[發(fā)明專利]一種高硅低氧潔凈鋼的冶煉方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110282217.2
• 申請(qǐng)日: 2011-09-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102321785A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑋;周德光;王立峰;張慧峰;鄧素懷;呂迺冰;陳京生;孫齊松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號(hào): C21C7/06
• 分類號(hào): C21C7/06;C21C5/28
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種高硅低氧潔凈鋼的冶煉方法，主要針對(duì)對(duì)于疲勞性能要求較高的高硅潔凈鋼的生產(chǎn)。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外潔凈鋼生產(chǎn)工藝主要有兩種，一種是鋁強(qiáng)脫氧，一種采用硅錳弱脫氧。

為降低鋼中氧含量，一般采用Al強(qiáng)脫氧，但研究表明引起疲勞破壞的夾雜物往往是帶棱角的、尺寸超過(guò)20μm的富Al₂O₃的氧化物夾雜，另外采用Al脫氧在澆鑄過(guò)程中也容易出現(xiàn)水口堵塞現(xiàn)象，因此對(duì)于Al脫氧工藝促進(jìn)富Al₂O₃的氧化物夾雜上浮去除是主要難點(diǎn)。采用高堿度還原性精煉渣，可將鋼中夾雜物控制在CaO(MgO)-Al₂O₃-SiO₂相圖中的1400～1500℃區(qū)域，同時(shí)有利于吸附Al脫氧產(chǎn)物，但是高硅鋼Si含量高，很難獲得堿度在4以上的爐渣。

對(duì)于高Si鋼，目前國(guó)內(nèi)外多采用LF+RH雙精煉工藝生產(chǎn)低氧鋼，利用硅含量較高的特點(diǎn)采用SiMn脫氧，控制精煉渣堿度在1左右，鋼中Al、Ca含量≤5ppm，可以將鋼中的夾雜物控制在CaO(MgO)-Al₂O₃-SiO₂相圖中的1300～1350℃低熔點(diǎn)塑性區(qū)。采用該脫氧工藝，鋼中夾雜物細(xì)小(尺寸≤5μm，有些夾雜物尺寸為納米級(jí))、變形性能優(yōu)良，但夾雜物數(shù)量較多，全氧含量高，需通過(guò)較長(zhǎng)的精煉時(shí)間促進(jìn)脫氧產(chǎn)物上浮，不經(jīng)濟(jì)。

由此針對(duì)高硅鋼精煉過(guò)程難獲得較高的精煉渣堿度開(kāi)發(fā)了一種高硅低氧潔凈鋼的冶煉方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種高硅低氧潔凈鋼的冶煉方法，解決了現(xiàn)有潔凈鋼高硅鋼精煉過(guò)程堿度低不利于吸附夾雜的問(wèn)題。通過(guò)采用Al粒+電石渣面擴(kuò)散脫氧、禁止使用硅鐵粉或者碳化硅，實(shí)現(xiàn)提高精煉過(guò)程爐渣堿度并降低爐渣氧化性，有利于吸附鋁脫氧產(chǎn)物，提高鋼材潔凈度，可將鋼中T[O]控制在：6-10ppm。

本發(fā)明為降低鋼中的氧含量，首先通過(guò)控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量控制鋼水原始氧含量，要求根據(jù)鋼種成品成分盡量提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量，從而控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧活度＜300ppm；轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程控制下渣量，并采用鋁系脫氧劑、CaO系渣料進(jìn)行出鋼預(yù)精煉，盡早進(jìn)行脫氧、渣精煉；LF精煉過(guò)程采用專用合成渣、鋁釩土等原料造渣，調(diào)整LF爐渣堿度為4-6；采用Al粒和電石渣面擴(kuò)散脫氧，禁止使用硅鐵粉、碳化硅，控制渣中TFe+MnO≤1％，有利于保持爐渣堿度≥4；LF精煉結(jié)束后軟吹氬攪拌促進(jìn)小顆粒夾雜物上浮。具體步驟及關(guān)鍵控制點(diǎn)如下：

1、轉(zhuǎn)爐冶煉

轉(zhuǎn)爐采用終點(diǎn)高拉碳，根據(jù)鋼種成品成分盡量提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量，一般控制[C]：0.08％-0.30％，同時(shí)減少或者避免后吹，控制鋼液氧活度＜300ppm。

為控制鋼材的自由氧含量，轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程先采用Al脫氧，后進(jìn)行合金化；為縮短LF精煉周期、減輕精煉負(fù)擔(dān)，采用出鋼過(guò)程添加CaO系渣料提前造高堿度爐渣進(jìn)行預(yù)精煉，具體步驟及關(guān)鍵控制點(diǎn)如下：

(1)出鋼采用擋渣或者留鋼操作，對(duì)于下渣量較大的爐次可采用爐后扒渣，控制到LF精煉站的渣層厚度：20-70mm；

(2)轉(zhuǎn)爐出鋼1/5時(shí)添加渣料，加入量按3-6kg/t鋼；

(3)轉(zhuǎn)爐出鋼2/5時(shí)添加Al系脫氧劑脫氧，按到LF精煉站Alt：0.030-0.065％控制，最終控制鋼中氧活度為10ppm以下；然后合金化。

2、LF精煉

鋼包入LF精煉位后電極加熱，添加合成渣、鋁釩土、螢石造高堿度精煉渣，添加量按8-12kg/t鋼，螢石添加量按10-15kg/100kg石灰，鋁釩土的加入量以保證精煉渣中Al₂O₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到25-40％控制。

精煉過(guò)程渣面添加Al粒、電石渣面擴(kuò)散脫氧，避免添加硅鐵粉、碳化硅，保證爐渣具有較高的堿度，R：4-6，爐渣氧化性TFe+MnO質(zhì)量百分比例≤1％，Al粒+電石添加量為0.4-0.7kg/t鋼。

精煉結(jié)束喂硅鈣線進(jìn)行鈣處理，促進(jìn)脫氧產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c(diǎn)CaO-Al₂O₃-SiO₂系夾雜物，夾雜物熔點(diǎn)1400℃～1500℃。

精煉結(jié)束后鋼包底吹氬氣攪拌，流量為30～50NL/min，保持時(shí)間大于10min。

具體實(shí)施方式