一步法生产高锰高氮耐蚀钢g6811的方法
【专利摘要】本发明公开了一种一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法，其包括铁水预处理工序、AOD炉工序、LF炉工序和连铸机工序，所述AOD炉工序包括脱碳期、吹氧升温还原期和脱硫期；所述脱碳期根据碳含量的控制上限确定6个脱碳期，第一脱碳期至第六脱碳期的碳重量含量上限分别为1.50%、0.40%、0.25%、0.15%、0.10%、0.05%。本方法通过控制AOD炉各阶段的气体比例模型、加料时机、加料速度、温度控制等工艺实现了脱磷铁水直兑AOD炉一步法生产高合金耐蚀钢G6811。本发明中铬、锰、镍、铜主合金元素全部在AOD工序加入，从而提高了金属收得率；其中锰全部在AOD脱碳期结束后加入相应锰的吸收率更高，冷料（高碳铬铁和渣料）集中加入带来的温降依靠增加一个硅铁氧化期弥补，降低生产成本。
【专利说明】一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高合金钢【技术领域】，尤其是一种一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的 方法。
【背景技术】
[0002] G6811属于高合金耐蚀钢，由于含有较高的锰（14. 50?15. 50%)、铬（11. 00? 12. 00%)、铜（0. 50?1. 00%)、镍（0. 50?1. 00%)和氮（彡0. 15%)，冶炼过程需要配加大量的 合金和渣料，国内外主流生产厂家采用"电炉+ A0D炉"两步法进行冶炼。如果使用铁水直 兑A0D炉冶炼的方式，所有配加成分需要的高碳铬铁、电解锰、铜板、镍板等合金和渣料则 全部在A0D炉内加入，其合金加入量占到出钢量的约30%，会造成炉内热量缺损巨大，而为 了弥补热量只能依靠过量的氧化铬元素或者加入硅铁等合金的方式提温，最终容易导致钢 水温度、成分难以控制，降低金属元素收得率，延长冶炼周期并造成耐材损耗严重，同时容 易引起A0D终渣碱度低、钢水质量不稳定等一些列生产问题及产品质量问题。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种金属收得率高、钢水稳定的一步法生产高锰 高氮耐蚀钢G6811的方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括铁水预处理工序、A0D 炉工序、LF炉工序和连铸机工序，所述A0D炉工序包括脱碳期、吹氧升温还原期和脱硫期； 所述脱碳期根据碳含量的控制上限确定6个脱碳期，第一脱碳期至第六脱碳期的碳重量含 量上限分别为 1. 50%、0· 40%、0· 25%、0· 15%、0· 10%、0· 05% ; 所述第一脱碳期和第二脱碳期：顶枪枪位固定在2. 8米，提顶枪温度控制在1650? 1680°C;开吹1分钟后开始加入高碳铬铁和渣料，加料速度控制在0. 5?1. 0吨/min ;加入 含Si量大于1. 5wt%的高硅铬铁以弥补吹炼前期集中加入所述高碳铬铁和渣料带来的温 降； 所述第三脱碳期：调整第三脱碳期至第六脱碳期的吹氧量，以控制第六脱碳期的末期 温度在1670?1700°C ; 所述第六脱碳期：在中期加入含铜镍物料； 所述吹氧升温还原期：加入低碳锰硅和电解锰合金化，并进行加硅铁吹氧操作； 所述脱硫期：加入全部萤石，脱硫期开始进行氮氩切换并全程吹氩，依靠氩气对溶解氮 的排斥效应实现氮含量的精准控制。
[0005] 本发明所述第二脱碳期结束后取样测量温度，根据测定的温度来调整第三脱碳期 的吹氧量，控制第三脱碳期结束时的温度为1670?1700°C ; 所述第四脱碳期和第五脱碳期，采用公式（1)计算吹氧量，公式（1)为： 吹氧M =钢水MX (C初始含量-C目标含量）/CRE (1)， 式中：CRE -参考值为30%?40%， 一第η脱碳期结束时铕I水中的碳含量， -第五脱碳期结束时钢水要达到的碳含量； 所述第六脱碳期，采用上述公式（1)计算吹氧量， 式中：CRE -参考值为15%?20%， c -第五脱碳期结束时铕I水中的碳含量， -第六脱碳期结束时钢水要达到的碳含量； 所述吹氧升温还原期：每加入1吨硅铁需吹氧气40?45m3 ; 所述脱硫期：通过调整氩气流量和吹入量实现氮的精准控制，控制终点氮含量上下限 差为 200Χ10Λ
[0006] 本发明所述脱硫期：氩气流量为50?75m3/min，氩气吹入量根据氮含量差值按1 立方氩气降2ΧΚΓ 6氮含量计算而得，所述氮含量差值为目标氮含量与吹氧升温还原期结 束后取氮样中氮含量的差值。
[0007] 本发明所述脱硫期：还原3分钟后进行蘸渣取样操作，如终渣颜色为浅绿色只需 继续还原3分钟，如终渣颜色为褐色则继续还原3分钟并补加3. 5?3. 8kg/吨的硅铁。
[0008] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过控制A0D炉各阶段的气体 比例模型、加料时机、加料速度、温度控制等工艺实现了脱磷铁水直兑A0D炉一步法生产高 合金耐蚀钢G6811。本发明中铬、锰、镍、铜主合金元素全部在A0D工序加入，从而提高了金 属收得率；其中锰全部在A0D脱碳期结束后加入相应锰的吸收率更高，冷料(高碳铬铁和渣 料）集中加入带来的温降依靠增加一个硅铁氧化期弥补，吨钢综合成本降低约300元。
[0009] G6811是典型的以氮代镍合金钢，成品氮含量较高。本发明利用氮在钢水中的溶解 度及氩气对氮的排斥效应，通过合理调整氮氩切换时间、吹气量等，能够避免采用加入氮合 金的方式来精准控制氮含量，同时降低了生产成本。
[0010] 本发明吨钢能耗相对更低因此兼具节能的特点，成品化学成分及氮含量稳定，生 产成本更具优势，为提升企业竞争力奠定了基础。
【具体实施方式】
[0011] 下面具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0012] 本一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法的工艺流程铁水预处理工序、A0D炉 工序、LF炉工序和连铸机工序；所述A0D炉工序包括脱碳期、吹氧升温还原期和脱硫期； 所述脱碳期根据碳含量的控制上限确定6个脱碳期，第一脱碳期至第六脱碳期的碳重量 含量上限分别为1. 50%、0. 40%、0. 25%、0. 15%、0. 10%、0. 05%，例如第一脱碳期碳含量控制到 1. 50%以下；这样冶炼过程分为第一脱碳期、第二脱碳期、第三脱碳期、第四脱碳期、第五脱 碳期、第六脱碳期、吹氧升温还原期、脱硫期8个阶段，各阶段气体配比及加料量见表1。
[0013] 表1 :冶炼过程各阶段的气体配比及加料量
【权利要求】
1. 一种一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法，其包括铁水预处理工序、AOD炉工 序、LF炉工序和连铸机工序，其特征在于：所述A0D炉工序包括脱碳期、吹氧升温还原期和 脱硫期；所述脱碳期根据碳含量的控制上限确定6个脱碳期，第一脱碳期至第六脱碳期的 碳重量含量上限分别为 1. 50%、0· 40%、0· 25%、0· 15%、0· 10%、0· 05% ; 所述第一脱碳期和第二脱碳期：顶枪枪位固定在2. 8米，提顶枪温度控制在1650? 1680°C;开吹1分钟后开始加入高碳铬铁和渣料，加料速度控制在0. 5?1. 0吨/min ;加入 含Si量大于1. 5wt%的高硅铬铁以弥补吹炼前期集中加入所述高碳铬铁和渣料带来的温 降； 所述第三脱碳期：调整第三脱碳期至第六脱碳期的吹氧量，以控制第六脱碳期的末期 温度在1670?1700°C ; 所述第六脱碳期：在中期加入含铜镍物料； 所述吹氧升温还原期：加入低碳锰硅和电解锰合金化，并进行加硅铁吹氧操作； 所述脱硫期：加入全部萤石，脱硫期开始进行氮氩切换并全程吹氩，依靠氩气对溶解氮 的排斥效应实现氮含量的精准控制。
2. 根据权利要求1所述的一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法，其特征在于：所 述第二脱碳期结束后取样测量温度，根据测定的温度来调整第三脱碳期的吹氧量，控制第 三脱碳期结束时的温度为1670?1700°C ; 所述第四脱碳期和第五脱碳期，采用公式（1)计算吹氧量，公式（1)为： 吹氧M =钢水Μ X (C初始含量-C目标含量）/CRE (1)， 式中：CRE -参考值为30%?40%， 一第Η脱碳期结束时铕I水中的碳含量， -第五脱碳期结束时钢水要达到的碳含量； 所述第六脱碳期，采用上述公式（1)计算吹氧量， 式中：CRE -参考值为15%?20%， c -第五脱碳期结束时铕I水中的碳含量， -第六脱碳期结束时钢水要达到的碳含量； 所述吹氧升温还原期：每加入1吨硅铁需吹氧气40?45m3 ; 所述脱硫期：通过调整氩气流量和吹入量实现氮的精准控制，控制终点氮含量上下限 差为 200Χ10Λ
3. 根据权利要求2所述的一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法，其特征在于，所 述脱硫期：氩气流量为50?75m3/min，氩气吹入量根据氮含量差值按1立方氩气降2X ΚΓ6 氮含量计算而得，所述氮含量差值为目标氮含量与吹氧升温还原期结束后取氮样中氮含量 的差值。
4. 根据权利要求2所述的一步法生产高锰高氮耐蚀钢G6811的方法，其特征在于，所述 脱硫期：还原3分钟后进行蘸渣取样操作，如终渣颜色为浅绿色只需继续还原3分钟，如终 渣颜色为褐色则继续还原3分钟并补加3. 5?3. 8kg/吨的硅铁。
【文档编号】C21C7/068GK104195291SQ201410399313
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】王利伟, 贾育华, 张治广, 田新中, 王郢, 吴广海, 冯文甫, 李立刚, 潘光忠, 曹洪波, 郭键 申请人:邢台钢铁有限责任公司