入量为1.37～2.3kg/t，所述石灰的加入量为4.02～5.18kg/t。
[0021]示例的，步骤S2中，所述钢液预脱氧及合金化工序的温度为1610～1650℃，时间为120～150s。
[0022]通过所述的钢液预脱氧及合金化工序，可获得到达LF精炼时，钢包顶渣熔化良好、流动性良好、碱度合适、且变黄白或灰白，钢液中Als含量在0.030％～0.070％之间、氧含量和夹杂含量较低的，合金成分低于但接近内控成分下限的冶金熔体。
[0023]示例的，步骤S3中，所述萤石包括以下质量百分含量的组分：CaF2≥80％，SiO2≤18％。
[0024]优选的，步骤S3中，所述石灰的加入量为4.02～5.18kg/t；所述萤石的加入量为
0.45～0.58kg/t；所述萤石的粒度为20～80mm。
[0025]优选的，步骤S3中，所述强脱氧剂为铝粒和复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳含钨钢的生产方法，其特征在于，包括电弧炉熔炼工序、钢液预脱氧及合金化工序、LF精炼工序和连续铸钢工序，具体包括以下步骤：S1电弧炉熔炼：将原材料进行电弧炉熔炼，获得C 0.05％～0.08％、P≤0.009％的电弧炉终点钢液，出钢；S2钢液预脱氧及合金化：出钢至钢液总量的9％～11％时，向钢包中加入复合脱氧剂进行预脱氧；出钢至钢液总量的19％～21％时，向钢包中加入铝锭进行深脱氧；出钢至钢液总量的24％～26％时，向钢包中加入钨铁合金；出钢至钢液总量的32％～35％时，向钢包中加入预熔精炼渣、硅锰合金、高锰合金、高铬合金、低铬合金、钼铁合金、钒铁合金和石灰，所有物料在出钢至钢液总量的58％～62％之前全部加完，得冶金溶体；S3 LF精炼：向所述冶金溶体中补加石灰和萤石造渣，先采用强脱氧剂快速脱氧造白渣，再采用弱脱氧剂保持白渣，然后在钢液温度≥1600℃时，进行合金化学成分微调，得精炼钢液；S4连续铸钢：将所述精炼钢液进行全程保护浇注，控制连铸过程铝损≤0.002％，得所述低碳含钨钢。2.如权利要求1所述的低碳含钨钢的生产方法，其特征在于，所述低碳含钨钢成分的重量百分比为：C 0.13％～0.17％、W 0.2％～0.4％、Si 0.15％～0.3％、Mn 1.6％～1.75％、Cr 0.8％～1.0％、Mo 0.3％～0.4％、V 0.07％～0.12％、Al0.010％～0.045％、P≤0.015％、S≤0.005％，以及余量的Fe和杂质元素。3.如权利要求1所述的低碳含钨钢的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述出钢温度≥1630℃；和/或所述电弧炉熔炼工序的电耗为420～450kW
·
h/t，氧气消耗量为15～20m3/t，熔炼周期为46～50min。4.如权利要求1所述的低碳含钨钢的生产方法，其特征在于，步骤S2中，所述复合脱氧剂包括以下质量百分含量的组分：CaC
2 76％～85％，CaO8％～12％，SiO
2 1％～5％，Al2O
3 1％～5％，MgO 1％～5％；和/或步骤S2中，所述预熔精炼渣包括以下质量百分含量的组分：CaO32％～40％，Al2O
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高辉，张玲通，郭振，乔石，
申请(专利权)人：达力普石油专用管有限公司，
类型：发明
国别省市：