一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法技术

本发明专利技术提供了一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，涉及冶金技术领域，能够通过采用电弧炉初炼及炉外精炼（VD、LF）冶炼工艺，并通过改变在该冶炼工艺的不同阶段添加铝的含量来实现减小钢中夹杂物的尺寸及减少钢中夹杂物和氧的含量的目的。该方法包括S1、电弧炉初炼；S2、第一次真空熔炼；S3、LF炉精炼；S4、第二次真空熔炼；S5、模铸。本发明专利技术实施例提供的技术方案适用钢冶炼的过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法。
技术介绍
钢中的非金属夹杂物的存在是影响钢性能的重要因素，有时甚至是决定性因素。夹杂物的大小和分布直接影响了钢制品的疲劳寿命、塑性、延性、耐腐蚀性能、加工性能、切削、断裂韧性等性能。目前炼钢工艺炼制的钢中夹杂物的尺寸多在大几um，且数量多。钢中夹杂物与奥氏体基体热膨胀系数差异导致的热应力和应变能的研究结果表明，夹杂物的形状及尺寸对承受载荷钢件的可靠性和力学性能有很重要的影响。钢构件在循环应力作用下，裂纹首先在夹杂物或者其它缺陷处萌生及扩展，且疲劳裂纹在大夹杂物附近发生的可能性最大。因此，对于高质量的铸钢产品而言，控制钢中的夹杂物形态、尺寸、分布成为一个极其重要的指标。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，以解决目前钢铸件内部夹杂物尺寸较大、数量较多，纯净度不高，偏析严重的问题。一方面，本专利技术实施例提供一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，所述方法包括：S1、电弧炉初炼；S2、第一次真空熔炼；S3、LF炉精炼；S4、第二次真空熔炼；S5、模铸。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S1具体为：在固体料温度≥950℃时进行吹氧助熔，出钢过程加入铝材脱氧。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2的具体内容为在真空条件下使碳与氧的反应形成CO以减少金属液中的夹杂物；碳与氧反应的环境具体为：真空度为50pa~100pa,温度为1540℃-1560℃，反应时间为20min-30min。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，用于进行所述S2中第一次真空熔炼的钢水在出钢后大包温度≥1600℃。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3具体内容包括：在温度1550℃-1600℃时喂铝，且喂铝量为450g/t-510g/t。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3具体内容还包括喂铝前利用白灰萤石造白渣埋弧。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3具体内容还包括喂铝后添加电解锰进行脱氧和脱硫，并在温度≥1650℃时加入炼钢原材合金。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，喂铝后精炼时间35min以上，其中白渣保持时间为25min以上。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4具体内容包括在真空熔炼过程中加铝。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4加铝前在真空度≤60pa条件下保持15min-30min，加铝后在真空度15pa-40pa条件下保持5min-10min；加铝量为90g/t。本专利技术实施例提供了一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，采用电弧炉初炼及炉外精炼（VD、LF）结合的冶炼工艺，通过浓度积理论在不同阶段添加铝的含量实现减少钢锭中氧的含量，同时减少夹杂物的数量，减少夹杂物的尺寸，改善夹杂物的分布，减轻偏析；安全性高，可操作性强，适用于各种材质的钢锭、铸件、铸坯的制造，生产的钢锭、铸件、铸坯具有夹杂物少、金属液纯净、高质量的特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术提供的低氧高纯净钢的大生产冶炼方法的流程图；图2是使用本专利技术提供的冶炼方法炼制的钢锭中夹杂物的形貌图；图3是使用本专利技术提供的冶炼方法炼制的钢锭铸坯铸态的金相组织图；图4是使用本专利技术提供的冶炼方法炼制的100t钢锭中夹杂物统计分布图（按尺寸统计）。具体实施方式为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。应当理解，尽管在本专利技术实施例中可能采用术语第一、第二来描述XXX，但这些文件不应限于这些术语。这些术语仅用来将文件彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一文件也可以被称为第二文件，类似地，第二文件也可以被称为第一文件。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。本专利技术实施例提供了一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，适用于钢冶炼的过程中，有效减少钢锭、铸坯等钢件内部夹杂物的数量，提高金属液的纯净度，减轻钢锭中偏析。根据浓度积理论，采用电弧炉初炼及炉外精炼（VD、LF）冶炼工艺，并通过改变在该冶炼工艺的不同阶段添加铝的含量来实现减小钢中夹杂物的尺寸及减少钢中夹杂物和氧的含量的目的。图1是本专利技术提供的低氧高纯净钢的大生产冶炼方法的流程图。如图1所示，本专利技术的炼钢生产工艺包括：电弧炉初炼、第一次真空熔炼、LF炉精炼、第二次真空熔炼（喂铝）。所述低氧高纯净钢的大生产冶炼方法的具体步骤包括：S1、电弧炉初炼保证固体料≥950℃时进行吹氧助熔，出钢过程加入铝粒脱氧。吹氧助熔的温度可以是950℃、960℃、970℃、980℃、990℃、1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃、1600℃和1650℃等温度。S2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，其特征在于，所述方法步骤包括：S1、电弧炉初炼；S2、第一次真空熔炼；S3、LF炉精炼；S4、第二次真空熔炼；S5、模铸。

【技术特征摘要】
1.一种低氧高纯净钢的大生产冶炼方法，其特征在于，所述方法步骤包括：S1、电弧炉初炼；S2、第一次真空熔炼；S3、LF炉精炼；S4、第二次真空熔炼；S5、模铸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1具体为：在固体料温度≥950℃时进行吹氧助熔，出钢过程加入铝材脱氧。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2的具体内容为在真空条件下使碳与氧的反应形成CO以减少金属液中的夹杂物；碳与氧反应的环境具体为：真空度为50pa~100pa,温度为1540℃-1560℃，反应时间为20min-30min。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，用于进行所述S2中第一次真空熔炼的钢水在出钢后大包温度≥1600℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3具体内容包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王自东，王磊，陈晓华，石荣建，杨兴海，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11