专利名称：控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法
技术领域：
本发明属于电渣重熔技术领域，特别涉及控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法。
背景技术：
随着钢管行业的发展，市场竞争激烈，用户对产品质量和性能要求越来越高。核 电用P280GH无缝钢管对化学成份中的残余Al含量明确规定控制在0. 02 0. 05%范围 内。电渣重熔过程钢中的Al容易被氧化烧损，若不采取保护措施，可导致钢中铝出现大幅 波动，甚至出现不合格的现象。为了保证钢中Al完全合格，通常采取真空电渣重熔、惰性气 体保护气氛电渣重熔、电渣重熔渣系多元调整、电渣重熔过程加Al粉保护等方法。这几种 方法比较，真空电渣重熔、惰性气体保护气氛电渣重熔虽可保证电渣钢中Al被尽可能少烧 损，但对电渣炉的设备有较高的要求，并且生产成本较高；电渣重熔渣系多元调整的生产组 织复杂且效果不够稳定；而电渣重熔过程加Al粉保护则是一种简单可靠的方法。但对于不 同的钢种、钢锭锭型，Al粉的加入方式与加入量则有较大的差异。已有国内专利CN1059371A、法国专利FR2460334、美国专利US4184869都是采用多 元渣系并辅之以Ca、Mg、Ba、Al中的一种或几种脱氧，以获得重熔钢锭中的Al在0. 01%以 下。文献JP6128661，HITACHI METALS在电渣重熔过程中，为了均勻、连续、稳定供铝脱氧， 在自耗电极表面预涂主要含铝的粉末。文献特殊钢.2003，24 (2)，贵阳特殊钢股份有限公 司通过电炉冶炼过程中提高[Al]的工艺优化和重熔过程定时向熔渣中加入等量纯铝粉， 使012A1电渣钢的[Al]稳定地控制在一个良好的水平范围。文献河北冶金.1999(5)，河北 冶金实验厂研究了电渣重熔W6Mo5Cr4V2Al(M2Al)过程中影响钢锭Si，Al成分的因素，采用 在电渣重熔初期往渣中加入适量铝粉及控制自耗电极中的铝含量，可防止重熔时铝烧损引 起的钢锭成分出格。文献四川冶金.1995，17 (4)，长城特殊钢公司讨论了低铝高钛型A — 286Τ 合金电弧炉加电渣工艺生产过程中铝的变化规律及其机理，发现控制铝含量的关键 是重熔渣系的选择。电渣重熔过程加Al粉生产工艺流程生产自耗电极坯料一自耗电极坯 料表面砂磨清理一配制渣系一重熔冶炼一钢锭清理一入库。现有技术中对于不同的钢种、 Al粉的加入方式与加入量则有较大的差异，各具技术特点。共同的特征是配制渣系时都采 用多元渣系(三元以上)，并且在重熔冶炼步骤加入铝粉时全部为间歇、等量加Al方式。不 能解决电渣重熔钢锭从底部到上部随结晶器内钢液量增加，钢液温度升高导致自耗电极Al 烧损不一致，产生的电渣钢锭Al含量分布不均勻的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，该方 法能够解决电渣重熔过程随温度梯度的变化，电渣重熔过程自耗电极的Al烧损不一致的 技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案为控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方 法，包括生产自耗电极坯料、自耗电极坯料表面砂磨清理、配制渣系和重熔冶炼步骤，其特征在于重熔冶炼步骤每6 8分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前4 6次，每次加入20 32g/t钢；铝粉添加4 6次后，改为每次加入33 65g/t钢，直至电渣重熔结束；所述的控铝无缝钢管用钢为P280GH，其化学成份按重量百分比计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，余量为铁。优选的，电渣重熔时每7分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前5次，每次加入20 32g/t钢；铝粉添加5次后，改为每次加入33 65g/t钢，直至电渣重熔结束。优选的，φ 350mm、φ 380mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加 一次Al粉，开始每次加入铝粉21 25g/t钢；加铝粉4 6次后改为每次加入33 37g/ t钢，直至电渣重熔结束。优选的，电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前4 6次，每次加入28 32g/t钢；铝粉添加4 6次后，改为每次加入铝粉40 52g/t钢，直至第二支电极熔化 23 27min 时；第二支电极熔化23 27min后改为每次加铝粉48 65g/t钢，直至电渣重熔结束。优选的，f 450mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉， 开始每次加入铝粉28 32g/t钢；加铝粉4 6次至第二支电极熔化23 27min，每次加 入铝粉40 44g/t钢；第二支电极熔化23 27min后改为每次加入铝粉48 52g/t钢， 直至电渣重熔结束。优选的，f 500mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉， 开始每次加入Al粉28 32g/t钢；加4 6次Al粉后至第二支电极熔化23 27min，每 次加入铝粉40 44g/t钢；第二支电极熔化23 27min后改为每次加入铝粉54 58g/t 钢，直至电渣重熔结束。优选的，φ 550mm、φ 600mm、φ 800mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入Al粉28 32g/t钢；加4 6次Al粉至第二支电极熔 化23 27min，每次加入Al粉48 52g/t钢；第二支电极熔化23 27min后改为每次加 入Al粉61 65g/t钢，直至电渣重熔结束。进一步的，配制渣系时的渣系是由A1203、(必2组成，其配比为Al20330 40%、 CaF260 70%，用量为 23 42kg/1 钢。 配制渣系时渣系的配比为Al20335 %、CaF265 %。重熔冶炼过程供电制度为电压75V、电流11200A。本发明的有益效果是采用Al2O3和CaF2 二元渣系，现场操作简单；电渣重熔过程 按不同温度、时间段，加入不等量的Al粉，使得电渣钢锭Al含量分布均勻，避免了钢锭中Al 含量出现低于产品标准要求的问题；钢锭轧制后无缝钢管性能稳定。
具体实施例方式本发明使用的Al2O3的纯度彡97%, CaF2的纯度彡97%。
所述的控铝无缝钢管用钢为P280GH，其化学成份(重量％ )如表1所示表 1 优选的，控铝无缝钢管用钢# 350mm、# 380mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔 的渣系由Al2O3、CaF2组成，其配比为Al20330 40%、CaF260 70%，用量为23 42kg/1 钢。电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入铝粉21 25g/t钢；加铝粉4 6次后改为每次加入33 37g/t钢，直至电渣重熔结束。电渣重熔的渣系由Al203、CaF2组 成，其配比为Al2O3 30 40%、CaF260 70%，用量为25 40kg/t钢。最优的，控铝无缝钢管用钢# 350mm、# 380mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔 时每7分钟加一次Al粉，开始加Al粉每次加入量23g/t钢；加5次后改为每次加入铝粉 35g/t钢，直至电渣重熔结束；电渣重熔的渣系配比为Al20335%、CaF265%，用量为25kg/t 钢。优选的，控铝无缝钢管用钢# 450mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔的渣系由 A1203、CaF2组成，其配比为Al20330 40%、CaF260 70%，用量为23 42kg/1钢。电渣 重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入铝粉28 32g/t钢；加铝粉4 6次至第 二支电极熔化23 27min，每次加入铝粉40 44g/t钢；第二支电极熔化23 27min后 改为每次加入铝粉48 52g/t钢，直至电渣重熔结束。最优的，控铝无缝钢管用钢# 450mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每7分钟 加一次Al粉，开始加Al粉每次加入30g/t钢；加铝粉5次以后至交换第二支电极后熔化 25min之间，每次加入Al粉42g/t钢；第二支电极熔化25min后改为每次加入Al粉50g/t 钢，直至电渣重熔结束。电渣重熔的渣系配比为Al20335 %、CaF265 %，用量为34kg/t钢。优选的，控铝无缝钢管用钢# 500mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔的渣系由 Al2O3、CaF2组成，其配比为Al20330 40%、CaF260 70%，用量为23 42kg/1钢；电渣重 熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入Al粉28 32g/t钢；加4 6次Al粉后至 第二支电极熔化23 27min，每次加入铝粉40 44g/t钢；第二支电极熔化23 27min后 改为每次加入铝粉54 58g/t钢，直至电渣重熔结束。最优的，控铝无缝钢管用钢# 500mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔的渣系配 比为Al20335 %、CaF265 %，用量为40kg/t钢；电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始加 Al粉每次加入30g/t钢；加5次铝粉以后至交换第二支电极后熔化25min之间，每次加入 铝粉42g/t钢；第二支电极熔化25min后改为每次加入铝粉56g/t钢，直至电渣重熔结束。优选的，控铝无缝钢管用钢# 550mm、# 600mm、β 800mm锭型的电渣重熔方法为 电渣重熔的渣系由Al203、CaF2组成，其配比为Al20330 40%、CaF260 70%，用量为23 42kg/t钢；电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入Al粉28 32g/t钢；加 4 6次Al粉至第二支电极熔化23 27min，每次加入Al粉48 52g/t钢；第二支电极熔化23 27min后改为每次加入Al粉61 65g/t钢，直至电渣重熔结束。最优的，控铝无缝钢管用钢# 550mm、# 600mm、β 800mm锭型的电渣重熔方法为 电渣重熔的渣系由Al2O3、CaF2组成，其配比为Al20335%、CaF265%，用量为28kg/t钢；电渣 重熔时每7分钟加一次Al粉，开始加Al粉，每次加入量28 32g/t钢；加5次铝粉至交换 第二支电极后熔化25min之间每次加入铝粉50g/t钢；第二支电极熔化25min后改为每次 加入铝粉63g/t钢，直至电渣重熔结束。实施例1外径f 350mm、锭重1. 8吨电渣钢锭生产工艺流程生产电渣重熔自耗电极坯料一 自耗电极坯料表面砂磨清理一配制渣系一重熔冶炼一钢锭清理一入库。电渣重熔自耗电极坯料由电弧炉或氧气顶吹转炉生产，电渣重熔冶炼前对自耗电 极坯料表面进行砂磨处理，去掉表面的氧化铁皮，避免氧化铁对坯料中合金元素的氧化。渣 系由A1203、CaF2组成，其配比为A120335%、CaF265%，用量25kg/t钢。重熔冶炼供电制度 为电压75V、电流11200A。Al粉加入量烧正常后开始加Al粉，前35min内每7分钟加一 次，每次加入量23g/t钢；35min以后每7分钟加一次，每次加入量35g/t钢，直至电渣重熔 结束。电渣重熔冶炼后P280GH钢锭质量水平和产品力学性能分别如表2、表3、表4所示。表2P280GH钢锭化学成份(重量％ ) 表3P280GH钢锭Al含量分布 表4P280GH钢锭产品力学性能 实施例2外径f 450mm、锭重2. 1吨电渣钢锭生产工艺流程生产电渣重熔自耗电极坯料一 自耗电极坯料表面砂磨清理一配制渣系一起弧造渣一重熔冶炼一钢锭清理一入库。电渣重熔自耗电极坯料由电弧炉或氧气顶吹转炉生产，电渣重熔冶炼前对自耗电 极坯料表面进行砂磨处理，去掉表面的氧化铁皮，避免氧化铁对坯料中合金元素的氧化；渣系由A1203、CaF2组成，其配比为:A120335%> CaF265%，用量34kg/t钢；重熔冶炼供电制度 为电压79V、电流12800A。Al粉加入量烧正常后开始加Al粉，前35分钟内每7分钟加 一次，每次加入量30g/t钢；35分钟以后至交换第二支电极后熔化25分钟之间，每7分钟加 一次，每次加入量42g/t钢；第二支电极熔化25分钟后至电渣重熔结束，每7分钟加一次， 每次加入量50g/t钢。电渣重熔冶炼后P280GH钢锭质量水平和产品力学性能分别如表5、 表6、表7所示。表5P280GH钢锭化学成份(重量％ ) 表6P280GH钢锭Al含量分布
取样位置距电渣钢锭底端的距离 表7P280GH钢锭产品力学性能 实施例3外径f 500mm、锭重2. 5吨电渣钢锭生产工艺流程生产电渣重熔自耗电极坯料一 自耗电极坯料表面砂磨清理一配制渣系一起弧造渣一重熔冶炼一钢锭清理一入库。电渣重熔自耗电极坯料由电弧炉或氧气顶吹转炉生产，电渣重熔冶炼前对自耗电 极坯料表面进行砂磨处理，去掉表面的氧化铁皮，避免氧化铁对坯料中合金元素的氧化；渣 系由A1203、CaF2组成，其配比为:A120335%> CaF265%，用量40kg/t钢；重熔冶炼供电制度 为电压82V、电流13100A。Al粉加入量烧正常后开始加Al粉，前35min内每7分钟加一 次，每次加入量30g/t钢；35分钟以后至交换第二支电极后熔化25min之间，每7分钟加一 次，每次加入量42g/t钢；第二支电极熔化25min后至电渣重熔结束，每7分钟加一次，每次 加入量56g/t钢。电渣重熔冶炼后P280GH钢锭质量水平和产品力学性能分别如表8、表9、 表10所示。表8P280GH钢锭化学成份(％ )
8 表9P280GH钢锭Al含量的分布 表10P280GH钢锭产品力学性能 实施例4外径f 600mm、锭重5. 5吨电渣钢锭生产工艺流程生产电渣重熔自耗电极坯料一 自耗电极坯料表面砂磨清理一配制渣系一起弧造渣一重熔冶炼一钢锭清理一入库。电渣重熔自耗电极坯料由电弧炉或氧气顶吹转炉生产，电渣重熔冶炼前对自耗电 极坯料表面进行砂磨处理，去掉表面的氧化铁皮，避免氧化铁对坯料中合金元素的氧化；渣 系由A1203、CaF2组成，其配比为:A120335%> CaF265%，用量28kg/t钢；重熔冶炼供电制度 为电压84V、电流15500A。Al粉加入量烧正常后开始加Al粉，前35分钟每7分钟加一 次，每次加入量30g/t钢；35分钟以后至交换第二支电极后熔化25分钟之间，每7分钟加 一次，每次加入量50g/t钢；第二支电极熔化25分钟后至电渣重熔结束，每7分钟加一次， 每次加入量63g/t钢。电渣重熔冶炼后P280GH钢锭质量水平和产品力学性能分别如表11、 表12、表13所示。表11P280GH钢锭化学成份(％ )
CSiMnSPCuSnNiMoCrAl0. 150. 301. 240. 0040. 0080. 090. 0060. 130. 020. 0190. 029表12P280GH钢锭Al含量的分布
取样位置
距电渣锭底端的距离
150mm540mm590mm1150mm1840mmAl含量(％)0.02760.0280.0290.0290.030
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表13P280GH钢锭产品力学性能 从表2 13可以看出，本发明方法生产的电渣钢锭Al含量分布均勻，无缝钢管的 性能稳定，完全满足产品的标准要求。
权利要求
控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，包括生产自耗电极坯料、自耗电极坯料表面砂磨清理、配制渣系和重熔冶炼步骤，其特征在于重熔冶炼步骤每6～8分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前4～6次，每次加入20～32g/t钢；铝粉添加4～6次后，改为每次加入33～65g/t钢，直至电渣重熔结束；所述的控铝无缝钢管用钢为P280GH，其化学成份按重量百分比计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，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于电渣重熔 时每7分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前5次，每次加入20 32g/t钢；铝粉添加5次后，改为每次加入33 65g/t钢，直至电渣重熔结束。
3.根据权利要求1所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于350mm、 # 380mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入铝 粉21 25g/t钢；加铝粉4 6次后改为每次加入33 37g/t钢，直至电渣重熔结束。
4.根据权利要求1所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于电渣重熔 时每6 8分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前4 6次，每次加入28 32g/t钢；铝粉添加4 6次后，改为每次加入铝粉40 52g/t钢，直至第二支电极熔化23 27min 时；第二支电极熔化23 27min后改为每次加铝粉48 65g/t钢，直至电渣重熔结束。
5.根据权利要求4所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于450mm 锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入铝粉28 32g/t钢；加铝粉4 6次至第二支电极熔化23 27min，每次加入铝粉40 44g/t钢 ’第 二支电极熔化23 27min后改为每次加入铝粉48 52g/t钢，直至电渣重熔结束。
6.根据权利要求4所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于500mm 锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每次加入Al粉28 32g/t钢；加4 6次Al粉后至第二支电极熔化23 27min，每次加入铝粉40 44g/t钢； 第二支电极熔化23 27min后改为每次加入铝粉54 58g/t钢，直至电渣重熔结束。
7.根据权利要求4所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于550mm、 Φ 600mm、φ 800mm锭型的电渣重熔方法为电渣重熔时每6 8分钟加一次Al粉，开始每 次加入Al粉28 32g/t钢；加4 6次Al粉至第二支电极熔化23 27min，每次加入Al 粉48 52g/t钢；第二支电极熔化23 27min后改为每次加入Al粉61 65g/t钢，直至 电渣重熔结束。
8.根据权利要求1 7任一项所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于 配制渣系时的渣系是由Al2O3、CaF2组成，其配比为Al2O3 30 40%、CaF260 70%，用量为 23 42kg/1 钢。
9.根据权利要求8所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在于配制渣系 时渣系的配比为Al20335%、CaF265%。
10.根据权利要求1 7任一项所述的控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法，其特征在 于重熔冶炼过程供电制度为电压75V、电流11200A。
全文摘要
本发明属于电渣重熔技术领域，特别涉及控铝无缝钢管用钢的电渣重熔方法。本发明的电渣重熔包括生产自耗电极坯料、自耗电极坯料表面砂磨清理、配制渣系和重熔冶炼步骤，其中重熔冶炼步骤每6～8分钟加一次Al粉，铝粉的用量具体为铝粉添加的前4～6次，每次加入20～32g/t钢；铝粉添加4～6次后，改为每次加入33～65g/t钢，直至电渣重熔结束。本发明方法操作简单；电渣钢锭Al含量分布均匀，避免了钢锭Al含量波动较大，甚至出现Al含量不能满足产品标准要求的问题；钢锭轧制后无缝钢管性能稳定。
文档编号C22C38/58GK101914687SQ20101026804
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者刘志军, 李荣芳, 李鑫, 杨文明, 王跃健, 胡茂会, 苏雄杰, 郑刚, 魏平, 黄国玖 申请人:攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司;攀钢集团成都钢钒有限公司