【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁材料制备，涉及一种低温钢的生产方法，尤其是一种低温钢的低氮生产方法。
技术介绍
1、天然气是一种优质能源，具有燃烧热值高、污染少等优点，广泛应用于发电、汽车燃料、居民生活和工业等方面。天然气一般要经过液化，而液化天然气(lng)的储运有着其它输送方式无法比拟的优点，因此，大量lng中继站及接收终端的建设已是必然趋势。
2、而lng主要的储存装置为大型的lng储罐，其内壳由低温钢材料焊接而成，由于在低于-162℃的低温下服役，因此其对低温钢材料有着特殊的性能要求，主要包括：优良的低温韧性、较高的强度、较高的组织稳定性和焊接性能等。
3、在大多数情况下，钢中氮元素的存在极大的影响了钢材的性能，会降低钢的韧性、焊接性能和热应力区韧性，并在一定程度上提高了钢的脆性。同时，在连铸过程中氮元素的存在还会造成连铸坯开裂。因此，有效控制钢中氮含量在低温钢的研究中是行业热点课题之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低温钢的生产方法，尤其是一种低温钢的低氮生产方法。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术一实施方式提供了一种低温钢的低氮生产方法。所述方法采用包括kr脱硫、转炉冶炼、lf精炼、rh真空精炼、连铸的工艺路线制备低温钢连铸坯；
3、所述kr脱硫工序：脱硫后出站铁水的温度1300～1350℃、以质量百分比计s≤0.0015％；
4、所述转炉冶炼工序：出钢钢水温度1590～1630℃，且出钢以质量百分比
5、所述lf精炼工序：包括依序的通电升温阶段、合金化阶段和造渣阶段，在造渣阶段中加入0.15～0.35kg/t的电石、低碳钢渣面脱氧剂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、3～6％的sio2、4～7％的mgo、2～5％的(t.fe+mno)以及其它不可避免的杂质组分；出钢钢水温度1610～1630℃；
6、所述rh真空精炼工序：采用在真空室的真空排气管路中依序设置的第一级蒸汽泵、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；在钢水到站后3min内按顺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，并在钢水到站后4min内将真空度降至1.5mbar以下；且在钢水到站后4min内的提升气体流量为100～120nm3/h，4min后的提升气体流量为230～250nm3/h；在真空度降至1.5mbar后向钢水中加入金属铝，向钢包渣面加入2～4kg/t的低碳钢渣面脱氧剂，之后持续真空处理15～20min；然后关闭真空室的两级真空泵，在真空室上升到5mbar以上后，降低提升气体流量为180～200nm3/h；之后持续处理10～15min，再破空、出钢；
7、所述连铸工序：将所述rh真空精炼工序的出钢钢水吊至连铸平台静置10min以上，然后开浇，得到连铸坯。
8、作为一实施方式的进一步改进，所述lf精炼工序：在造渣阶段中将炉渣成分调整为以质量百分比计含3～5％的(t.fe+mno)。
9、作为一实施方式的进一步改进，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计包括n≤0.002％。
10、作为一实施方式的进一步改进，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计包括：c:0.03～0.10％、si:0.15～0.35％、mn:0.5～1.6％、ni:0.4～10.0％、al:0.015～0.055％、cu≤0.015％、mo≤0.50％、cr≤0.70％、nb≤0.035％、t.o≤10ppm、p≤0.005％、s≤0.002％、n≤0.002％、h≤1.5ppm。
11、作为一实施方式的进一步改进，所述lf精炼工序：全程底吹氩气，通电升温阶段底吹氩气的流量为400～500nl/min，合金化阶段底吹氩气的流量为300～400nl/min，造渣阶段底吹氩气的流量为500～600nl/min，其余时间底吹氩气的流量为150～250nl/min。
12、作为一实施方式的进一步改进，所述转炉工序：出钢前对钢水进行成分检测，并根据检测结果和目标化学成分确定需要补加的硅铁、金属锰、镍的各自总量m1、m2、m3；在出钢至10～20％时开始向钢水中投入硅铁、金属锰、镍以进行弱脱氧及合金化，直至出钢至60～70％时投入硅铁、金属锰、镍的重量分别为k×m1、k×m2、m3，k取值为60～80％，而后结束投放；之后加5～8kg/t的石灰、10～15kg/t的铝酸钙合成渣进行造渣，在出钢至80～90％时全部加完；之后搅拌2～5min，再将全部钢水运至lf精炼炉以进行所述lf精炼工序。
13、作为一实施方式的进一步改进，所述lf精炼工序：在合金化阶段中补加剩余的(1-k)×m1的硅铁、(1-k)×m2的金属锰。
14、作为一实施方式的进一步改进，所述转炉工序：出钢过程中钢包底吹氩气的流量为400～600nl/min，出钢完成之后钢包底吹氩气的流量提高为800～1000nl/min。
15、作为一实施方式的进一步改进，所述转炉冶炼工序：采用所述kr脱硫工序的出站铁水、镍板、废钢进行冶炼，其中镍板和废钢的二者总重量占铁水、镍板和废钢的三者总重量的20～25％；
16、其中镍板的化学成分以质量百分比计包括ni≥99％、p≤0.025％、s≤0.008％，余量fe和其它不可避免的杂质；废钢的化学成分以质量百分比计包括si≤0.6％、mn≤1.8％、al≤0.08％、p≤0.02％、s≤0.01％，余量为fe和其它不可避免的杂质。
17、作为一实施方式的进一步改进，所述连铸工序：拉速0.8～1.1m/min；并且，进行全程保护浇注，长水口吹氩流量为150～250l/min，塞棒及浸入式水口吹氩流量为3～5l/min，开浇前5min中包开始吹氩，至第一轮中包覆盖剂添加结束后，停止吹氩。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：一方面，通过低碳高氧出钢，并且在出钢过程中先不加铝、并且采用部分(例如系数k，即60～80％)而非全部的硅铁和金属锰进行弱脱氧，可以大大降低钢水吸n，降低最终的n含量；再一方面，通过调整炉渣的成分，尤其是从传统的低占比t.fe+mno提高到2～5％，这样可以大大减小钢水吸n；另外，通过快速抽深真空，以及真空状态下加入低碳钢渣面脱氧，可以利用钢水c～o反应形成的微小气泡、深真空下大流量提升气体吹入的氩气泡以及深真空钢水界面反应等综合大幅脱气，降低钢水o、n含量，然后在真空条件下加入金属铝，避免金属铝的氧化和合金化吸气，由此，整体上实现低温钢的低氮控制。
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1.一种低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述方法采用包括KR脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸的工艺路线制备低温钢连铸坯；
2.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序：在造渣阶段中将炉渣成分调整为以质量百分比计含3～5％的(T.Fe+MnO)。
3.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计包括N≤0.002％。
4.根据权利要求3所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计包括：C:0.03～0.10％、Si:0.15～0.35％、Mn:0.5～1.6％、Ni:0.4～10.0％、Al:0.015～0.055％、Cu≤0.015％、Mo≤0.50％、Cr≤0.70％、Nb≤0.035％、T.O≤10ppm、P≤0.005％、S≤0.002％、N≤0.002％、H≤1.5ppm。
5.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序：全程底吹氩气，通电升温阶段底吹氩气的流量为400～500NL
6.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述转炉工序：在结束投放硅铁、金属锰、镍之后，加5～8kg/t的石灰、10～15kg/t的铝酸钙合成渣进行造渣，在出钢至80～90％时全部加完；之后搅拌2～5min，再将全部钢水运至LF精炼炉以进行所述LF精炼工序。
7.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序：在合金化阶段中补加剩余的(1-k)×M1的硅铁、(1-k)×M2的金属锰。
8.根据权利要求6所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述转炉工序：出钢过程中钢包底吹氩气的流量为400～600NL/min，出钢完成之后钢包底吹氩气的流量提高为800～1000NL/min。
9.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序：采用所述KR脱硫工序的出站铁水、镍板、废钢进行冶炼，其中镍板和废钢的二者总重量占铁水、镍板和废钢的三者总重量的20～25％；
10.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述连铸工序：拉速0.8～1.1m/min；并且，进行全程保护浇注，长水口吹氩流量为150～250L/min，塞棒及浸入式水口吹氩流量为3～5L/min，开浇前5min中包开始吹氩，至第一轮中包覆盖剂添加结束后，停止吹氩。
...【技术特征摘要】
1.一种低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述方法采用包括kr脱硫、转炉冶炼、lf精炼、rh真空精炼、连铸的工艺路线制备低温钢连铸坯；
2.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述lf精炼工序：在造渣阶段中将炉渣成分调整为以质量百分比计含3～5％的(t.fe+mno)。
3.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计包括n≤0.002％。
4.根据权利要求3所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述连铸坯的化学成分以质量百分数计包括：c:0.03～0.10％、si:0.15～0.35％、mn:0.5～1.6％、ni:0.4～10.0％、al:0.015～0.055％、cu≤0.015％、mo≤0.50％、cr≤0.70％、nb≤0.035％、t.o≤10ppm、p≤0.005％、s≤0.002％、n≤0.002％、h≤1.5ppm。
5.根据权利要求1所述的低温钢的低氮生产方法，其特征在于，所述lf精炼工序：全程底吹氩气，通电升温阶段底吹氩气的流量为400～500nl/min，合金化阶段底吹氩气的流量为300～400nl/min，造渣阶段底吹氩气的流量为500～600nl/min，其余时间底吹氩气的流量为150～250nl/min。
【专利技术属性】
技术研发人员：赵家七，麻晗，蔡小锋，程丙贵，马建超，皇祝平，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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