[發明專利]一種提高鎂收得率的氧化物控制方法

有效

• 申請號: 201610178135.6
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105803156B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 周云;張宇;李小寶
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06;C21C7/10;C21C7/072;B22D1/00;B22D11/116
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技術領域

本發明屬于煉鋼生產技術領域，具體涉及一種煉鋼時添加鈦、鎂，提高鎂收得率的氧化物控制方法。

背景技術

目前，大熱輸入焊接用鋼板在船舶、建筑、壓力容器、管線、海洋平臺等多個領域得到了廣泛應用。據測算，采用大熱輸入焊接方法，焊接效率甚至可以提高5倍及以上，制造工時大幅減少，成本大幅下降。

氧化物冶金技術是制造大熱輸入焊接鋼板的有效方法，該方法重點要求氧化物保持在一定尺寸以下，利用細小的氧化物誘發晶內針狀鐵素體形核，間接細化原始奧氏體晶粒尺寸，從而獲得較高的焊接熱影響區低溫韌性。其中，小尺寸且彌散分布的Mg的氧化物粒子能夠充分保證氧化物冶金的效果，提高大熱輸入鋼板性能，而冶煉過程中的該類氧化物控制技術處于關鍵地位。

專利CN 102373371 A，CN 102191356 A，CN 102296147 A均采用在錠模底部添加Ni-Mg合金的方式加入Mg合金，僅適于小批量模鑄生產，生產效率低下，不適合工業化大批量連續澆鑄。

專利CN 103215507 A提出，在RH工位時順次加入Ti-Fe線、Al線、Ni-Mg線、Ca線進行脫氧及合金化。一方面，大量連續加入的脫氧合金使控制鋼液飛濺成為難題，另一方面，加入時機偏早，Mg合金燒損較多，收得率低，不能有效保證鋼板中Mg的含量。

專利CN 103938065 A采用向中間包喂線的方式復合添加Ti、Mg進行合金化。首先，該方法未提及喂線過程是否與澆注過程同時進行，若同時進行，中間包鋼水中Ti、Mg合金的均勻性難以保證，氧化物均勻性較差，若非同時進行，則該方法無法通過連續澆鑄來大量生產鋼板；其次，該方法采用Ti質量百分含量≥95％的合金絲及Mg-Y-Ni合金絲，成本偏高；最后，該方法同時添加兩種易氧化元素，要求煉鋼設備較復雜，不利于操作及控制鋼液飛濺，最終鎂的收得率僅為8-15％。

專利CN 103757178 A采用一種提高大熱輸入性能的煉鋼添加劑進行Ti、Mg復合合金化。該方法按照一定配比將原料混合，經真空冶煉爐熔煉并澆注成錠，隨后將鑄錠粉碎成合金粉末并制成包芯線。該方法操作過程繁瑣，成本較高，且未就添加合金的操作過程給予詳述。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高鎂收得率的氧化物控制方法，適用于現場轉爐或電爐初煉、鋼包精煉、連鑄流程，該方法在煉鋼時通過喂線的方式進行Ti、Mg合金化，能夠保證合金元素Mg的收得率穩定，且能夠在板坯中形成大量細小的Mg-Ti類型復合氧化物，保證氧化物冶金效果。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種提高鎂收得率的氧化物控制方法，LF精煉階段：出鋼時鋼液中自由氧范圍在20-30ppm；RH階段：凈循環時間5-10min，鋼液破空后過熱度為55-75℃，向鋼包中喂入Ti-Fe合金包芯線，隨后采用0.4-0.6MPa的壓力底吹氬氣軟攪拌鋼液，時間≥5min；連鑄階段：鋼包吊至回轉臺后，鋼包中鋼液的自由氧范圍在10-18ppm；鋼液過熱度為20-30℃，連鑄前向鋼包中喂入Ni-Mg合金包芯線，采用0.4MPa的壓力軟攪拌3min，隨后鋼包向中間包中注流。

進一步，所述的提高鎂收得率的氧化物控制方法中Ti-Fe合金包芯線喂線速度為4-6m/s，芯粉中Ti合金含量為25％；Ni-Mg合金包芯線喂線速度為7-10m/s，包芯線芯粉粒度為0.5-2.0mm，合金芯粉中含有重量比例2-18％的Mg合金。

1)LF精煉階段，經過脫氧控制保證鋼液自由氧含量為20-30ppm，保證鋼液的自由氧含量在10-18ppm。

2)RH精煉階段，經過5-10min的凈循環，脫去鋼液中的N₂，H₂等氣體，并促進大顆粒的夾雜物上浮，凈化鋼液。

3)RH精煉階段，控制鋼液破空后過熱度為55-75℃，保證鋼包進入回轉臺以后、連鑄之前鋼液溫度在20-30℃，同時避免溫度過高、電能浪費，Ti的收得率低，后續生產節奏難以調節等問題。

4)RH精煉階段，喂入Ti-Fe合金包芯線，合金元素Ti能夠與鋼液中的O、N結合生成細小的TiO_x和TiN粒子，達到部分氧化物冶金的效果。此外Ti和O的結合能力小于Mg和O的結合能力，鋼液中Ti和氧結合，預先爭奪鋼水中的部分氧，防止后續喂入Mg合金線時鋼液中氧含量過高，為含Mg氧化物的形成提供有利條件，減少合金元素Mg的燒損。