一种促进RH脱碳的方法技术

一种促进RH脱碳的方法。在超低碳钢RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝或铝合金，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al

A method of promoting RH decarburization

【技术实现步骤摘要】
一种促进RH脱碳的方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种促进RH脱碳的方法。
技术介绍
近年来，超低碳钢以优良的韧性、加工性能和电磁性能等，被广泛应用于电器、电子设备、汽车、机械等制造行业。随着超低碳钢需求量快速增长以及对RH终点碳含量严格的控制要求，研究RH快速深脱碳有重要意义。诸多研究表明，钢液碳、氧的扩散速度和一氧化碳气泡形核对脱碳速率影响较大，尤其是低碳条件下，影响更为显著。根据实验和实际生产结果，降低真空度及抽真空速度、增加提升气体流量、增加钢液RH处理前钢液氧含量以及选择合适的浸渍管管径等可以提高脱碳速率、降低终点碳含量，但是这些手段需要对工艺参数、设备进行较大改动或对后续处理流程产生影响，操作难度较大。针对上述问题，需要开发一种能够促进RH脱碳且不改动工艺参数及设备、对后续工序影响小的方法。
技术实现思路
鉴于上述诸多困难，本专利技术公开一种促进RH脱碳的方法，所述方法在RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al2O3夹杂物，一氧化碳气泡以Al2O3夹杂物为异质形核核心生成，降低一氧化碳气泡形核难度，促进脱碳反应。该技术具有显著促进RH脱碳速率、不改动工艺参数及设备以及对后续工序影响小的优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种促进RH脱碳的方法，在RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝或铝合金，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al2O3夹杂物，生成的Al2O3夹杂物与钢液的润湿性差、润湿角大，成为RH脱碳反应生成一氧化碳气泡的异质形核核心，促进一氧化碳气泡形核，增大一氧化碳气泡在钢液中的形核深度，扩大RH真空槽中碳氧反应的反应层厚度，提升RH深脱碳能力。生成的一氧化碳气泡尺寸细小，捕捉夹杂物能力强，可显著促进夹杂物在气泡表面的聚集和长大，有利于先期生成的Al2O3夹杂物去除，不会对钢液造成污染。进一步地，所述方法具体为：在转炉出钢过程中向钢液加入铝及铝合金，或在RH处理前向钢液中加入铝及铝合金，或在RH处理前期从真空槽上方料仓向真空槽内钢液中加入铝及铝合金，加入的铝和钢液中溶解氧发生反应，在钢液中生成Al2O3夹杂物。进一步地，在转炉出钢过程中加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：0.225w[钢]≤w[Al]≤1.125w[钢]在RH处理前加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：0.1575w[钢]≤w[Al]≤0.9w[钢]RH真空处理前期从真空槽上方料仓向真空槽内钢液中加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：0.1125w[钢]≤w[Al]≤0.45w[钢]。进一步地，在RH脱碳前向钢液中加入铝或铝合金时，如RH脱碳开始时钢中氧质量浓度C[O]低于250×10-6+1.5C[C](C[C]为钢中碳质量浓度)，在RH脱碳初期利用顶枪向钢中吹入氧气，吹氧流量控制为小流量范围，具体流量为：小于等于180t的钢包，吹氧流量控制为600～1200m3/h；大于180t的钢包，吹氧流量大于等于1000～2000m3/h。RH流程吹氧总量Nm3控制为{350w[钢]×[(1.2～1.3)(1.4C[C]+250×10-6)-C[O]]}。进一步地，在RH精炼前期从真空槽上方料仓向真空槽内钢液中加入铝或铝合金时，如RH脱碳开始时钢中氧质量浓度C[O]低于250×10-6+1.5C[C]+0.00113w[Al]/w[钢]，在加入铝及铝合金的同时，采用顶枪大流量吹氧，促进大尺寸Al2O3夹杂物的形成，更有利于夹杂物成为一氧化碳气泡形核核心，具体吹氧流量为：小于等于180t的钢包，吹氧流量大于等于1200～2000m3/h；大于180t的钢包，吹氧流量大于等于2000～3500m3/h。大流量吹氧1min后，改用小流量吹氧，具体吹氧流量为：小于等于180t的钢包，吹氧流量控制为600～1200m3/h；大于180t的钢包，吹氧流量大于等于1000～2000m3/h。总吹氧总量控制为{350w[钢]×[(1.2～1.3)(1.4C[C]+250×10-6+0.00113w[Al]/w[钢])-C[O]]}。进一步地，在RH脱碳过程中，生成的Al2O3夹杂物成为碳氧反应生成一氧化碳气泡的异质形核核心，促进一氧化碳气泡的生成和脱碳反应，显著提高脱碳反应动力学常数，提升RH深脱碳能力，终点碳含量降低1～10×10-6。进一步地，生成的一氧化碳气泡尺寸细小，捕捉夹杂物能力强，可显著促进夹杂物在气泡表面的聚集和长大；同时RH脱碳期间，钢水搅拌能力强，Al2O3夹杂物去除效果好，两者均有利于先期生成的Al2O3夹杂物去除，不会对钢液造成污染。本专利技术的有益技术效果本专利技术在RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝或铝合金，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al2O3夹杂物，促进一氧化碳气泡形核，增大一氧化碳气泡在钢液中的形核深度，扩大RH真空槽中碳氧反应的反应层厚度，促进钢液脱碳。同时，生成的一氧化碳气泡尺寸细小，捕捉夹杂物能力强，可显著促进夹杂物在气泡表面的聚集和长大，有利于先期生成的Al2O3夹杂物去除，不会污染钢液。采用所述方法能够提高RH脱碳速率，终点碳含量降低1-10×10-6。附图说明图1是本专利技术促进RH脱碳的原理图。具体实施方式为了清晰阐述本专利技术的目的、技术方案及优点，以下结合实例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种促进RH脱碳的方法，所述方法在RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝或铝合金，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al2O3夹杂物，生成的Al2O3夹杂物与钢液的润湿性差、润湿角大，成为RH脱碳反应生成一氧化碳气泡的异质形核核心，促进一氧化碳气泡形核，增大一氧化碳气泡在钢液中的形核深度，扩大RH真空槽中碳氧反应的反应层厚度，提升RH深脱碳能力。在转炉出钢过程中加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：0.225w[钢]≤w[Al]≤1.125w[钢]在RH处理前加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：0.1575w[钢]≤w[Al]≤0.9w[钢]RH真空处理前期从真空槽上方料仓向真空槽内钢液中加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：0.1125w[钢]≤w[Al]≤0.45w[钢]为满足铝氧反应和碳氧反应所需钢液氧含量，在RH脱碳前向钢液中加入铝或铝合金时，如RH脱碳开始时钢中氧质量浓度C[O]低于250×10-6+1.5C[C](C[C]为钢中碳质量浓度)，在RH真空度下降至10000-5000Pa以下后，利用顶枪向钢中吹入氧气，吹氧流量控制为小流量范围，具体流量为：小于等于180t本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种促进RH脱碳的方法，在RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝或铝合金，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al

【技术特征摘要】
1.一种促进RH脱碳的方法，在RH脱碳前或脱碳过程中，向钢液中加入铝或铝合金，利用铝氧反应在钢液中形成弥散Al2O3夹杂物，生成的Al2O3夹杂物与钢液的润湿性差、润湿角大，成为RH脱碳反应生成一氧化碳气泡的异质形核核心，促进一氧化碳气泡形核，增大一氧化碳气泡在钢液中的形核深度，扩大RH真空槽中碳氧反应的反应层厚度，提升RH深脱碳能力。生成的一氧化碳气泡尺寸细小，捕捉夹杂物能力强，可显著促进夹杂物在气泡表面的聚集和长大，有利于先期生成的Al2O3夹杂物去除，不会对钢液造成污染。


2.根据权利要求1所述的促进RH脱碳的方法，其特征在于，在转炉出钢过程中向钢液加入铝及铝合金，或在RH处理前向钢液中加入铝及铝合金，或在RH处理前期从真空槽上方料仓向真空槽内钢液中加入铝及铝合金，加入的铝和钢液中溶解氧发生反应，在钢液中生成Al2O3夹杂物。


3.根据权利要求1所述的促进RH脱碳的方法，其特征在于，在转炉出钢过程中加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：
0.225w[钢]≤w[Al]≤1.125w[钢]
在RH处理前加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：
0.1575w[钢]≤w[Al]≤0.9w[钢]
RH真空处理前期从真空槽上方料仓向真空槽内钢液中加入铝或铝合金中的总铝量w[Al](kg)与钢液质量w[钢](t)的关系为：
0.1125w[钢]≤w[Al]≤0.45w[钢]。


4.根据权利要求1所述的促进RH脱碳的方法，其特征在于，在RH脱碳前向钢液中加入铝或铝合金时，如RH脱碳开始时钢中氧质量浓度C[O]低于250×...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，张杰，何杨，袁保辉，雷铭宇，闫柏军，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11