一种提高钢锭成材厚度的工艺方法技术领域
本发明涉及一种合金的生产方法，尤其是一种提高钢锭成材厚度的工艺方法。
背景技术
当今世界经济低迷，钢铁行业产能过剩，生产成本居高不下，钢铁行业整体利润不
高，钢铁行业处于微利或亏本状态。特别是中厚板企业，随着越来越多的钢铁企业涌入中厚
板市场的竞争，面临着严峻的挑战。由于目前国内中厚板市场竞争激烈，只有通过降低生产
成本，才能提高中厚板生产企业的市场竞争力。因此，通过优化冶炼和轧制工艺，提高钢锭
质量的提高，大幅降低钢锭成材的生产成本，扩大现有钢锭成材探伤板订货规格，提高经济
效益，有利于公司技术进步，增强行业竞争实力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种在保证产品性能的情况下，提高探伤合格
钢锭最大成材厚度的工艺方法，以降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种提高钢锭成材厚度的
工艺方法，其包括LF精炼、VD真空精炼、连铸、加热、轧制和下线堆垛工序得到钢板，所述LF
精炼工序前，电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，使钢液
中氧含量降低到150ppm以下。
本发明LF精炼结束钢液中Al≥0.020wt%、S≤0.005wt%；LF精炼周期≤60min。
本发明所述LF精炼工序中，炉渣成份中∑Fe含量0.5%以下,保证白渣保持时间≥
35min。
本发明所述VD真空精炼工序前一次性喂入铝线，增铝至0.110-0.130wt%；所述VD
真空精炼工序，真空度≤66Pa，保持时间≥20min。
本发明所述VD真空工序中，真空完毕采用软吹工艺，软吹时间≥8min，使夹杂物有
充分的上浮时间，真空过程Ar气流量为100-150L/min；真空保持过程最后5min及解除真空
后的8min内氩气流量≤50L/min。
本发明所述模铸工序中，从解除真空至开浇的时间≤25min,浇注完毕在帽口加发
热剂，发热剂添加量2-3kg/吨钢。
本发明所述加热工序：总加热时间≥24h；
本发明所述轧制工序中，轧制速度≤1m/s；精轧共有8个道次，总变形量在60-70%，确保
精轧最后五个道次单道次压下量≥8%。
本发明所述下线堆垛工序：堆垛温度≥400℃，堆垛时间≥60h。
本发明所述钢板探伤级别合格厚度达500mm，所述探伤级别EN10160质量级别S2E2
级的钢板。
本发明的设计思路：本发明减少钢液中氧含量，减少脱氧过程所产生的夹杂物，并
且降低脱氧成本。电炉出钢后，不加任何脱氧材料，向钢包中加入碳粉（即真空残氧脱碳，具
体增碳量视电炉出钢样中碳含量确定，一般增碳至0.12-0.14wt%之间），再进行真空处理，
促使碳粉与钢液中氧反应更彻底，达到降低钢液中氧含量的目的，通过定氧仪测定钢液中
氧含量可降低到150ppm以下。第一次真空结束后钢包转入LF位进行正常精炼，由于钢液中
氧含量已非常低，可降低精炼过程脱氧剂投入，并且降低了脱氧过程产生的夹杂物，达到洁
净钢液的目的。
本发明控制VD真空结束后氩气的搅拌强度，并延长软吹氩时间，在不破坏还原气
氛的情况下，保证钢液中脱氧生成物有足够的上浮时间，使夹杂物能够更好的被钢渣吸附。
本发明采用低速（轧制速度控制在≤1m/s，正常轧制速度则为2-4m/s）大压下轧制
工艺，轧制速度的降低使塑性变形有较多时间在整个体积内传播，有利于变形渗透到钢板
中心，因此有利于裂纹、疏松、孔隙等缺陷的消除，另外在较高变形温度、较低应变速率的条
件下再结晶细化晶粒创造条件。
本发明使用的发热剂为本领域公知物质，是一种复合材料，不同生产厂家的成份
稍有出入，大致成份有：Al≥7wt%、Al+Al2O315-20wt%、SiO237-40wt%、C10-12wt%、C燃10-
11wt%、CaO13-15%、Fe2O3≤4.5wt%、其它5-8wt%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过各工序的准确控制，在不
增加生产成本、保证产品力学性能的前提下，提高钢锭轧制钢板的厚度规格，提高其内部质
量也就是探伤等级，得到超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到500mm，
大幅降低生产成本。
具体实施方式
下面结具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本提高钢锭成材厚度的工艺方法采用下述工艺步骤：（1）LF精炼工序：LF精炼工序
前，电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，使钢液中氧含量
降低到150ppm以下；
要求LF精炼结束钢液中AL≥0.020%，S≤0.005%，精炼及真空完毕炉渣成份中∑Fe含量
0.5%以下；从而提高钢水纯净度。LF精炼周期≤60min，保证白渣保持时间≥35min；
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂入Al线，增铝至0.110-
0.130wt%；真空度≤66Pa，保持时间≥20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证
真空脱气效果；真空过程Ar气流量100-150L/min，真空保持过程最后5min及解除真空后的
8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量≤50L/min，软吹时间≥8min，确保钢液中夹杂物
有足够的上浮时间；
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间≤25min，避免因长时间停氩等待造成包底温度
过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂，使钢锭帽口部位收缩良好；
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间≥24h；
（5）轧制工序：精炼阶段后五道次保证单道次压下量不得低于8%；
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度≥400℃，堆垛时间≥60h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到500mm。
实施例1－6：本提高钢锭成材厚度的工艺方法采用表1所示的钢种，以及冶炼和浇
注工艺；采用表2所示的加热、轧制和缓冷工艺，以及探伤结果；各实施例所得产品的力学拉
伸性能见表3，力学冲击性能见表4。
实施例1
（1）LF精炼工序：电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，
使钢液中氧含量降低到120ppm。
要求LF精炼结束钢液中AL：0.034%，S：0.003%，精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量
0.25%以下；LF精炼周期53min，保证白渣保持时间38min。
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.115wt%；真空度
43Pa，保持时间20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证真空脱气效果；软吹时
间10min，确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间，真空过程Ar气流量100L/min，真空保持过
程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量25L/min。
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间9min，避免因长时间停氩等待造成包底温度
过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间34h。
（5）轧制工序：轧制速度1m/s；精轧共有8个道次，总变形量62%，精炼阶段后五道次
平均单道次压下量不低于10%。
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度520℃，堆垛时间60h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到460mm。
实施例2
（1）LF精炼工序：电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，
使钢液中氧含量降低到115ppm。
要求LF精炼结束钢液中AL：0.029%，S：0.002%，精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量
0.33%以下；LF精炼周期50min，保证白渣保持时间35min。
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂喂Al至0.120wt%；真空度
25Pa，保持时间20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证真空脱气效果；软吹时
间8min，确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间，真空过程Ar气流量120L/min，真空保持过程
最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量20L/min。
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间12min，避免因长时间停氩等待造成包底温
度过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间34h。
（5）轧制工序：轧制速度0.9m/s；精轧共有8个道次，总变形量在68%，精炼阶段后五
道次平均单道次压下量不低于9%。
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度480℃，堆垛时间72h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到500mm。
实施例3
（1）LF精炼工序：电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，
使钢液中氧含量降低到109ppm。
LF精炼结束钢液中AL：0.036%，S：0.002%，精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.28%
以下；LF精炼周期52min，保证白渣保持时间36min。
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.115wt%真空度30Pa，
保持时间20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证真空脱气效果；软吹时间
12min，确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间，真空过程Ar气流量150L/min，真空保持过程
最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量20L/min。
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间10min，避免因长时间停氩等待造成包底温
度过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间32h。
（5）轧制工序：轧制速度0.8m/s；精轧共有8个道次，总变形量在70%，精炼阶段后五
道次平均单道次压下量不低于11%。
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度518℃，堆垛时间60h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到450mm。
实施例4
（1）LF精炼工序：电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，
使钢液中氧含量降低到116ppm。
LF精炼结束钢液中AL：0.028%，S：0.003%，精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.41%
以下；LF精炼周期57min，保证白渣保持时间40min。
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.125wt%；真空度
37Pa，保持时间20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证真空脱气效果；软吹时
间11min，确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间，真空过程Ar气流量140L/min，真空保持过
程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量25L/min。
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间11min，避免因长时间停氩等待造成包底温
度过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间28h。
（5）轧制工序：轧制速度0.7m/s；精轧共有8个道次，总变形量在60%，精炼阶段后五
道次平均单道次压下量不低于8.5%。
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度503℃，堆垛时间60h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到380mm。
实施例5
（1）LF精炼工序：电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，
使钢液中氧含量降低到130ppm。
LF精炼结束钢液中AL：0.030%，S：0.003%，精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.33%
以下；LF精炼周期55min，保证白渣保持时间41min。
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.118wt%；真空度
50Pa，保持时间20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证真空脱气效果；软吹时
间12min，确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间，真空过程Ar气流量110L/min，真空保持过
程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量30L/min。
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间13min，避免因长时间停氩等待造成包底温
度过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间34h。
（5）轧制工序：轧制速度0.9m/s；精轧共有8个道次，总变形量在68%，精炼阶段后五
道次平均单道次压下量不低于12%。
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度450℃，堆垛时间72h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到500mm。
实施例6
（1）LF精炼工序：电炉出钢后不加脱氧剂，向钢包中加入碳粉增碳，进行真空残氧脱碳，
使钢液中氧含量降低到125ppm。
LF精炼结束钢液中AL：0.039%，S：0.002%，精炼及真空完毕渣样中∑Fe含量0.29%
以下；LF精炼周期53min，保证白渣保持时间36min。
（2）VD真空精炼工序：在钢水进入VD真空炉后一次性喂Al至0.118wt%；真空度
33Pa，保持时间20min，禁止真空过程密封圈漏气和吹氩带漏气，保证真空脱气效果；软吹时
间10min，确保钢液中夹杂物有足够的上浮时间，真空过程Ar气流量115L/min，真空保持过
程最后5min及解除真空后的8min内必须减小Ar气搅拌力度，氩气流量25L/min。
（3）模铸工序：解除真空至开浇的时间12min，避免因长时间停氩等待造成包底温
度过低而导致的烧氧、散流；浇注完毕在帽口加发热剂2.5kg/t钢。
（4）加热工序：确保钢锭透烧均匀，总加热时间34h。
（5）轧制工序：轧制速度0.6m/s；精轧共有8个道次，总变形量在66%，精炼阶段后五
道次平均单道次压下量不低于12%。
（6）下线堆垛工序：钢板轧后要及时堆垛，堆垛温度530℃，堆垛时间72h。得到超声
波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，厚度达到420mm。
表1 钢种以及冶炼、浇注工序
表1中，LF精炼工序，电炉出钢先利用真空进行残余脱碳，脱碳毕吊LF开始精炼，LF精炼
工序开始精炼时一次喂铝脱氧，白渣保持时间不低于35min。VD真空精炼工序，真空保持过
程最后5min氩气流量小于50L/min。。
表2 加热、轧制和缓冷工艺以及探伤结果
表2中，超声波探伤满足EN10160质量级别S2E2级的钢板，最大厚度达到500mm。
钢板的力学拉伸性能见表3，力学冲击性能见表4。
表3 各实施例产品的力学拉伸性能
表4 各实施例产品的力学冲击性能
由表3、4可见，本方法所得钢板的力学性能满足相应钢种牌号要求，并且富余量较大。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等
同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权
利要求范围当中。