一种减少Q345B/C带状组织的低成本制备工艺技术领域
本发明属于炼钢技术领域。
背景技术
常规Q345B/C（GB/T1591-2008低合金高强度结构钢的两个钢种，用于制作圆管、方管或开平后加工成各种工程结构件，主要加工方式为焊接）的冶炼化学成分设计采用高锰成分，锰含量一般在1.3%左右，通过锰的固溶强化，使钢的屈服强度达到345MPa以上，抗拉强度达到470MPa～630MPa之间。其缺点是：a)带状组织严重（3.0级），碳当量高（0.4%左右），影响后续焊接性能，并且折弯和压扁试验极易开裂。b)成本高，由于Mn含量高，炼钢合金加入量大，同时需过LF炉，从而使合金和工序成本严重偏高。c)转炉耐材侵蚀严重，为保证合金的充分熔化及出钢过程温降，需要出钢温度在1680℃以上，由于出钢温度过高，转炉耐材侵蚀增大，极大的影响了转炉炉龄。
发明内容
本发明的目的是对低合金高强度结构钢Q345B/C的带状组织进行处理的减少Q345B/C带状组织的低成本制备工艺。
本发明的原料是由主原料、合金料和辅料组成，原料使用量均已152份的出钢量为基准：
主原料：铁水加入量：158±2份，废钢加入量7±1份，并且铁水和废钢质量满足：S≤0.030%；
合金料：煤质增碳剂、硅铁、硅锰、铝线、钛铁；
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辅料：生石灰块、石灰石、白云石、大包覆盖剂、中包覆盖剂、结晶器保护渣；
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本发明工艺步骤是：
①生产条件确认:转炉补炉第1炉，开新炉头5炉不得冶炼此钢种；
②钢包准备：禁止使用冷包、新包、大、中、小修包、备包前两次，引流砂干净干燥、罐沙饱满，无包底、包沿干净、钢包透气性良好，要求大包自开率为100%；出钢口时间≥4min；
③过程控制：
a、倒灌站工序：根据要铁量进行翻铁操作，翻入铁水量158±2份；
核对铁水成分是否满足钢种生产需求，
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b、脱硫工序：
Ⅰ、喷吹操作，目标：[S]≤0.005%，喷吹结束后取样；
Ⅱ、[S]含量合格后进行扒渣作业，加聚渣剂再次扒渣直至铁水亮面达到90%以上；
c、转炉工序：
Ⅰ、转炉终点成分目标：
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Ⅱ、转炉终点温度控制目标：
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Ⅲ、吹炼、加料、底吹、副枪操作：底吹气体采用氮/氩切换模式；
Ⅳ、出钢、挡渣、吹氩操作：出钢前将钢包氩气打开，至出钢3/4时关闭氩气，
Ⅴ、合金操作：出钢1/3时对准钢流加入称量好的合金料；
d、氩站工序操作：
Ⅰ、氩站终点目标：
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Ⅱ、渣厚控制在70mm以内；
Ⅲ、软吹两分钟取样，根据第一个氩站样首先对C、Si、Mn成分进行微调；
Ⅳ、微调后中吹两分钟，利用人工手动加入钛铁；
Ⅴ、加入钛铁合金后软吹时间≥7min；
Ⅵ、根据采样Ti成分分析结果进行加钛铁微调，直至钢中Ti成分控制在0.030%-0.04%的目标范围内；
Ⅶ、氩站终点温度目标：
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Ⅷ、大包加覆盖剂操作：放钢前按规定加入大包覆盖剂；
e、连铸工序：
⑴采用全程保护浇铸；
⑵连铸浇注过程实行全程保护浇注：中间包严格密封，大包加盖，开浇第一炉向中间包内通入氩气，长水口加石棉垫圈不得破损，中间包氩气密封系统畅通，长水口的插入深度大于200mm，中间包渣厚不得超过100mm；
⑶中包使用镁质材料，结晶器液面保持稳定；
⑷中间包液面不得有钢水裸露；
⑸浇注过程中中包覆盖剂加入；
⑹浇注过程中出现中包引流，重新加入覆盖剂，排渣后加入覆盖剂；
⑺结晶器保护渣采用JLCC-3Y型号保护渣,且保护渣要求每四个小时换一次；
⑻保护渣要黑渣操作，总厚度控制在40±5mm；液渣层厚度必须控制在10-15mm；水口插入深度为120-160mm；
⑼液相线温度TL=1520℃，目标中包温度范围1540℃～1555℃；
⑽结晶器水量参照下表执行：
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⑾目标拉坯速度m/min按下表执行：
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⑿二次冷却制度采用4#水表，比水量为0.51/min；
⒀中间包液位控制：中间包首炉开浇液面及尾炉停浇液面高度必须大于500mm，连浇液面高度必须大于800mm小于1200mm；
⒁采用结晶器液面自动控制；
⒂中包浇次头坯切长1000mm、尾坯切长1000mm；
⒃每浇次连浇第二炉钢每流第二块板坯尾部取低倍样送质量检验处做内质试验。
本发明工艺合理，通过从铁水预处理、转炉、氩站、连铸等一系列炼钢工序控制实现了以微量的钛（0.040%左右）代替大量的锰（0.80%左右），细晶强化代替固溶强化，同时配合热轧控轧控冷工艺保证了产品强度要求的同时大大降低了成品带状组织（0.5级），有效减少折弯或钢管压扁开裂现象，同时取消炼钢LF精炼工序，提高产品质量和焊接性能的同时降低合金和工序成本。
具体实施方式
本发明本发明的原料是由主原料、合金料和辅料组成，原料使用量均已152份的出钢量为基准：
主原料：铁水加入量：158±2份，废钢加入量7±1份，并且铁水和废钢质量满足：S≤0.030%；废钢质量满足：废钢干燥，尺寸（长度≤2m，）等废钢标准；
合金料：煤质增碳剂、硅铁、硅锰、铝线、钛铁（30Ti）；要求合金干净、干燥，不得混料，提供准确的合金成分，
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辅料：生石灰块、石灰石、白云石、大包覆盖剂、中包覆盖剂、结晶器保护渣；
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本发明工艺步骤是：
①生产条件确认:转炉补炉第1炉，开新炉头5炉不得冶炼此钢种；
②钢包准备：禁止使用冷包、新包、大、中、小修包、备包前两次，引流砂干净干燥、罐沙饱满，无包底、包沿干净、钢包透气性良好，要求大包自开率为100%；出钢口时间≥4min；
③过程控制：
a、倒灌站工序：根据要铁量进行翻铁操作，翻入铁水量158±2份；
核对铁水成分是否满足钢种生产需求，
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b、脱硫工序：
Ⅰ、喷吹操作，目标：[S]≤0.005%，喷吹结束后取样；S含量不合格再次进行喷吹直至合格，实际喷镁量按喷吹标准进行计算。
Ⅱ、[S]含量合格后进行扒渣作业，加聚渣剂再次扒渣直至铁水亮面达到90%以上；
c、转炉工序：
Ⅰ、转炉终点成分目标：
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吹炼前，根据铁水废钢温度、成分和重量等数据通过静态模型计算辅料加入量，同时采用动态模型对静态吹炼控制结果进行校正，提高转炉终点碳温双命中率，降低终点氧含量，从而稳定提高钛铁吸收率，保证钢中钛含量的稳定性。
Ⅱ、转炉终点温度控制目标：
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Ⅲ、吹炼、加料、底吹、副枪操作：供氧、造渣、底吹操作按冶炼工艺操作规程执行，底吹气体采用氮/氩切换模式。（无副枪时，终点人工测温、取样（使用有铝取样器）确认温度、成分，合格后方可出钢）；
Ⅳ、出钢、挡渣、吹氩操作：出钢使用钢流对结坨合金进行冲击；出钢前将钢包氩气打开，至出钢3/4时可关闭氩气，利于判断钢渣，出钢结束后立即开启氩气。同时执行双步挡渣，保证钢包进吹氩站渣层厚度≤70mm，稳定提高钛铁的吸收率，从而实现钛含量的窄成分控制；
Ⅴ、合金操作：出钢1/3时对准钢流加入称量好的合金料；
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实例：以下是每吨出钢量需要的煤质增碳剂、硅铁、硅锰、铝线、钛铁（30Ti）的量和出钢量152吨时经过换算所需煤质增碳剂、硅铁、硅锰、铝线、钛铁（30Ti）的量
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d、氩站工序操作：
Ⅰ、氩站终点目标：
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GE-B017201目标：第一个氩站样，GE-B017202目标：第二个氩站样；
Ⅱ、钢水到站喂线后，测渣厚,控制在70mm以内；
Ⅲ、软吹两分钟取样，根据第一个氩站样首先对C、Si、Mn成分进行微调；
Ⅳ、微调后中吹两分钟，利用人工手动加入钛铁，为保证钛铁吸收率和钛成分的稳定性，钛铁采用10Kg/袋的包装方式；
Ⅴ、加入钛铁合金后软吹时间≥7min，后取样分析；
Ⅵ、根据采样Ti成分分析结果进行加钛铁微调，直至钢中Ti成分控制在0.030%-0.04%的目标范围内；
Ⅶ、氩站终点温度目标：
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Ⅷ、大包加覆盖剂操作：放钢前按规定加入大包覆盖剂；加入量控制在60Kg；
e、连铸工序：
⑴采用全程保护浇铸；
⑵为保证氩站离站Ti成分在浇注过程中不损失，要求连铸浇注过程实行全程保护浇注：
中间包严格密封。大包加盖，开浇第一炉向中间包内通入氩气。长水口加石棉垫圈不得破损。垫圈必须在浇注位加在长水口清理干净后的碗部内，中间包氩气密封系统畅通。开浇时先上长水口在开浇,停浇时先停浇，后摘长水口，严禁提前摘长水口，裸浇钢水辨渣,，长水口的插入深度大于200mm。中间包渣厚不得超过100mm；
⑶中包使用镁质材料，结晶器液面保持稳定，防止钢水二次氧化、吸氮和保护渣卷入；
⑷中间包液面不得有钢水裸露。第一炉中包液面达500mm以上时，从两流塞棒孔处一次各加入50kg，待液面淹没长水口下孔时注流口加入100kg，中包液面平稳后，注流口、塞棒口各加入50kg；
⑸浇注过程中中包覆盖剂加入，每炉开浇液面平稳、投入自控后从两流塞棒孔处一次各加入20kg，长水口处加30kg，20分钟后长水口下孔处再加入20kg，从两流塞棒孔处一次各加入10kg；(每炉两次进行覆盖剂加入作业)；
⑹浇注过程中出现中包引流，重新加入覆盖剂20kg.排渣后加入覆盖剂80kg；
⑺采用（JLCC-3Y型号）保护渣,且保护渣要求每四个小时换一次，加入量控制在75Kg/炉；
⑻保护渣要黑渣操作，总厚度控制在40±5mm；液渣层厚度必须控制在10-15mm；水口插入深度为120-160mm；
⑼液相线温度TL=1520℃，目标中包温度范围1540℃～1555℃；
⑽结晶器水量参照下表执行：
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⑾目标拉坯速度m/min按下表执行，生产中尽量按恒定拉速进行浇钢：
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⑿二次冷却制度采用4#水表，比水量为0.51/min；
⒀中间包液位控制：中间包首炉开浇液面及尾炉停浇液面高度必须大于500mm，连浇液面高度必须大于800mm小于1200mm；
⒁采用结晶器液面自动控制；必须使用液位自控，保证结晶器液面波动范围±3mm，
⒂中包浇次头坯切长1000mm、尾坯切长1000mm；
⒃每浇次连浇第二炉钢每流第二块板坯尾部取低倍样送质量检验处做内质试验。2.5.17.浇次每炉每流第二块板坯尾部内弧东西两侧取角部酸蚀样，肉眼发现有裂纹则该炉该流板坯全部下线暂留，清理完毕经炼钢质检检验合格后放行。