[發明專利]一種超低氧鋼的冶煉方法

有效

• 申請號: 200910063640.6
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101633974A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 陳子宏;劉振清;王建民;袁凡成;曹同友;萬雄;崔繼森;吳強;張顯忠;成燕
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 鐘 鋒

技術領域

本發明涉及鋼的冶煉方法，特別是超低氧鋼的冶煉方法。

背景技術

氧在鋼液中以兩種形態存在。一種是溶解氧也稱游離氧，一種是夾雜物形態存在的氧， 稱為化合氧。無論是溶解氧還是化合氧，它們對鋼與合金的性能都是極其有害的。溶解氧能 使加入的合金元素氧化，從而增加了元素的燒損，降低了合金收得率，而且氧化產物使鋼與 合金中的夾雜物數量增加，降低了鋼與合金的純凈度。另外溶解氧隨著溫度降低，由于溶解 度減少而析出，析出的氧與碳反應生成CO氣泡，導致鋼錠或鑄件內部形成氣孔和疏松，嚴重 時會造成廢品；析出的氧還能使鋼液中的鋁、硅、錳等元素氧化；凝固過程中，還可能形成 FeO與FeS的共晶，并沿晶界分布，這會造成鋼錠熱加工時的熱脆。凝固后氧主要以氧化物 或氧硫化物的夾雜物存在于鋼中。這些夾雜物的形態、數量、大小、分布情況及其本身的特 性都對鋼的加工性能和使用性能產生明顯的影響。

所以如何降低鋼液的含氧量就成為提高鋼材質量的關鍵。脫氧的目的就是要降低鋼中的 總含氧量，即降低鋼中的溶解氧和化合氧。

目前，鋼材脫氧方法大多采用鋁、鈣、錳、硅、鋇、稀土等元素作為脫氧劑，這些脫氧 劑的最終產物為金屬氧化物，只能降低溶解氧，不能降低鋼材中的總含氧量，因而不能從根 本上消除鋼材中氧造成的危害。另外，上述脫氧劑在降低氧含量的同時增加了夾雜物的含量， 容易污染鋼水，不利于冶煉超純凈鋼。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種超低氧鋼的冶煉方法，該方法制備的鋼的總含 氧量可在20ppm以下。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種超低氧鋼的冶煉方法，它包括以下步驟：

步驟(1)、將煉鋼原料和碳粒放入坩堝中，將坩堝置于真空爐中；碳粒的重量為：(0.75～ 1.0)*w[o]*煉鋼原料重量，w[o]為煉鋼原料中氧的重量濃度；

步驟(2)、在真空爐中冶煉的步驟；

步驟(3)、澆注，充入惰性氣體至大氣壓，取出錠模，脫錠成品；

步驟(2)具體為：

步驟(2.1)、在真空度1800-2200Pa下升溫至1650℃以上至煉鋼原料融化；

步驟(2.2)、將真空度控制在3000-5000Pa至鋼水不再沸騰；

步驟(2.3)、向鋼水加入合金元素，向真空爐中充入惰性氣體，將真空度控制在5000Pa 以上，保持10-20分鐘。

一種超低氧鋼的冶煉方法，它包括以下步驟：

步驟(1)、將煉鋼原料、合金元素和碳粒放入坩堝中，將坩堝置于真空爐中；碳粒的重 量為：(0.75～1.0)*w[o]*煉鋼原料重量，w[o]為煉鋼原料中氧的重量濃度；

步驟(2)、在真空爐中冶煉的步驟；

步驟(3)、澆注，充入惰性氣體至大氣壓，取出錠模，脫錠成品；

步驟(2)具體為：

步驟(2.1)、在真空度1800-2200Pa下升溫至1650℃以上至煉鋼原料融化；

步驟(2.2)、將真空度控制在3000-5000Pa至鋼水不再沸騰；

步驟(2.3)、向真空爐中充入惰性氣體，將真空度控制在5000Pa以上，保持10-20分 鐘。

上述方案中，所述碳粒為經過烘烤的碳粒，其烘烤溫度大于600℃，烘烤時間大于2小 時。

上述方案中，所述碳粒的粒度為5-20mm。

上述方案中，步驟(1)具體為：

將碳粒放入坩堝底部，將煉鋼原料放置在碳粒上方，將坩堝置于真空爐中。

上述方案中，所述碳粒的粒度為5-10mm。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、脫氧劑選擇：現有技術脫氧劑有鋁、鈣、錳、硅、鋇、稀土等元素，這些脫氧劑的最 終產物為金屬氧化物，在降低氧含量的同時增加了夾雜物的含量，一方面污染了鋼水不利于 冶煉超純凈鋼，另一方面脫氧產物如果不能全部除去對鋼水全氧含量并不能有效降低。

本發明利用碳氧反映脫氧，產物為CO或者CO₂均為氣體，在真空條件下極易揮發脫去， 使下述反應式不斷推進，從而促進脫氧反應的進行。

[C]+[O]→CO(g)↑