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。