一种超高洁净含硫含铝钢的冶炼方法
文献发布时间:2023-06-19 19:27:02
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域,尤其是涉及一种超高洁净含硫含铝钢的冶炼方法。
背景技术
以齿轮钢为代表的含硫含铝钢,其洁净度对产品疲劳寿命影响极大,其中大尺寸夹杂物的控制尤为重要,钢中夹杂物控制的尺寸越小,越容易获得高寿命的齿轮钢。因此,如何实现超高洁净度含硫含铝钢的冶炼,成为冶炼行业的重点问题。经检索,国内外许多人在含硫含铝夹杂物尺寸方面进行了诸多研究,但均与本专利存在许多差异。
文献“提高含硫含铝齿轮钢钢液洁净度的实践探讨”,指出在钢铁生产中,含硫含铝齿轮钢钢液的洁净度是重点的关注话题。基于此,对现有齿轮钢生产流程进行研究,提出电炉终点控制、出钢脱氧、变流量底吹氩等改进技术并加以应用,有效提升了齿轮钢钢液的洁净度。重点在于控制转炉出钢C-O积,以减少总体氧化物夹杂数量,另一方面在于控制精炼操作,以此提高洁净度。
文献“含硫齿轮钢中CA和CaS的形成机理与控制”,指出针对含硫钢中的CaS类夹杂物易造成水口堵塞问题,对20CrMnTiS钢中存在的钙铝酸盐夹杂物及CaS的生成条件分别进行了热力学和动力学分析。结果表明:在1600℃下进行钙处理,当钢中[Al]s为0.02%时,需将Ca控制在0.003 9%~0.010%;鉴于Al2O3夹杂物的变性动力学分析,钙处理前钢中的Al
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术中如何减少含硫含铝钢中的夹杂物的问题,提供一种超高洁净含硫含铝钢的冶炼方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种超高洁净含硫含铝钢的冶炼方法,将含硫含铝钢采用BOF-LF-RH-CC工艺进行冶炼,包括以下步骤:
(1)转炉采用吹炼方法,转炉出钢先加铝进行脱氧,随后加合金进行合金化,合金加入后再加入石灰、精炼渣料进行造渣;
(2)LF过程加入脱氧剂进行脱氧,精炼结束钢液S含量脱至≤40ppm;
RH精炼吊包前采用硫铁或硫铁线将S控制为60-150ppm;
(3)RH真空过程不加任何合金和渣料,RH真空度≤67pa,RH高真空时间≥20min;RH结束后按照钢种S含量要求将S控制至目标S含量;
(4)连铸过程采用全程保护浇铸。
进一步包括含硫含铝钢的成分要求为:S:0.010%~0.050%%、Al:0.010%~0.10%。
进一步包括步骤(2)中精炼结束钢液S含量脱至≤40ppm的要求为保证炉渣中(TFe+MnO+Cr
本发明的有益效果是:本发明提供的一种超高洁净含硫含铝钢的冶炼方法,通过在精炼吊包前,控制钢液中的硫元素含量从而控制夹杂物的生成,既能够促进钢液循环夹杂物的去除,又不至于过多增加钢中CaS夹杂物的生成。
具体实施方式
一种超高洁净含硫含铝钢的冶炼方法,将含硫含铝钢采用BOF-LF-RH-CC工艺进行冶炼,包括以下步骤:
(1)转炉采用吹炼方法,转炉出钢先加铝进行脱氧,随后加合金进行合金化,合金加入后再加入石灰、精炼渣料进行造渣;
(2)LF过程加入脱氧剂进行脱氧,精炼结束钢液S含量脱至≤40ppm,LF精炼时,需将钢水S含量脱至≤40ppm,渣中弱氧化物含量≤1.50%,实现深度脱氧脱硫,在LF结束时再按照目标60-150ppm硫含量加入硫铁或喂入硫铁线,然后借助S作为表面活性元素,在界面存在浓度梯度,提高RH过程钢水高效化去除大尺寸夹杂物的能力;
RH精炼吊包前采用硫铁或硫铁线将S控制为60-150ppm;
(3)RH真空过程不加任何合金和渣料,RH过程不加入硫合金可有效减少硫化钙夹杂物的生成,RH结束后按照目标S含量调整至满足要求,最终实现含硫含铝钢中最大DS夹杂物不超过20μm的目的,RH真空度≤67pa,RH高真空时间≥20min;RH结束后按照钢种S含量要求将S控制至目标S含量;
(4)连铸过程采用全程保护浇铸。
含硫含铝钢的成分要求为:S:0.010%~0.050%%、Al:0.010%~0.10%。
步骤(2)中精炼结束钢液S含量脱至≤40ppm的要求为保证炉渣中(TFe+MnO+Cr
由于LF精炼过程通常不便于测定钢液总氧含量,但钢液实现脱硫的热力学条件便是钢液需先脱氧,因此钢液硫含量越低也就意味着钢中总氧含量越;另一方面,根据渣钢平衡可知,钢渣中弱氧化(TFe+MnO+Cr
采用130吨转炉、130吨精炼炉、130吨RH炉、连铸机生产齿轮钢SCr420H钢。钢材成分要求为:C:0.17-0.23%、Si:0.15-0.35%、Mn:0.55-0.95%、S:0.01-0.03%、Cr:0.85-1.25%、Al:≥0.024%。
实施例1:
顶底复吹转炉,采用常规吹炼方法,终点C控制在0.086%,转炉出钢时先加130kg铝饼、345kg低铝低钛硅铁等,然后加入石灰、精炼渣料。
LF采用Al粒、碳化硅脱氧,调整钢液成分,LF最后取样S含量控制为0.004%。吊包至RH前加入硫铁线,RH进站取样检测S含量为0.009%,RH真空度控制35Pa,RH高真空时间为26min,RH破空后补喂硫铁线至钢液硫含量0.017%。
LF结束炉渣中弱氧化物含量及碱度见下表(各成分单位:wt%):
轧材成品检测,取样数量6个,检测最大夹杂物尺寸15μm。
实施例2:
顶底复吹转炉,采用常规吹炼方法,终点C控制在0.072%,转炉出钢时先加130kg铝饼、345kg低铝低钛硅铁等,然后加入石灰、精炼渣料。
LF采用Al粒、碳化硅脱氧,调整钢液成分,LF最后取样S含量控制为0.003%。吊包至RH前加入硫铁线,RH进站取样检测S含量为0.01%,RH真空度控制28Pa,RH高真空时间为23min,RH破空后补喂硫铁线至钢液硫含量0.018%。
LF结束炉渣中弱氧化物含量及碱度见下表(各成分单位:wt%):
轧材成品检测,取样数量6个,检测最大夹杂物尺寸17μm。
对比例1
顶底复吹转炉,采用常规吹炼方法,终点C控制在0.069%,转炉出钢时先加130kg铝饼、345kg低铝低钛硅铁等,然后加入石灰、精炼渣料。
LF采用Al粒、碳化硅脱氧,调整钢液成分,LF过程氩气调小,采取保硫操作,LF最后取样S含量控制为0.013%,吊包至RH前加入硫铁线,RH进站取样检测S含量为0.021%,RH真空度控制34Pa,RH高真空时间为26min,RH破空后S含量0.017,不用补喂硫铁线。
LF结束炉渣中弱氧化物含量及碱度见下表(各成分单位:wt%):
轧材成品检测,取样数量6个,检测最大夹杂物尺寸92μm。
对比例2
顶底复吹转炉,采用常规吹炼方法,终点C控制在0.083%,转炉出钢时先加130kg铝饼、345kg低铝低钛硅铁等,然后加入石灰、精炼渣料。
LF采用Al粒、碳化硅脱氧,调整钢液成分,LF最后取样S含量控制为0.004%。吊包至RH前加入硫铁线,RH进站取样检测S含量为0.022%,RH真空度控制38Pa,RH高真空时间为21min,RH破空后S含量0.017%,不用补喂硫铁线。
LF结束炉渣中弱氧化物含量及碱度见下表(各成分单位:wt%):
轧材成品检测,取样数量6个,检测最大夹杂物尺寸101μm。
对比例3
顶底复吹转炉,采用常规吹炼方法,终点C控制在0.049%,转炉出钢时先加130kg铝饼、345kg低铝低钛硅铁等,然后加入石灰、精炼渣料。
LF采用Al粒、碳化硅脱氧,调整钢液成分,LF最后取样S含量控制为0.004%,吊包至RH前加入硫铁线,RH进站取样检测S含量为0.009%,RH真空度控制28Pa,RH高真空时间为5min,RH破空后补喂硫铁线至钢液硫含量0.016%。
LF结束炉渣中弱氧化物含量及碱度见下表(各成分单位:wt%):
轧材成品检测,取样数量6个,检测最大夹杂物尺寸67μm。
对比例4:
顶底复吹转炉,采用常规吹炼方法,终点C控制在0.063%,转炉出钢时先加130kg铝饼、345kg低铝低钛硅铁等,然后加入石灰、精炼渣料。
LF采用Al粒、碳化硅脱氧,调整钢液成分,LF最后取样S含量控制为0.003%。吊包至RH前不加硫合金,RH进站取样检测S含量为0.003%。RH真空度控制39Pa,RH高真空时间为28min,RH破空后补喂硫铁线至钢液硫含量0.014%。
LF结束炉渣中弱氧化物含量及碱度见下表(各成分单位:wt%):
轧材成品检测,取样数量6个,检测最大夹杂物尺寸49μm。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
- 含硫含铝钢的炼钢方法
- 一种高洁净度含硫含铝钢的冶炼方法
- 控制钢水洁净度的方法、含硫含铝钢浇注过程防止水口结瘤的冶炼控制方法