[發明專利]一種提高含Nb、Ti鋼潔凈度的方法

有效

• 申請號: 201310136225.5
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103215410A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 王志鵬;高圣勇;張宏艷;崔陽;田志紅;李一丁;李永林;曾智;王朝斌;周偉
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C7/06;C21C7/10;C21C7/00;B22D11/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及煉鋼精煉控制領域，尤其涉及一種減少含Nb、Ti鋼中非金屬夾雜物的方法。

背景技術

目前國內生產高級別管線鋼和高強鋼大多采取LF精煉+RH真空精煉的工藝，LF爐主要實現升溫和深脫硫，RH實現脫氣去夾雜，再結合全保護澆鑄工藝生產高品質的管線鋼和高強鋼。高強鋼和高級別管線鋼基本采取Nb、Ti強化提高性能，Nb和Ti均為易偏析元素，而且在高溫過程中可以與N結合生成NbN和TiN，NbN和TiN以獨立或與氧化物夾雜伴形態存在。過熱度較高、N含量較高、氧化物類夾雜較多的時候會在鑄坯芯部出現大量氧化物與氮化物復合的夾雜物，熱軋板表現為D類非金屬夾雜物評級偏高。

在煉鋼和精煉過程中通常通過低氧、低硫、造渣精煉、真空精煉、鈣處理、軟吹和全保護澆鑄等工藝控制鋼中非金屬夾雜物。對于Nb、Ti強化的鋼種Nb和Ti在高溫下可以與N結合形成TiN和NbN，通常氮化物夾雜較小，但氧化夾雜可以作為氮化物形成的核心，因此在鋼中氧化夾雜較多的時候氮化物會大量出現。

目前的冶煉工藝Nb在LF爐精煉前期加入，完成造渣脫硫和溫度調整后加入Ti。Nb和Ti的加入會不可避免的生成NbN和TiN，在LF爐處理過程中和剛結束的時候鋼中氧化物夾雜較多，在這個過程中生成的NbN和TiN會以氧化物夾雜為核心結合形成復合夾雜物，復合夾雜物形成后很難從鋼液中去除，會一直保留到鑄坯中最終造成熱軋板D類夾雜物評級偏高。本專利是在減少氧化物類夾雜、減少氮化物夾雜的同時優化Nb和Ti合金化工藝實現降低鋼中氧化物和氮化物夾雜的目的。

發明內容

本發明為解決現有含Nb、Ti生產工藝存在的上述不足，提供一種提高含Nb、Ti鋼潔凈度的工藝。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種提高含Nb、Ti鋼潔凈度的方法，包括以下步驟：

步驟a：將鐵水兌入頂底復吹轉爐吹煉，全程底吹氬氣，冶煉完成后出鋼，出鋼過程加入小粒白灰和螢石，出鋼后渣面加緩釋脫氧劑；

步驟b：將鋼水進行LF爐造渣精煉，完成造渣脫硫、鈣處理、Nb-Ti合金化、軟吹；

精煉后，控制鋼包定渣成分包括50～55％CaO，24～28%Al₂O₃，6～9％MgO，4～8%SiO₂，TFe+MnO≤1.0%；

步驟c：將精煉后的鋼水再次進行RH真空精煉和二次鈣處理，最后確保連鑄進行低過熱度全保護澆鑄。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步地，所述步驟a中小粒白灰和螢石加入量為8kg/噸鋼和2kg/噸鋼，緩釋脫氧劑金屬鋁含量為50%，其加入量為1kg/噸鋼。

進一步地，所述步驟b中鈣處理后鋼液中Ca含量15-30ppm，軟吹氬氣流量100-200NL/min，軟吹時間5-10min。

進一步地，所述步驟b中軟吹氬氣流量100-200NL/min，軟吹時間5-10min。

進一步地，所述步驟c中二次軟吹氬氣流量100-160NL/min，軟吹時間10-15min。

進一步地，所述步驟c中低過熱度為15-25℃中間包過熱度。

本發明在LF爐精煉完成脫硫和升溫后進行鈣處理和軟吹，然后加入Nb和Ti合金，然后軟吹促進合金熔化，隨后進行RH真空精煉和二次軟吹，最后連鑄低過熱度全保護澆鑄，可以實現氧化物類和氮化物夾雜物的穩定控制等。

具體實施方式

以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

本發明所采取的工藝路線為：‘轉爐冶煉→LF造渣精煉→RH真空精煉→全保護澆鑄’。

本發明的技術原理為：本發明通過低硫、低氧和鈣處理控制硫化物夾雜物，低氧、造渣精煉、鈣處理、軟吹等控制氧化物類夾雜物，低氧、低氮、后Nb-Ti合金化、低過熱度等控制氮化物夾雜物。轉爐出鋼鋁脫氧產生的氧化鋁夾雜物，細小呈簇狀分布在鋼水中，在高堿度頂渣和鈣處理的作用下逐漸向低熔點的鈣鋁酸鹽類夾雜物轉變，軟吹后可以有效減少氧化物類夾雜物的總量。在氧化物夾雜物減少后進行Nb-Ti合金化可以減少氮化物形成。RH真空精煉可以進一步脫氣去除夾雜物，較小的夾雜物也會聚集長大，隨后的二次軟吹可以去除這部分長大的夾雜物，進一步提高潔凈度。連鑄低過熱度澆鑄可以減弱易Nb和Ti的偏析，降低凝固過程夾雜物長大的趨勢。