一种高锰钢洁净度控制的方法技术

本发明专利技术公开了一种高锰钢洁净度控制的方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明专利技术适用于管线钢、重轨钢等对钢水洁净度要求较高的高锰钢洁净度控制，采用的工艺流程为铁水预处理

【技术实现步骤摘要】
一种高锰钢洁净度控制的方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶炼
‑
精炼
，具体涉及一种高锰钢洁净度控制的方法。

技术介绍

[0002]国内外学者对于提高管线钢、钢轨钢等高锰钢钢水洁净度进行了大量的研究，尤其是对于A类夹杂物的控制，研究最多的为采用钙处理或者镁处理技术对夹杂物进行改性。由于钙处理和镁处理过程钢水反应剧烈，不但产生大量烟尘对环境污染较大，且由于钙和镁的蒸气压较低，反应过程钙、镁的收得率不稳定，导致处理后往往达不到理想效果。为此，有研究者又提出了碲处理或者锆、La等稀土处理技术，同样由于处理过程不能稳定控制，且稀土形成的氧化物易堵塞水口，故这些技术目前在高锰钢的应用，尤其是重轨钢等硅脱氧钢的工业生产中很难被广泛应用。
[0003]公开号CN110042202B，公开了一种RH精炼炉真空过程钙处理方法，该方法通过在RH真空精炼炉真空循环处理过程，利用RH合金料仓向真空室内循环的钢水中加入含钙合金进行夹杂物改性。该方法从真空料仓加入合金，虽然能降低钙与氧的反应性，但真空条件下，钙更容易汽化，真空室内同样反应剧烈，故存在安全隐患以及钙收得率低且不稳定的问题。
[0004]公开号CN107699659A，公开了一种重轨钢硫化物夹杂的变性方法，该方法通过在RH精炼过程向钢水中加入TiO2的方法，对MnS夹杂物进行变性处理。
[0005]该技术存在的问题为，加入到钢中的TiO2在精炼
‑
连铸过程中，易与钢包渣、中包渣或者结晶器保护渣的CaO发生反应生成高熔点钙钛矿，造成水口堵塞或者结晶器渣况恶化等问题。故，该技术不适用于规模化工业应用。
[0006]公开号CN114058784A，公开了“用于钢轨生产的含镁复合包芯线、钢轨及其生产方法”。该包芯线由芯粉和低碳钢组成，其芯粉成分为：Mg5％～20％、Si25％～35％，碳酸钙5％～15％，其余为Fe和不可避免的杂质；该包芯线在RH处理结束时，向钢水中喂入2～6m/吨钢。该技术与传统钙处理喂线技术类似，均存在喂线过程钢水反应剧烈，生产现场烟尘大，环境污染严重，以及镁收得率不稳定等问题。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术针对高锰钢夹杂物评级较高，钢质洁净度较差的问题，结合管线钢、重轨钢等高锰钢成分及生产工艺特点，提供了一种高锰钢洁净度控制的方法。该方法在转炉出钢以及LF精炼工序完成脱氧合金化，并将钢中C、Si、Mn控制在成品要求范围。RH处理工序在真空度小于100pa先处理3～5min，确保钢中大于3μm夹杂物全部去除以及氢、氮、氧等气体的充分脱除，其中氢＜1
×
10
‑6，氧活度＜10
×
10
‑6，此时钢水纯净度控制在一个较高水平。再通过真空料仓加入一种夹杂物改性剂。熔化时由于铝等元素在钢液中局部浓度富集，根据热力学平衡，铝、硅、锰均会不同程度与钢液中的氧反应，由于钢中氧活度很低，生成的Al2O3等夹杂物为小于1μm的微型夹杂物，这些夹杂物与钢中的MnO
‑
SiO2、CaO
‑
SiO2等夹杂物反应，生成微型的低熔点的CaO
‑
SiO2‑
Al2O3系夹杂物，这些夹杂物尺寸小，表面张力低，均匀分布在钢中，在连铸过程为MnS夹杂物的析出提供大量形核质点，可有效诱导钢中MnS夹杂物的析出，降低长条状MnS夹杂物析出概率。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]一种高锰钢洁净度控制的方法，
[0010]包括铁水预处理
‑
转炉工序
‑
LF工序
‑
RH工序
‑
连铸工序的工艺流程；所述转炉工序和LF工序完成脱氧合金化，实现钢中硫、锰、硅等主要元素的有效控制，所述RH工序加入夹杂物改性剂并通过控制RH工序处理工艺参数，有效控制钢中夹杂物的种类、数量以及尺寸，同时为所述连铸工序中钢水凝固过程MnS夹杂物的析出提供大量有效的形核质点；
[0011]所述夹杂物改性剂包括Al：11wt％～19wt％、Si：11wt％～29wt％、Mn：11wt％～19wt％，Zr:1wt％～1.9wt％，其余为铁和不可避免的杂质。
[0012]进一步地，上述技术方案中，所述的转炉工序脱氧合金化的步骤包括：在转炉出钢1/7～1/5时，向钢包内依次加入增碳剂、硅铁合金、硅锰合金或者依次加入增碳剂、硅铁合金、硅锰合金、钒铁合金对钢水进行脱氧以及合金化。脱氧后控制钢中氧含量在20
×
10
‑4wt％～50
×
10
‑4wt％。出钢结束对钢水进行弱吹氩搅拌，吹氩过程钢水不裸露，钢液面微微波动为准。
[0013]进一步地，上述技术方案中，增碳剂与硅铁合金加入间隔20秒～40秒；硅铁合金与硅锰合金加入间隔10秒～30秒；硅锰合金与钒铁合金加入间隔10秒～30秒。
[0014]进一步地，上述技术方案中，吹氩流量为125～150NL/min，吹氩时间为5～8min。
[0015]进一步地，上述技术方案中，所述LF工序脱氧合金化的步骤包括：根据进站硫含量，加入活性石灰3～8kg/吨钢、萤石0.5～1kg/吨钢、铝矾土0.5～3kg/吨钢；处理2～5分钟后根据钢水氧活度向渣面加入0.5～2.0kg/吨钢的脱氧合金。LF工序处理时间25～40分钟，确保LF工序出站[S]0.002wt％～0.0015wt％，a[O]16～20
×
10
‑4wt％。
[0016]进一步地，上述技术方案中，所述脱氧合金为硅钙钡、碳化硅中的至少一种。
[0017]进一步地，上述技术方案中，所述RH工序处理参数为：真空处理开始提升气体流量为1400～1600NL/min，当真空度降到小于100pa时处理3～5min后，将提升气体流量降到1200～1400NL/min，并从真空料仓加入夹杂物改性剂0.1～0.3kg/t钢，加入后再循环3～5min，再加入夹杂物改性剂0.1～0.3kg/t钢后循环5～10min，真空结束。
[0018]进一步地，上述技术方案中，所述夹杂物改性剂的粒度为10～50mm。
[0019]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术充分利用合金加入到钢中的热力学反应原理、重轨钢等硅脱氧钢精炼过程钢中夹杂物的性质，并通过有效控制钢中夹杂物的种类以及尺寸和数量，为连铸过程MnS的析出提供大量的形核质点，从而实现MnS夹杂物在钢中弥散分布，与非金属氧化物夹杂形成包裹，提高钢质洁净度的同时，提高产品力学性能。
[0021](2)本专利技术降低了传统钙、镁等合金或者包芯线直接加入到钢水里，发生剧烈反应，合金收得率低、不稳定且喂线成本高以及现场烟尘大等问题。
[0022](3)本专利技术设计的合金成分常见、易加工，成本低，易推广应用。
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高锰钢洁净度控制的方法，其特征在于：包括铁水预处理
‑
转炉工序
‑
LF工序
‑
RH工序
‑
连铸工序的工艺流程；所述转炉工序和LF工序完成脱氧合金化，实现钢中硫、锰、硅元素的有效控制，所述RH工序加入夹杂物改性剂并通过控制RH工序处理工艺参数，有效控制钢中夹杂物的种类、数量以及尺寸，同时为所述连铸工序中钢水凝固过程MnS夹杂物的析出提供大量有效的形核质点；所述夹杂物改性剂包括Al：11wt％～19wt％、Si：11wt％～29wt％、Mn：11wt％～19wt％，Zr:1wt％～1.9wt％，其余为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高锰钢洁净度控制的方法，其特征在于：所述的转炉工序的步骤包括：在转炉出钢1/7～1/5时，向钢包内依次加入增碳剂、硅铁合金、硅锰合金或者依次加入增碳剂、硅铁合金、硅锰合金、钒铁合金对钢水进行脱氧以及合金化；脱氧后控制钢中氧含量在20
×
10
‑4wt％～50
×
10
‑4wt％；出钢结束对钢水进行弱吹氩搅拌，吹氩过程钢水不裸露，钢液面微微波动为准。3.根据权利要求2所述的一种高锰钢洁净度控制的方法，其特征在于：增碳剂与硅铁合金加入间隔20秒～40秒；硅铁合金与硅锰合金加入间隔10秒...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，曾建华，孙彦辉，白旭旭，李凌玲，王家奇，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：