[發明專利]一種控制球狀夾雜物冶煉超純凈鋼的工藝方法

在審

• 申請號: 201710031701.5
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106893795A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 翟萬里;鄭力寧;馬建超;印傳磊;張洪才;林鵬;許正周;許光樂;左輝;田春陽;馮兵
• 申請（專利權）人: 江蘇沙鋼集團淮鋼特鋼股份有限公司
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02;C21C5/35;C21C7/072;C21C7/10;C21C7/064;C21C7/06
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所32223
• 代理人: 謝觀素,馮曉昀

本發明公開了一種控制球狀夾雜物冶煉超純凈鋼的工藝方法，包括以下步驟：KR鐵水脫硫：采用KR攪拌脫硫，保證入爐前鐵水中的S≤20ppm；頂底復吹轉爐吹煉：使用規格100T頂底復吹轉爐冶煉，保證出鋼的C的質量百分比ω[C]≥0.10%；長時間爐外精煉：精煉時間在40～150min的范圍內，全程采用弱攪拌，攪拌氬氣流量在100～800NL/min的范圍內，控制精煉吊包Al的質量百分比ω[Al]在0.030%～0.050%的范圍內；RH長時間真空處理：RH處理的時間在25～40min的范圍內；軟吹后鋼水靜置。由本發明的方法可知，采用出鋼強脫氧迅速降低鋼水自由氧后再采取一系列手段去除鋼中夾雜物，適用于不同碳含量鋼種的生產。

技術領域

本發明涉及一種鋼鐵行業中的煉鋼工藝的領域，具體涉及一種控制球狀夾雜物冶煉超純凈鋼的工藝方法。

背景技術

鋼質工件疲勞破壞是失效的主要原因之一，而鋼中非金屬夾雜物常會成為疲勞裂紋的起源，相近尺寸的各類型夾雜按危害性大小可以排成點狀氧化物＞串狀氧化物＞條狀氧化物＞條狀硫化物的次序。球狀不變形夾雜尺寸愈大，對疲勞壽命危害愈大。GB/T 10561評級方法將鋼中超出13μm的單個球狀夾雜物單獨評級，按照尺寸大小評為0.5～3.0級。鋼中總氧量T.O與夾雜物尺寸、數量共同決定了鋼水潔凈度，盡量降低鋼中T.O、減小夾雜物尺寸與數量一直是生產高級別純凈鋼的主要方向。在煉鋼過程，脫氧精煉時存在著脫氧元素-鋼中溶解氧、鋼-渣、鋼液-夾雜物的反應與平衡，精煉過程頂渣成分控制對于鋼中夾雜物的數量、組成和形態具有重要影響。

目前國內球狀夾雜物控制工藝措施的研究主要集中在高碳鉻軸承鋼等少數高碳鋼上，且此類鋼種因初煉爐出鋼C含量較高，在鋼中T.O、球狀夾雜物控制方面具有明顯優勢，如專利CN104087719A公布的一種高碳軸承鋼的冶煉工藝，能將鋼中T.O控制在7ppm以下，并可有效控制D類球狀夾雜，但其控制工藝僅限于高碳軸承鋼。而目前普遍采用的潔凈鋼生產方法多關注于鋼水T.O控制，且控制水平不高，很少有對鋼中球狀夾雜物控制工藝的研究，如專利CN101525679公布了一種降低鋼水全氧含量的潔凈鋼生產方法，僅能保證鋼水T.O≤15ppm，而未能有效控制鋼中球狀夾雜物，Ds評級可達到1.0級。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提供一種控制球狀夾雜物冶煉超純凈鋼的工藝方法，采用出鋼強脫氧迅速降低鋼水自由氧后再采取一系列手段去除鋼中夾雜物，適用于不同碳含量鋼種的生產；采用超高堿度高氧化鋁精煉渣系，保證了爐渣良好的流動性與脫氧、吸附夾雜的能力，降低了化渣螢石用量，能快速脫氧并減輕了球狀夾雜物生成趨勢；保證了脫氧產物的上浮去除時間并避免因過長時間冶煉而產生的較多額外鋼水二次污染，提高鋼水純凈度；限定了具體攪拌氬氣流量，避免鋼水精煉過程過度二次氧化，減少額外氧源；采取較長的RH處理時間，盡可能的去除鋼中夾雜物，采用處理結束后軟吹與鋼水靜置相結合的方法，顯著提高夾雜物去除效率；經過高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼的生產實踐，鋼水純凈度可控制在如下水平：鋼中T.O≤8.0ppm，平均含量為6.0ppm；鋼中很少發現條串狀夾雜物氧化物，級別≤0.5級（尺寸＜20μm）；未發現超過10μm的球狀夾雜物，無Ds夾雜。

本發明所采取的技術方案是：

一種控制球狀夾雜物冶煉超純凈鋼的工藝方法，包括以下步驟：

1）KR鐵水脫硫：采用KR攪拌脫硫，保證入爐前鐵水中的S≤20ppm；

2）頂底復吹轉爐吹煉：使用規格100T頂底復吹轉爐冶煉，保證出鋼的C的質量百分比ω[C]≥0.10%；

3）長時間爐外精煉：精煉時間在40～150min的范圍內，全程采用弱攪拌，攪拌氬氣流量在100～800NL/min的范圍內，控制精煉吊包Al的質量百分比ω[Al]在0.030%～0.050%的范圍內；

4）RH長時間真空處理：RH處理的時間在25～40min的范圍內；