[發明專利]一種超低碳加磷強化鋼的冶煉方法

在審

• 申請號: 202110641907.6
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113528747A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 徐少華;李志成;王與帥;韓浩田;王俊剛;張衛東;王進財;徐濤
• 申請（專利權）人: 包頭鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00;C21C7/06;C21C7/068;C21C7/072;C21C7/10;C22C33/04
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 穆云

1.一種超低碳加磷強化鋼的冶煉方法，其特征在于,包括如下步驟：

S1、LF爐控溫控氧降低熔渣氧化性

根據分配定律原理，鋼水在轉爐出鋼后，鋼中含氧量高低與鋼液頂部熔渣氧化性強弱成正比，通過轉爐出鋼后在LF爐加入部分鋁脫氧劑控制鋼水含氧量滿足RH工序脫碳要求，達到降低鋼水頂部熔渣氧化性的目的；同時LF爐作為緩沖環節銜接轉爐與RH爐生產環節，通過石墨電極通電加熱精確控制RH爐初始溫度，使RH爐溫度穩定可控，避免RH爐吹氧提溫影響鋼水質量；

S2、RH爐真空脫碳期環流氣控制

RH爐真空脫碳環節根據不同時期通過調節環流氣流量使RH爐快速達到深真空氛圍，加速鋼中碳氧傳質速度，脫氧后減少鋼渣反應凈化鋼液的目的；根據真空處理進程，細分為以下三個控制時期：

(1).快速壓降期：根據真空脫碳原理，鋼水在真空環境中鋼中碳氧平衡被打破，鋼中所含碳與氧的反應速率與真空室中真空度成反比；通過RH爐真空處理前期控制環流氣流量維持在120Nm3/h，減緩碳氧反應產生減少一氧化碳氣體速率以達到快速降低真空度，真空室內短時間內形成深真空氛圍；

(2).深脫碳期：在RH爐真空室深真空環境中，鋼液脫碳速率取決于鋼中碳與氧的傳質速度；在RH爐真空脫碳期，通過調高環流氣流量至180Nm³/h，加快鋼液循環速度，使鋼中碳與氧的傳質速率變快，在配合深真空環境碳氧反應所產生的氣體不斷被泵系統抽走，最終實現了RH爐快速冶煉超低碳類鋼水的目的；

(3).純脫氣期：在RH爐脫氧合金化后，大量脫氧產物在鋼液中產生，通過適當的降低環流氣流量至150Nm³/h，該階段夾雜物隨環流上浮被渣層吸附并渣化的過程中，脫氧后潔凈的鋼水與未脫氧的鋼液并未產生激烈的鋼渣反應，保護鋼水不受未脫氧鋼渣的二次氧化，達到潔凈鋼水的目的；

S3、RH爐合金加入順序控制

在鋼中碳含量要求≤20ppm的范圍內，超低碳加磷強化鋼與一般超低碳鋼相比合金加入量大，合金中微量的碳會造成鋼中的碳成分超過控制范圍，根據合金增碳量不同，采取脫氧前合金化與脫氧后合金化結合進行成分精確控制：

(1).因磷鐵合金增碳30ppm，將磷鐵在鋼液脫氧前加入鋼水與鋼中的碳通過S2步驟環流氣控制快速降至20ppm以下；

(2).鋼水脫氧后將易氧化及增碳量少的錳、硅、鈦、硼、稀土元素加入進行合金化。

2.根據權利要求1所述的超低碳加磷強化鋼的冶煉方法，其特征在于,所述步驟S2中，在LF爐工序末期降低頂渣氧化性并保證頂渣一定堿度可以加快脫氧產物上浮并渣化的速度，減少二次氧化，降低鋼水夾雜物含量。

3.根據權利要求1所述的超低碳加磷強化鋼的冶煉方法，其特征在于,通過環流氣控制工藝將鋼水中的碳含量降低至15ppm以下。

4.根據權利要求1所述的超低碳加磷強化鋼的冶煉方法，其特征在于,所述RH脫碳期為10-15min。

5.根據權利要求1所述的超低碳加磷強化鋼的冶煉方法，其特征在于,熔渣TFe含量為8～10％；CaO/Al2O3值約為1.6-2.0。

6.根據權利要求1所述的超低碳加磷強化鋼的冶煉方法，其特征在于,所述RH爐的就位氧含量為400～600ppm。

7.根據權利要求1所述的快速冶煉超低碳加磷強化鋼的方法，其特征在于，RH爐的就位溫度為1615～1630℃。

8.根據權利要求1所述的快速冶煉超低碳加磷強化鋼的方法，其特征在于，RH爐的低流量環流氣、中等流量環流氣、高流量環流氣分別對應環流氣提升鋼水速率為103t/min、110t/min、117t/min。

9.根據權利要求1所述的快速冶煉超低碳加磷強化鋼的方法，其特征在于，單一種類合金對鋼水總增碳量超過15ppm使用脫氧前合金化，單一種類合金對鋼水總增碳量低于15ppm使用脫氧后合金化。