一种LNG船用高锰钢的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种LNG船用高锰钢的冶炼方法，所述冶炼方法包括：（1）初炼炉初炼：生铁和铁水加入量≥50t、占初炼炉容量的比例≥50%，出钢钢水P≤0.004%；（2）LF炉精炼：多批次加入金属锰合金化，根据内控成分调整金属锰加入次数；（3）VD真空处理：VD座包后，各合金按目标值调入，根据内控成分调整加入金属锰次数；（4）连铸工序：钢水过热度控制在45～50℃吊包浇铸，钢坯经后续加工得到LNG船用高锰钢。本发明专利技术将钢中锰含量控制在22.5～25.5%，钢水纯净度高，力学性能：Rp0.2≥400MPa、Rm：800～970MPa，A50≥22%，‑196℃低温冲击韧性AKV≥41J。

A Smelting Method of LNG Ship High Manganese Steel

【技术实现步骤摘要】
一种LNG船用高锰钢的冶炼方法
本专利技术属于冶金
，特别涉及一种LNG船用高锰钢的冶炼方法。
技术介绍
随着钢铁产品竞争的日趋激烈，低成本产品也更多的被开发，目前低温LNG船用钢以镍钢和不锈钢为主，镍钢和不锈钢在生产制造的过程中需要大量宝贵的镍资源进行合金化，同时热处理过程中需要消耗大量的热能，故其生产周期长，能耗高，资源消耗压力大，相应地生产成本居高不下，环境污染严重，因此急需开发一种新型的LNG船用钢板材料，减少镍含量用量，避免苛刻的热处理工艺，从而有效降低生产成本。锰元素和镍元素在某些方面具有相似的特性，如两者都易溶于铁素体和奥氏体中，扩大奥氏体区，两者均使临界温度A3点降低，（α+γ)区下移。中国锰资源丰富，价格低廉，通过与其他合金共同作用，使钢板在室温下体现奥氏体组织特性，以面心立方晶格为主，避免或减轻钢板低温转脆现象，使该钢能够在极低温度范围内使用。因此，开发LNG船用高锰钢的冶炼方法具有重大的经济效益以及社会效益。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种LNG船用高锰钢的冶炼方法。本方法可获得钢质纯净的高锰钢钢水，生产的高锰钢具有强度级别较高，屈强比低和低温冲击韧性优良等特点，能够满足超低温用钢的要求。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种LNG船用高锰钢的冶炼方法，所述冶炼方法包括初炼炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理及连铸工序，具体工艺步骤如下所述：（1）初炼炉初炼工序：生铁和铁水加入量≥50t，占初炼炉容量的比例≥50%，出钢钢水P≤0.004%，大包温度≥1560℃；（2）LF炉精炼工序：LF炉座包后采用碳粉脱氧，控制C：0.17～0.22%，脱氧毕补加石灰3～3.5㎏/t钢，萤石0.3～0.5㎏/t钢，温度≥1580℃时喂入铝线3～5㎏/t钢，后续采用电石扩散脱氧，电石加入量1.5～2.0㎏/t钢，白渣且温度≥1580℃开始分批次间隔5～8min加入金属锰，每次加入金属锰1.5～2.5㎏/t钢，每次加锰合金化毕补加石灰0.5～1.0㎏/t钢，终点石灰加入总量≥13㎏/t钢，渣中Al2O3的含量为20～35%、FeO含量为10～15%，精炼结束留渣量950～1020kg，LF炉精炼过程吹氩搅拌；观察没有明显锰聚堆时取样，根据内控成分指标调整金属锰加入次数，待温度1560～1580℃时取样，碳锰含量进内控线后温度1580～1610℃吊包；（3）VD真空处理工序：VD座包后，各合金按目标值调入，根据内控成分调整加入金属锰次数，真空前Al≥0.05%，真空度≤66.7Pa，真空保持时间≥15min；（4）连铸工序：钢水过热度控制在45～50℃吊包浇铸得到连铸坯，连铸坯经后续加工处理得到LNG船用高锰钢。本专利技术所述步骤（2）和（3）加入金属锰的总次数为9～18次。本专利技术所述步骤（2）LF炉精炼完成90～95%的锰合金化。本专利技术所述步骤（2）LF炉锰合金化过程中加入金属锰的量按锰的收得率为97～99%配加。本专利技术所述步骤（2）LF炉精炼过程吹氩搅拌强度，前15min氩气流量100～150L/min，后10min氩气流量30～50L/min。本专利技术所述冶炼方法适用于成品：C：0.30～0.45%、Mn：22.5～25.5%、P≤0.008%、S≤0.002%的高锰钢。本专利技术所述冶炼方法生产的高锰钢力学性能：Rp0.2≥400MPa、Rm：800～970MPa，A50≥22%，-196℃低温冲击韧性AKV≥41J。本专利技术LNG船用高锰钢的力学性能检测方法标准参考ASTMA370和ASTMA751；探伤级别符合NB/T47013.1-2015C级和A578C级。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术通过控制初炼炉初炼P含量使成品钢P≤0.008%，在LF炉进行锰的合金化操作，使锰全部熔化且有较高的收得率；同时通过VD真空前补喂金属锰，真空脱气去夹杂物，获得钢质纯净的高锰钢钢水，将成品钢中锰含量控制在22.5～25.5%；连铸钢水温度的精准控制减少温度波动，利于浇注。2、本专利技术冶炼方法生产的高锰钢力学性能：Rp0.2≥400MPa、Rm：800～970MPa，A50≥22%，-196℃低温冲击韧性AKV≥41J。3、本专利技术生产的高锰钢具有致密度高，强度级别较高，延伸率高，屈强比低和低温冲击韧性优良的特点，能够满足超低温用钢的要求，具有良好综合性能和焊接性能，且成本较低，可广泛用于船用储罐工程和压力容器行业，应用前景广阔。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细地说明。实施例1本实施例LNG船用高锰钢的冶炼方法包括初炼炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理及连铸工序，具体工艺步骤如下所述：（1）初炼炉初炼工序：生铁和铁水加入量51t，占初炼炉容量的比例为52%，出钢钢水P：0.004%，大包温度1580℃；（2）LF炉精炼工序：LF炉座包后采用碳粉脱氧，控制C：0.18%，脱氧毕补加石灰3.5㎏/t钢，萤石0.35㎏/t钢，温度1585℃时喂入铝线4㎏/t钢，后续采用电石扩散脱氧，电石加入量1.8㎏/t钢；白渣且温度1581℃开始分批次间隔6min加入金属锰，每次加入金属锰2.5㎏/t钢，每次加锰合金化毕补加石灰0.8㎏/t钢，终点石灰加入总量13.5㎏/t钢，渣中Al2O3的含量为23%、FeO含量为13.5%，精炼结束留渣量1000kg；LF炉精炼过程吹氩搅拌，吹氩搅拌强度，前15min氩气流量135L/min，后10min氩气流量40L/min；观察没有明显锰聚堆时取样，根据内控成分指标调整，加入金属锰8次，待温度1575℃时取样，碳锰含量进内控线后温度1600℃吊包；（3）VD真空处理工序：VD座包后，各合金按目标值调入，根据内控成分加入金属锰1次，真空前Al：0.060%，真空度66.7MPa，真空保持时间15min；（4）连铸工序：钢水过热度控制在48℃吊包浇铸得到连铸坯，连铸坯经后续加工处理得到LNG船用高锰钢。本实施例LF炉精炼和VD真空处理加入金属锰的次数为9次，LF炉锰合金化过程中加入金属锰的量按锰的收得率为98%配加，LF炉精炼完成95%的锰合金化。本实施例生产的10mm厚高锰钢板：C：0.45%、Mn：22.6%、P：0.008%、S：0.002%；屈服强度437MPa，抗拉强度861MPa，延伸率A50为49%，-196℃低温冲击韧性AKV：150J。实施例2本实施例LNG船用高锰钢的冶炼方法包括初炼炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理及连铸工序，具体工艺步骤如下所述：（1）初炼炉初炼工序：生铁和铁水加入量60t，占初炼炉容量的比例为55%，出钢钢水P：0.0035%，大包温度1585℃；（2）LF炉精炼工序：LF炉座包后采用碳粉脱氧，控制C：0.20%，脱氧毕补加石灰3.35㎏/t钢，萤石0.40㎏/t钢，温度1580℃时喂入铝线3.5㎏/t钢，后续采用电石扩散脱氧，电石加入量1.5㎏/t钢；白渣且温度1580℃开始分批次间隔7min加入金属锰，每次加入金属锰2㎏/t钢，每次加锰合金化毕补加石灰0.9㎏/t钢，终点石灰加入总量13.6㎏/t钢，渣中Al2O3的含量为21%、FeO含量为10%，精炼结束留渣量980kg；LF炉精炼过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG船用高锰钢的冶炼方法，其特征在于，所述冶炼方法包括初炼炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理及连铸工序，具体工艺步骤如下所述：（1）初炼炉初炼工序：生铁和铁水加入量≥50t，占初炼炉容量的比例≥50%，出钢钢水P≤0.004%，大包温度≥1560℃；（2）LF炉精炼工序：LF炉座包后采用碳粉脱氧，控制C：0.17～0.22%，脱氧毕补加石灰3～3.5㎏/t钢，萤石0.3～0.5㎏/t钢，温度≥1580℃时喂入铝线3～5㎏/t钢，后续采用电石扩散脱氧，电石加入量1.5～2.0㎏/t钢，白渣且温度≥1580℃开始分批次间隔5～8min加入金属锰，每次加入金属锰1.5～2.5㎏/t钢，每次加锰合金化毕补加石灰0.5～1.0㎏/t钢，终点石灰加入总量≥13㎏/t钢，渣中Al2O3的含量为20～35%、FeO含量为10～15%，精炼结束留渣量950～1020kg，LF炉精炼过程吹氩搅拌；观察没有明显锰聚堆时取样，根据内控成分指标调整金属锰加入次数，待温度1560～1580℃时取样，碳锰含量进内控线后温度1580～1610℃吊包；（3）VD真空处理工序：VD座包后，各合金按目标值调入，根据内控成分调整加入金属锰次数，真空前Al≥0.05%，真空度≤66.7Pa，真空保持时间≥15min；（4）连铸工序：钢水过热度控制在45～50℃吊包浇铸得到连铸坯，连铸坯经后续加工处理得到LNG船用高锰钢。...

【技术特征摘要】
1.一种LNG船用高锰钢的冶炼方法，其特征在于，所述冶炼方法包括初炼炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理及连铸工序，具体工艺步骤如下所述：（1）初炼炉初炼工序：生铁和铁水加入量≥50t，占初炼炉容量的比例≥50%，出钢钢水P≤0.004%，大包温度≥1560℃；（2）LF炉精炼工序：LF炉座包后采用碳粉脱氧，控制C：0.17～0.22%，脱氧毕补加石灰3～3.5㎏/t钢，萤石0.3～0.5㎏/t钢，温度≥1580℃时喂入铝线3～5㎏/t钢，后续采用电石扩散脱氧，电石加入量1.5～2.0㎏/t钢，白渣且温度≥1580℃开始分批次间隔5～8min加入金属锰，每次加入金属锰1.5～2.5㎏/t钢，每次加锰合金化毕补加石灰0.5～1.0㎏/t钢，终点石灰加入总量≥13㎏/t钢，渣中Al2O3的含量为20～35%、FeO含量为10～15%，精炼结束留渣量950～1020kg，LF炉精炼过程吹氩搅拌；观察没有明显锰聚堆时取样，根据内控成分指标调整金属锰加入次数，待温度1560～1580℃时取样，碳锰含量进内控线后温度1580～1610℃吊包；（3）VD真空处理工序：VD座包后，各合金按目标值调入，根据内控成分调整加入金属锰次数，真空前Al≥0.05%，真空度≤66.7Pa，真空保持时间≥15min；（4）连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，李建朝，莫德敏，李杰，龙杰，庞辉勇，付东阳，董亚楠，王通，付振坡，袁平，赵燕青，杨浩，赵喜伟，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41