一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法技术

本发明专利技术涉及一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法，钢水中碳钛氮三种元素按质量百分比计：碳0.4％～0.5％，钛0.5％～1.45％，氮≤0.003％，整个初熔阶段在真空条件下进行，将工业纯铁、铝粒、硅铁装入真空感应炉中，抽真空，加热炉料；加入高碳锰铁精炼；向炉内充入氩气，升温破膜，加海绵钛，全熔后在1550～1600℃温度下保持3～6min；出钢温度在1500～1520℃，带电浇注。优点是：采用本发明专利技术方法最终钢水中C含量为0.4％～0.5％，N含量小于0.003％；合金化阶段充入氩气可有效避免Ti的挥发，最终钢水中Ti含量稳定控制在0.5％～1.45％。1.45％。

【技术实现步骤摘要】
一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法


[0001]本专利技术涉及一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法。

技术介绍

[0002]Ti在钢中是一种良好的脱氧去气剂和固定N、C的有效元素。Ti在钢中的应用主要以微合金化方式为主，在钢中加入一定量的Ti可实现细化钢的组织、提高钢的强度、改善钢的塑性和冲击韧性等作用。高钛钢(Ti含量为0.5％)由于析出TiC，具有高强度、高韧性、高耐磨性等特点，具有广泛的应用前景。但是钢中的Ti会与N、C反应生成TiN、TiC，会在钢中形成颗粒较大且具有棱角的夹杂，影响高钛钢的表面质量。
[0003]中试生产中经常以真空感应炉作为主要冶炼设备，由于Ti具有强氧化性，因此真空冶炼高钛钢时，综合控制Ti、N、C是个难点。现有技术仅存在针对Ti的控制办法，且Ti含量较低。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法，能够精确控制化学成分的同时综合控制Ti、N、C三种元素，使成品钢中Ti含量为0.5％～1.45％，N含量为不大于0.003％，C含量为0.4％～0.5％。
[0005]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法，钢水中碳钛氮三种元素按质量百分比计：碳0.4％～0.5％，钛0.5％～1.45％，氮≤0.003％，包括以下步骤：
[0007]1)初熔阶段
[0008]整个初熔阶段需在真空条件下进行，将工业纯铁、铝粒、硅铁按质量比纯铁：铝粒：硅铁＝(95～99)：(0.1～0.2)：(1～2)装入真空感应炉中，抽真空8～12min，当炉内压强不大于10Pa时，加热炉料，熔化速率为3.6～5.4kg/min；
[0009]2)精炼阶段
[0010]初熔结束后，精炼温度为1550～1650℃，精炼时间为18～22min，精炼真空度为2～5Pa，使钢水中的氮含量小于0.003％，加入高碳锰铁，精准控制碳含量在0.4％～0.5％；
[0011]3)合金化阶段
[0012]精炼结束后，停止抽真空，向炉内充入氩气，使炉内的压强≥1064Pa；
[0013]充入氩气后升温破膜，加入5～15kg/吨钢海绵钛，全熔后在1550～1600℃温度下保持3～6min；
[0014]4)浇注阶段
[0015]出钢温度在1500～1520℃，带电浇注。
[0016]所述的纯铁中按质量百分比计：Fe≥99.9％，C≤0.003％，余量为不可避免的杂质。
[0017]所述的硅铁中按质量百分比计：Si≥99.9％，余量为Fe。
[0018]所述的铝粒中按质量百分比计：Al≥98％，余量为C。
[0019]所述的高碳锰铁中按质量百分比计：C：7％～9％，Mn：69％～82％，Fe：10％～21％，N≤0.0056％。
[0020]所述的海绵钛中按质量百分比计：Ti≥99.9％，余量为Fe。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]采用本专利技术方法最终钢水中C含量为0.4％～0.5％，N含量小于0.003％；合金化阶段充入氩气可有效避免Ti的挥发，最终钢水中Ti含量稳定控制在0.5％～1.45％。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。
[0024]实施例1：
[0025]采用200kg真空感应炉，生产150kg钢锭，包括以下步骤：
[0026]1)初熔阶段
[0027]整个初熔阶段需在真空条件下进行，将清洁干燥的150kg工业纯铁、0.1kg铝粒、2.2kg硅铁装入真空感应炉中，关闭炉盖，抽真空10min，当炉内压强为10Pa时，开始送电加热炉料，熔化速率为4.5kg/min。
[0028]2)精炼阶段
[0029]初熔结束后，精炼温度为1600℃，精炼时间为20min，精炼真空度为2Pa，使钢水中的氮含量为0.003％，加入9kg高碳锰铁，精准控制碳含量为0.42％。
[0030]3)合金化阶段
[0031]精炼结束后停电结膜进入合金化阶段，关闭真空泵，停止抽真空，向炉内充入氩气，充入的氩气压强为1200Pa。充入氩气后升温破膜，加入1kg海绵钛，全熔后在1550℃温度下保持4min。
[0032]4)浇注阶段
[0033]合金化后取样分析钢水化学成分，待成分满足要求后，测温并保证出钢温度在1500℃时带电浇注。
[0034]浇注完成后，取样分析检测铸锭成分含量，如表4所示。
[0035]实施例2：
[0036]采用200kg真空感应炉，生产180kg钢锭，包括以下步骤：
[0037]1)初熔阶段
[0038]整个初熔阶段需在真空条件下进行，将清洁干燥的180kg工业纯铁、0.12kg铝粒、3.1kg硅铁装入真空感应炉中，关闭炉盖，抽真空11min，当炉内压强为8Pa时，开始送电加热炉料，熔化速率为4.8kg/min。
[0039]2)精炼阶段
[0040]初熔结束后，精炼温度为1620℃，精炼时间为21min，精炼真空度为2Pa，使钢水中的氮含量为0.0025％，加入11kg高碳锰铁，精准控制碳含量为0.45％。
[0041]3)合金化阶段
[0042]精炼结束后停电结膜进入合金化阶段，关闭真空泵，停止抽真空，向炉内充入氩
气，充入的氩气压强为1500Pa。充入氩气后升温破膜，加入1.2kg海绵钛，全熔后在1580℃温度下保持3min。
[0043]4)浇注阶段
[0044]合金化后取样分析钢水化学成分，待成分满足要求后，测温并保证出钢温度在1510℃时带电浇注。
[0045]浇注完成后，取样分析检测铸锭成分含量，如表4所示。
[0046]实施例3：
[0047]采用200kg真空感应炉，生产130kg钢锭，包括以下步骤：
[0048]1)初熔阶段
[0049]整个初熔阶段需在真空条件下进行，将清洁干燥的130kg工业纯铁、0.07kg铝粒、1.9kg硅铁装入真空感应炉中，关闭炉盖，抽真空8min，当炉内压强为9Pa时，开始送电加热炉料，熔化速率为3.9kg/min。
[0050]2)精炼阶段
[0051]初熔结束后，精炼温度为1580℃，精炼时间为22min，精炼真空度为2Pa，使钢水中的氮含量为0.003％，加入8kg高碳锰铁，精准控制碳含量为0.43％。
[0052]3)合金化阶段
[0053]精炼结束后停电结膜进入合金化阶段，关闭真空泵，停止抽真空，向炉内充入氩气，充入的氩气压强为1150Pa。充入氩气后升温破膜，加入0.8kg海绵钛，全熔后在1560℃温度下保持5min。
[0054]4)浇注阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法，其特征在于，钢水中碳钛氮三种元素按质量百分比计：碳0.4％～0.5％，钛0.5％～1.45％，氮≤0.003％，包括以下步骤：1)初熔阶段整个初熔阶段需在真空条件下进行，将工业纯铁、铝粒、硅铁按质量比纯铁：铝粒：硅铁＝(95～99)：(0.1～0.2)：(1～2)装入真空感应炉中，抽真空8～12min，当炉内压强不大于10Pa时，加热炉料，熔化速率为3.6～5.4kg/min；2)精炼阶段初熔结束后，精炼温度为1550～1650℃，精炼时间为18～22min，精炼真空度为2～5Pa，使钢水中的氮含量小于0.003％，加入高碳锰铁，精准控制碳含量在0.4％～0.5％；3)合金化阶段精炼结束后，停止抽真空，向炉内充入氩气，使炉内的压强≥1064Pa；充入氩气后升温破膜，加入5～15kg/吨钢海绵钛，全熔后在1550～1600℃温度下保持3～6min；4)浇注阶段出钢温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓雷，苗信成，杨骥，魏崇一，方恩俊，刘博，陈晨，田永久，沈明钢，艾新港，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：