專利名稱：控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法
技術領域：
本發明屬于電渣重熔技術領域，特別涉及控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法。
背景技術：
隨著鋼管行業的發展，市場競爭激烈，用戶對產品質量和性能要求越來越高。核 電用P280GH無縫鋼管對化學成份中的殘余Al含量明確規定控制在0. 02 0. 05%范圍 內。電渣重熔過程鋼中的Al容易被氧化燒損，若不采取保護措施，可導致鋼中鋁出現大幅 波動，甚至出現不合格的現象。為了保證鋼中Al完全合格，通常采取真空電渣重熔、惰性氣 體保護氣氛電渣重熔、電渣重熔渣系多元調整、電渣重熔過程加Al粉保護等方法。這幾種 方法比較，真空電渣重熔、惰性氣體保護氣氛電渣重熔雖可保證電渣鋼中Al被盡可能少燒 損，但對電渣爐的設備有較高的要求，并且生產成本較高；電渣重熔渣系多元調整的生產組 織復雜且效果不夠穩定；而電渣重熔過程加Al粉保護則是一種簡單可靠的方法。但對于不 同的鋼種、鋼錠錠型，Al粉的加入方式與加入量則有較大的差異。已有國內專利CN1059371A、法國專利FR2460334、美國專利US4184869都是采用多 元渣系并輔之以Ca、Mg、Ba、Al中的一種或幾種脫氧，以獲得重熔鋼錠中的Al在0. 01%以 下。文獻JP6128661，HITACHI METALS在電渣重熔過程中，為了均勻、連續、穩定供鋁脫氧， 在自耗電極表面預涂主要含鋁的粉末。文獻特殊鋼.2003，24 (2)，貴陽特殊鋼股份有限公 司通過電爐冶煉過程中提高[Al]的工藝優化和重熔過程定時向熔渣中加入等量純鋁粉， 使012A1電渣鋼的[Al]穩定地控制在一個良好的水平范圍。文獻河北冶金.1999(5)，河北 冶金實驗廠研究了電渣重熔W6Mo5Cr4V2Al(M2Al)過程中影響鋼錠Si，Al成分的因素，采用 在電渣重熔初期往渣中加入適量鋁粉及控制自耗電極中的鋁含量，可防止重熔時鋁燒損引 起的鋼錠成分出格。文獻四川冶金.1995，17 (4)，長城特殊鋼公司討論了低鋁高鈦型A — 286Τ 合金電弧爐加電渣工藝生產過程中鋁的變化規律及其機理，發現控制鋁含量的關鍵 是重熔渣系的選擇。電渣重熔過程加Al粉生產工藝流程生產自耗電極坯料一自耗電極坯 料表面砂磨清理一配制渣系一重熔冶煉一鋼錠清理一入庫。現有技術中對于不同的鋼種、 Al粉的加入方式與加入量則有較大的差異，各具技術特點。共同的特征是配制渣系時都采 用多元渣系(三元以上)，并且在重熔冶煉步驟加入鋁粉時全部為間歇、等量加Al方式。不 能解決電渣重熔鋼錠從底部到上部隨結晶器內鋼液量增加，鋼液溫度升高導致自耗電極Al 燒損不一致，產生的電渣鋼錠Al含量分布不均勻的問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，該方 法能夠解決電渣重熔過程隨溫度梯度的變化，電渣重熔過程自耗電極的Al燒損不一致的 技術問題。本發明解決其技術問題所采用的技術方案為控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方 法，包括生產自耗電極坯料、自耗電極坯料表面砂磨清理、配制渣系和重熔冶煉步驟，其特征在于重熔冶煉步驟每6 8分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前4 6次，每次加入20 32g/t鋼；鋁粉添加4 6次后，改為每次加入33 65g/t鋼，直至電渣重熔結束；所述的控鋁無縫鋼管用鋼為P280GH，其化學成份按重量百分比計C :0 0. 20, Si 0. 10 0. 35, Mn 0. 80 1. 60, S 0 0. 015, P 0 0. 020, Cu 0 0. 18, Sn 0 0. 030， Ni 0. 10 0. 35，Mo 0 0. 10，Cr 0 0. 25，Al 0. 02 0. 05，余量為鐵。優選的，電渣重熔時每7分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前5次，每次加入20 32g/t鋼；鋁粉添加5次后，改為每次加入33 65g/t鋼，直至電渣重熔結束。優選的，φ 350mm、φ 380mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加 一次Al粉，開始每次加入鋁粉21 25g/t鋼；加鋁粉4 6次后改為每次加入33 37g/ t鋼，直至電渣重熔結束。優選的，電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前4 6次，每次加入28 32g/t鋼；鋁粉添加4 6次后，改為每次加入鋁粉40 52g/t鋼，直至第二支電極熔化 23 27min 時；第二支電極熔化23 27min后改為每次加鋁粉48 65g/t鋼，直至電渣重熔結束。優選的，f 450mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉， 開始每次加入鋁粉28 32g/t鋼；加鋁粉4 6次至第二支電極熔化23 27min，每次加 入鋁粉40 44g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后改為每次加入鋁粉48 52g/t鋼， 直至電渣重熔結束。優選的，f 500mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉， 開始每次加入Al粉28 32g/t鋼；加4 6次Al粉后至第二支電極熔化23 27min，每 次加入鋁粉40 44g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后改為每次加入鋁粉54 58g/t 鋼，直至電渣重熔結束。優選的，φ 550mm、φ 600mm、φ 800mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入Al粉28 32g/t鋼；加4 6次Al粉至第二支電極熔 化23 27min，每次加入Al粉48 52g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后改為每次加 入Al粉61 65g/t鋼，直至電渣重熔結束。進一步的，配制渣系時的渣系是由A1203、(必2組成，其配比為Al20330 40%、 CaF260 70%，用量為 23 42kg/1 鋼。 配制渣系時渣系的配比為Al20335 %、CaF265 %。重熔冶煉過程供電制度為電壓75V、電流11200A。本發明的有益效果是采用Al2O3和CaF2 二元渣系，現場操作簡單；電渣重熔過程 按不同溫度、時間段，加入不等量的Al粉，使得電渣鋼錠Al含量分布均勻，避免了鋼錠中Al 含量出現低于產品標準要求的問題；鋼錠軋制后無縫鋼管性能穩定。
具體實施例方式本發明使用的Al2O3的純度彡97%, CaF2的純度彡97%。
所述的控鋁無縫鋼管用鋼為P280GH，其化學成份(重量％ )如表1所示表 1 優選的，控鋁無縫鋼管用鋼# 350mm、# 380mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔 的渣系由Al2O3、CaF2組成，其配比為Al20330 40%、CaF260 70%，用量為23 42kg/1 鋼。電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入鋁粉21 25g/t鋼；加鋁粉4 6次后改為每次加入33 37g/t鋼，直至電渣重熔結束。電渣重熔的渣系由Al203、CaF2組 成，其配比為Al2O3 30 40%、CaF260 70%，用量為25 40kg/t鋼。最優的，控鋁無縫鋼管用鋼# 350mm、# 380mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔 時每7分鐘加一次Al粉，開始加Al粉每次加入量23g/t鋼；加5次后改為每次加入鋁粉 35g/t鋼，直至電渣重熔結束；電渣重熔的渣系配比為Al20335%、CaF265%，用量為25kg/t 鋼。優選的，控鋁無縫鋼管用鋼# 450mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔的渣系由 A1203、CaF2組成，其配比為Al20330 40%、CaF260 70%，用量為23 42kg/1鋼。電渣 重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入鋁粉28 32g/t鋼；加鋁粉4 6次至第 二支電極熔化23 27min，每次加入鋁粉40 44g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后 改為每次加入鋁粉48 52g/t鋼，直至電渣重熔結束。最優的，控鋁無縫鋼管用鋼# 450mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每7分鐘 加一次Al粉，開始加Al粉每次加入30g/t鋼；加鋁粉5次以后至交換第二支電極后熔化 25min之間，每次加入Al粉42g/t鋼；第二支電極熔化25min后改為每次加入Al粉50g/t 鋼，直至電渣重熔結束。電渣重熔的渣系配比為Al20335 %、CaF265 %，用量為34kg/t鋼。優選的，控鋁無縫鋼管用鋼# 500mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔的渣系由 Al2O3、CaF2組成，其配比為Al20330 40%、CaF260 70%，用量為23 42kg/1鋼；電渣重 熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入Al粉28 32g/t鋼；加4 6次Al粉后至 第二支電極熔化23 27min，每次加入鋁粉40 44g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后 改為每次加入鋁粉54 58g/t鋼，直至電渣重熔結束。最優的，控鋁無縫鋼管用鋼# 500mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔的渣系配 比為Al20335 %、CaF265 %，用量為40kg/t鋼；電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始加 Al粉每次加入30g/t鋼；加5次鋁粉以后至交換第二支電極后熔化25min之間，每次加入 鋁粉42g/t鋼；第二支電極熔化25min后改為每次加入鋁粉56g/t鋼，直至電渣重熔結束。優選的，控鋁無縫鋼管用鋼# 550mm、# 600mm、β 800mm錠型的電渣重熔方法為 電渣重熔的渣系由Al203、CaF2組成，其配比為Al20330 40%、CaF260 70%，用量為23 42kg/t鋼；電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入Al粉28 32g/t鋼；加 4 6次Al粉至第二支電極熔化23 27min，每次加入Al粉48 52g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后改為每次加入Al粉61 65g/t鋼，直至電渣重熔結束。最優的，控鋁無縫鋼管用鋼# 550mm、# 600mm、β 800mm錠型的電渣重熔方法為 電渣重熔的渣系由Al2O3、CaF2組成，其配比為Al20335%、CaF265%，用量為28kg/t鋼；電渣 重熔時每7分鐘加一次Al粉，開始加Al粉，每次加入量28 32g/t鋼；加5次鋁粉至交換 第二支電極后熔化25min之間每次加入鋁粉50g/t鋼；第二支電極熔化25min后改為每次 加入鋁粉63g/t鋼，直至電渣重熔結束。實施例1外徑f 350mm、錠重1. 8噸電渣鋼錠生產工藝流程生產電渣重熔自耗電極坯料一 自耗電極坯料表面砂磨清理一配制渣系一重熔冶煉一鋼錠清理一入庫。電渣重熔自耗電極坯料由電弧爐或氧氣頂吹轉爐生產，電渣重熔冶煉前對自耗電 極坯料表面進行砂磨處理，去掉表面的氧化鐵皮，避免氧化鐵對坯料中合金元素的氧化。渣 系由A1203、CaF2組成，其配比為A120335%、CaF265%，用量25kg/t鋼。重熔冶煉供電制度 為電壓75V、電流11200A。Al粉加入量燒正常后開始加Al粉，前35min內每7分鐘加一 次，每次加入量23g/t鋼；35min以后每7分鐘加一次，每次加入量35g/t鋼，直至電渣重熔 結束。電渣重熔冶煉后P280GH鋼錠質量水平和產品力學性能分別如表2、表3、表4所示。表2P280GH鋼錠化學成份(重量％ ) 表3P280GH鋼錠Al含量分布 表4P280GH鋼錠產品力學性能 實施例2外徑f 450mm、錠重2. 1噸電渣鋼錠生產工藝流程生產電渣重熔自耗電極坯料一 自耗電極坯料表面砂磨清理一配制渣系一起弧造渣一重熔冶煉一鋼錠清理一入庫。電渣重熔自耗電極坯料由電弧爐或氧氣頂吹轉爐生產，電渣重熔冶煉前對自耗電 極坯料表面進行砂磨處理，去掉表面的氧化鐵皮，避免氧化鐵對坯料中合金元素的氧化；渣系由A1203、CaF2組成，其配比為:A120335%> CaF265%，用量34kg/t鋼；重熔冶煉供電制度 為電壓79V、電流12800A。Al粉加入量燒正常后開始加Al粉，前35分鐘內每7分鐘加 一次，每次加入量30g/t鋼；35分鐘以后至交換第二支電極后熔化25分鐘之間，每7分鐘加 一次，每次加入量42g/t鋼；第二支電極熔化25分鐘后至電渣重熔結束，每7分鐘加一次， 每次加入量50g/t鋼。電渣重熔冶煉后P280GH鋼錠質量水平和產品力學性能分別如表5、 表6、表7所示。表5P280GH鋼錠化學成份(重量％ ) 表6P280GH鋼錠Al含量分布
取樣位置距電渣鋼錠底端的距離 表7P280GH鋼錠產品力學性能 實施例3外徑f 500mm、錠重2. 5噸電渣鋼錠生產工藝流程生產電渣重熔自耗電極坯料一 自耗電極坯料表面砂磨清理一配制渣系一起弧造渣一重熔冶煉一鋼錠清理一入庫。電渣重熔自耗電極坯料由電弧爐或氧氣頂吹轉爐生產，電渣重熔冶煉前對自耗電 極坯料表面進行砂磨處理，去掉表面的氧化鐵皮，避免氧化鐵對坯料中合金元素的氧化；渣 系由A1203、CaF2組成，其配比為:A120335%> CaF265%，用量40kg/t鋼；重熔冶煉供電制度 為電壓82V、電流13100A。Al粉加入量燒正常后開始加Al粉，前35min內每7分鐘加一 次，每次加入量30g/t鋼；35分鐘以后至交換第二支電極后熔化25min之間，每7分鐘加一 次，每次加入量42g/t鋼；第二支電極熔化25min后至電渣重熔結束，每7分鐘加一次，每次 加入量56g/t鋼。電渣重熔冶煉后P280GH鋼錠質量水平和產品力學性能分別如表8、表9、 表10所示。表8P280GH鋼錠化學成份(％ )
8 表9P280GH鋼錠Al含量的分布 表10P280GH鋼錠產品力學性能 實施例4外徑f 600mm、錠重5. 5噸電渣鋼錠生產工藝流程生產電渣重熔自耗電極坯料一 自耗電極坯料表面砂磨清理一配制渣系一起弧造渣一重熔冶煉一鋼錠清理一入庫。電渣重熔自耗電極坯料由電弧爐或氧氣頂吹轉爐生產，電渣重熔冶煉前對自耗電 極坯料表面進行砂磨處理，去掉表面的氧化鐵皮，避免氧化鐵對坯料中合金元素的氧化；渣 系由A1203、CaF2組成，其配比為:A120335%> CaF265%，用量28kg/t鋼；重熔冶煉供電制度 為電壓84V、電流15500A。Al粉加入量燒正常后開始加Al粉，前35分鐘每7分鐘加一 次，每次加入量30g/t鋼；35分鐘以后至交換第二支電極后熔化25分鐘之間，每7分鐘加 一次，每次加入量50g/t鋼；第二支電極熔化25分鐘后至電渣重熔結束，每7分鐘加一次， 每次加入量63g/t鋼。電渣重熔冶煉后P280GH鋼錠質量水平和產品力學性能分別如表11、 表12、表13所示。表11P280GH鋼錠化學成份(％ )
CSiMnSPCuSnNiMoCrAl0. 150. 301. 240. 0040. 0080. 090. 0060. 130. 020. 0190. 029表12P280GH鋼錠Al含量的分布
取樣位置
距電渣錠底端的距離
150mm540mm590mm1150mm1840mmAl含量(％)0.02760.0280.0290.0290.030
9
表13P280GH鋼錠產品力學性能 從表2 13可以看出，本發明方法生產的電渣鋼錠Al含量分布均勻，無縫鋼管的 性能穩定，完全滿足產品的標準要求。
權利要求
控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，包括生產自耗電極坯料、自耗電極坯料表面砂磨清理、配制渣系和重熔冶煉步驟，其特征在于重熔冶煉步驟每6～8分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前4～6次，每次加入20～32g/t鋼；鋁粉添加4～6次后，改為每次加入33～65g/t鋼，直至電渣重熔結束；所述的控鋁無縫鋼管用鋼為P280GH，其化學成份按重量百分比計C0～0.20，Si0.10～0.35，Mn0.80～1.60，S0～0.015，P0～0.020，Cu0～0.18，Sn0～0.030，Ni0.10～0.35，Mo0～0.10，Cr0～0.25，Al0.02～0.05，余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于電渣重熔 時每7分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前5次，每次加入20 32g/t鋼；鋁粉添加5次后，改為每次加入33 65g/t鋼，直至電渣重熔結束。
3.根據權利要求1所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于350mm、 # 380mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入鋁 粉21 25g/t鋼；加鋁粉4 6次后改為每次加入33 37g/t鋼，直至電渣重熔結束。
4.根據權利要求1所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于電渣重熔 時每6 8分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前4 6次，每次加入28 32g/t鋼；鋁粉添加4 6次后，改為每次加入鋁粉40 52g/t鋼，直至第二支電極熔化23 27min 時；第二支電極熔化23 27min后改為每次加鋁粉48 65g/t鋼，直至電渣重熔結束。
5.根據權利要求4所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于450mm 錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入鋁粉28 32g/t鋼；加鋁粉4 6次至第二支電極熔化23 27min，每次加入鋁粉40 44g/t鋼 ’第 二支電極熔化23 27min后改為每次加入鋁粉48 52g/t鋼，直至電渣重熔結束。
6.根據權利要求4所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于500mm 錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每次加入Al粉28 32g/t鋼；加4 6次Al粉后至第二支電極熔化23 27min，每次加入鋁粉40 44g/t鋼； 第二支電極熔化23 27min后改為每次加入鋁粉54 58g/t鋼，直至電渣重熔結束。
7.根據權利要求4所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于550mm、 Φ 600mm、φ 800mm錠型的電渣重熔方法為電渣重熔時每6 8分鐘加一次Al粉，開始每 次加入Al粉28 32g/t鋼；加4 6次Al粉至第二支電極熔化23 27min，每次加入Al 粉48 52g/t鋼；第二支電極熔化23 27min后改為每次加入Al粉61 65g/t鋼，直至 電渣重熔結束。
8.根據權利要求1 7任一項所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于 配制渣系時的渣系是由Al2O3、CaF2組成，其配比為Al2O3 30 40%、CaF260 70%，用量為 23 42kg/1 鋼。
9.根據權利要求8所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在于配制渣系 時渣系的配比為Al20335%、CaF265%。
10.根據權利要求1 7任一項所述的控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法，其特征在 于重熔冶煉過程供電制度為電壓75V、電流11200A。
全文摘要
本發明屬于電渣重熔技術領域，特別涉及控鋁無縫鋼管用鋼的電渣重熔方法。本發明的電渣重熔包括生產自耗電極坯料、自耗電極坯料表面砂磨清理、配制渣系和重熔冶煉步驟，其中重熔冶煉步驟每6～8分鐘加一次Al粉，鋁粉的用量具體為鋁粉添加的前4～6次，每次加入20～32g/t鋼；鋁粉添加4～6次后，改為每次加入33～65g/t鋼，直至電渣重熔結束。本發明方法操作簡單；電渣鋼錠Al含量分布均勻，避免了鋼錠Al含量波動較大，甚至出現Al含量不能滿足產品標準要求的問題；鋼錠軋制后無縫鋼管性能穩定。
文檔編號C22C38/58GK101914687SQ20101026804
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者劉志軍, 李榮芳, 李鑫, 楊文明, 王躍健, 胡茂會, 蘇雄杰, 鄭剛, 魏平, 黃國玖 申請人:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團成都鋼釩有限公司