一种电转炉制作低磷4CR5MOSIV1钢以及制作方法.pdf

本发明公开一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢，包含如下质量百分比的化学成分：C:0.30~0.40%、Mn:0.35~0.45%、Si:1.00~1.25%、P不大于0.005%、S不大于0.005%、Cr:5.10~5.6%、Mo:1.30~1.50%、V:1.00~1.30%、余量为Fe和不可避免的其他元素。本发明提供一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，主要通过80吨超高功率电弧炉转炉化后，进行工艺设计，将4Cr5MoSiV1钢中的P含量稳定控制在＜0.005%的范围，从而有效提高热作模具钢的各项性能。

1.  一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢，其特征在于，包含如下质量百分比的化学成分：
C:0.30~0.40%、Mn:0.35~0.45%、Si:1.00~1.25%、P不大于0.005%、S不大于0.005%、Cr:5.10~5.6%、Mo:1.30~1.50%、V:1.00~1.30%、余量为Fe和不可避免的其他元素。

2.  一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，方法包括：
在80t高功率电弧炉炉壁处设置三支炉壁氧枪，将85~90t、温度为1300~1330℃的铁水通过炉门口加入炉中；
铁水加入后，在5-10分钟内，通过高位料仓，按照16~40Kg/吨钢比例，分三批加入石灰，确保前期低温脱磷渣碱度R控制在2.5-3.0的范围；
在5-10分钟内，通过高位料仓，按照20~60Kg/t_钢比例，分三批加入烧结矿；
经过3~5分钟，不开启炉门氧枪，仅采用三支炉壁氧枪进行助熔冶炼，三支炉壁氧枪氧气流量控制在1000-1500m³/h。

3.  根据权利要求2所述的电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，
三支炉壁氧枪进行助熔冶炼确保铁水加入后温度控制在＜1450℃以内。

4.  根据权利要求2所述的电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，
三支炉壁氧枪在转炉吹炼冶炼全过程进行助熔冶炼。

5.  根据权利要求2所述的电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，
转炉吹炼冶炼全过程采用全程底吹氩，流量控制在60NL/min~90NL/min;吹炼结束后加入粘质材料，并将底吹氩流量提高至130~150NL/min，搅拌3~5min；所述粘质材料为高镁石灰、白云石、钢水调质剂中的至少一种，稠渣材料的加入量为5-8kg/t_钢。

6.  根据权利要求2所述的电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，在经过3~5分钟，不开启炉门氧枪，仅采用三支炉壁氧枪进行助熔冶炼，三支炉壁氧枪氧气流量控制在1000-1500m³/h的步骤之后还包括：
三支炉壁氧枪吹炼10~15分钟后，利用钢包除渣装置将钢包中含有磷酸盐渣扒出，之后加入造渣材料重新造渣，再进行冶炼。

7.  根据权利要求5所述的电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，
钢水调质剂的成分包括：20%~40%的CaO，30%~45%的FeO，10%~20%的Al₂O₃，3%~5%Si0₂，2%~3%的MnO。

8.  根据权利要求2所述的电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，其特征在于，
烧结矿的成分包括：FeO≥80%。

一种电转炉制作低磷4Cr5MoSiV1钢以及制作方法
技术领域
本发明涉及制作4Cr5MoSiV1钢的领域，尤其涉及一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢以及制作方法。
背景技术
进入21世纪，洁净钢的生产成为炼钢技术发展的核心之一，采用新工艺降低钢中杂质元素的含量，尤其是P，S和各类非金属夹杂物的含量成为洁净钢冶炼工艺研究的主要内容。
P是钢中的有害元素，容易在晶界偏析，引起钢的低温脆性和回火脆性。高品质特殊钢对钢中P含量要求越来越严格，特别是对于低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢都要求W(P)＜0.01%甚至＜0.005%。因此如何将钢种的P含量控制到超低P水平，成为行业研究的重点。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种电转炉制作低磷4Cr5MoSiV1钢，包含如下质量百分比的化学成分：
C:0.30~0.40%、Mn:0.35~0.45%、Si:1.00~1.25%、P不大于0.005%、S不大于0.005%、Cr:5.10~5.6%、Mo:1.30~1.50%、V:1.00~1.30%、余量为Fe和不可避免的其他元素。
一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，方法包括：
在80t高功率电弧炉炉壁处设置三支炉壁氧枪，将85~90t、温度为1300~1330℃的铁水通过炉门口加入炉中；
铁水加入后，在5-10分钟内，通过高位料仓，按照16~40Kg/吨钢比例，分三批加入石灰，确保前期低温脱磷渣碱度R控制在2.5-3.0的范围；
在5-10分钟内，通过高位料仓，按照20~60Kg/t_钢比例，分三批加入烧结矿；
经过3~5分钟，不开启炉门氧枪，仅采用三支炉壁氧枪进行助熔冶炼，三支炉壁氧枪氧气流量控制在1000-1500m³/h。
优选地，三支炉壁氧枪进行助熔冶炼确保铁水加入后温度控制在＜1450℃以内。
优选地，三支炉壁氧枪在转炉吹炼冶炼全过程进行助熔冶炼。
优选地，转炉吹炼冶炼全过程采用全程底吹氩，流量控制在60NL/min~90NL/min;吹炼结束后加入粘质材料，并将底吹氩流量提高至130~150NL/min，搅拌3~5min；所述粘质材料为高镁石灰、白云石、钢水调质剂中的至少一种，稠渣材料的加入量为5-8kg/t_钢。
优选地，在步骤经过3~5分钟，不开启炉门氧枪，仅采用三支炉壁氧枪进行助熔冶炼，三支炉壁氧枪氧气流量控制在1000-1500m³/h的步骤之后包括：
三支炉壁氧枪吹炼10~15分钟后，利用钢包除渣装置将钢包中含有磷酸盐渣扒出，之后加入造渣材料重新造渣，再进行冶炼。
优选地，钢水调质剂的成分包括：20%~40%的CaO，30%~45%的FeO，10%~20%的Al₂O₃，3%~5%Si0₂，2%~3%的MnO。
优选地，烧结矿的成分包括：FeO≥80%。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
通过上述工艺操作，得到4Cr5MoSiV1钢的成品中，P含量控制在0.005%以下，达到了超低磷钢的水平。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本发明提供一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢，包含如下质量百分比的化学成分：C:0.30~0.40%、Mn:0.35~0.45%、Si:1.00~1.25%、P不大于0.005%、S不大于0.005%、Cr:5.10~5.6%、Mo:1.30~1.50%、V:1.00~1.30%、余量为Fe和不可避免的其他元素。
为了能够得到4Cr5MoSiV1钢的成品中，P含量控制在0.005%以下，达到了超低磷钢的水平，本发明提供一种电转炉制作低磷的4Cr5MoSiV1钢的制作方法，方法主要通过80吨超高功率电弧炉转炉化后，进行工艺设计，将4Cr5MoSiV1钢中的P含量稳定控制在＜0.005%的范围，从而有效提高热作模具钢的各项性能。
在炼钢过程中，钢液中的磷氧化为P₂O₅进入炉渣。P₂O₅是酸性氧化物。它能与炉渣中的碱性氧化物生成磷酸盐。如:3FeO·P₂O₅、3CaO·P₂O₅、4CaO·P₂O₅、3MnO·P₂O₅、3MgO·P₂O₅等通常认为在低碱度渣中磷以磷酸铁的形式存在。在高碱度渣中磷以磷酸钙的形式存在。根据分子理论，钢的脱磷反应如下：
5(FeO)=5[O]+5[Fe]
2[P]+5[O]=(P₂O₅)
(P₂O₅)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+5[Fe]+放热反应
根据反应式，要想达到快速脱磷的目的，应具备高碱度、高氧化性、低温进行工艺设计。
方法具体包括：
在80t高功率电弧炉炉壁处设置三支炉壁氧枪，将85~90t、温度为1300~1330℃的铁水通过炉门口加入炉中；
铁水加入后，在5-10分钟内，通过高位料仓，按照16~40Kg/吨钢比例，分三批加入石灰，确保前期低温脱磷渣碱度R控制在2.5-3.0的范围；R为CaO/SiO₂，即为CaO/SiO₂控制在2.5-3.0的范围。
在5-10分钟内，通过高位料仓，按照20~60Kg/t_钢比例，分三批加入烧结矿；
经过3~5分钟，不开启炉门氧枪，仅采用三支炉壁氧枪进行助熔冶炼，三支炉壁氧枪氧气流量控制在1000-1500m₃/h。
优选地，三支炉壁氧枪进行助熔冶炼确保铁水加入后温度控制在＜1450℃以内。
优选地，烧结矿的成分包括：FeO≥80%。烧结矿中含有足够量的氧化亚铁，不仅可以向钢液传送氧，还能够使炉内的固体石灰快速的熔进渣中，使渣中自由氧增多，从而进一步提高脱磷效果。
在步骤经过3~5分钟，不开启炉门氧枪，仅采用三支炉壁氧枪进行助熔冶炼，三支炉壁氧枪氧气流量控制在1000-1500m³/h的步骤之后包括：
三支炉壁氧枪吹炼10~15分钟后，利用钢包除渣装置将钢包中含有磷酸盐渣除出，之后加入造渣材料重新造渣，再进行冶炼。
这样，经过前期炉壁枪助熔，配加烧结矿及造渣材料，可以有效实现将原始铁水中的P（含量0.07%-0.10%），降低到0.005%以下，此时钢水中的P以钙磷酸盐形式富集于炉渣中，脱磷完成，利用钢包除渣装置将钢包中含有磷酸盐渣扒出，保证将前期含磷酸盐渣排除于电炉外，避免回磷。
三支炉壁氧枪在转炉吹炼冶炼全过程进行助熔冶炼。
转炉吹炼冶炼全过程采用全程底吹氩，流量控制在60NL/min~90NL/min;吹炼结束后加入粘质材料，并将底吹氩流量提高至130~150NL/min，搅拌3~5min；所述粘质材料为高镁石灰、白云石、钢水调质剂中的至少一种，稠渣材料的加入量为5-8kg/t钢。
钢水调质剂的成分包括：20%~40%的CaO，30%~45%的FeO，10%~20%的Al₂O₃，3%~5%的Si0₂，2%~3%的MnO。
在吹炼结束后，加入粘质材料并施加以大功率搅拌，提高反应速度，使钢水中磷向熔渣中转移，并在反应趋紧平衡后，利用除渣装置将钢包中钢渣从钢包中去除，实现钢水深度脱磷的作用，通过上述工艺操作，得到热作模具4Cr5MoSiV1钢的成品P含量控制在0.005%以下，达到了超低磷钢的水平。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开。