一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法技术

一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法，包括如下步骤：精炼前处理、精炼、脱碳、钢水脱氧、钢渣脱氧、合金化处理；冶炼过程中除了脱除钢水中的氧之外，还考虑到钢渣中存在的FeO对钢水中氧含量的影响，在对钢水脱氧后进一步将钢渣中的FeO脱除，使钢水中的氧含量可以保持在较低水平。对RH管槽进行前期处理，能够将附着在RH管槽耐材上的空气气泡排除，避免精炼处理过程中附着的空气气泡裂解出N和O进入钢水中，减少钢水中可以与B结合的元素含量，从而稳定了B的收得率，提高了B合金的利用率。通过计算可以准确指导投入B合金的数量，将钢中的B元素精准控制在所需范围内，提高了生成效率。提高了生成效率。

【技术实现步骤摘要】
一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，特别涉及一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法。

技术介绍

[0002]当前市场有很多钢种，加入B元素作为关键的微合金元素。主要目的是提高钢在后期热处理过程中的淬透性。Ni、Cr、Mo等金属也可以提高淬透性，B可以取代Ni、Cr、Mo等价格较高的金属，起到降低生产成本的作用。以高强钢及管线钢为例，B元素所处的成分区间十分狭窄，处理起来多有不便。一般其成分在0.0004～0.0006％之间，稍有不慎，就会出格。在冶炼B微合金钢中，由于B元素的出格，导致改钢情况时有发生，给企业造成极大的损失。
[0003]B作为一种合金元素，可以提高钢材淬火过程的淬透性能。由于B容易在晶粒处偏析，造成强度的下降。所以，如何有效控制B元素的准确含量，就显得较为重要。
[0004]中国专利CN202011407491.3公开了“一种钢板及钢中B元素含量的控制方法”，针对B含量，其采取的方式为：在转炉出钢时，采用挡渣或留钢操作进行出钢，以截留转炉渣，减少含B元素的转炉渣倒入。主要是从减少转炉进入钢包量角度进行控制，鉴于B的较高的还原性，在转炉内能否有较多B的残余，并进入到钢包，存在较大的疑问。且该专利未针对钢渣中较高的FeO含量带来的氧化性的问题进行解决，该专利所述的操作要点从转炉、精炼基本都是常规操作。
[0005]山钢股份莱芜分公司发表一篇“莱钢冶炼含硼钢B含量的控制”文章，其只是从共性的角度来探讨如何控制B含量，仅仅是合金控制方法，不仅适用于B，也适用于其他合金的控制，是一般普遍适用的方法，未从根本上解决渣中氧化性对钢水中B的氧化，也未重复阐述如何准确控制B含量问题。
[0006]现有技术中关于控制钢中B含量的方法，并不能完全避免钢水中N和O的影响，添加的B合金含量不能精准控制，针对冶炼微量含B钢来说，稍有不慎，就会出格。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法，可以有效防止冶炼含微合金B元素的钢种时，B元素成分出格，达到精准控制钢中微合金B元素含量的目的。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0009]一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法，包括如下步骤：
[0010]1)精炼前处理
[0011]利用RH顶枪向RH管槽吹入煤气或者氧气进行烘烤；
[0012]2)精炼
[0013]将需要处理的钢包放入精炼工位，RH管槽插入钢包，进行RH精炼处理；
[0014]3)真空脱碳
[0015]真空度控制在0.6Kpa以下，脱碳时间为15～20min；
[0016]4)钢水脱氧
[0017]脱碳完毕后，向钢包中加入金属铝，钢水中的Al含量控制在0.030～0.050wt％；
[0018]5)钢渣脱氧
[0019]钢水脱氧完成后，将铝渣均匀洒在钢水表面，将钢渣中FeO含量降低到3wt％以下；
[0020]6)合金化处理
[0021]向钢包中添加合金进行合金化处理，合金化处理时间2～5min，合金化处理结束后向钢水中投入B合金。
[0022]优选的，步骤1)中，所述煤气的吹入量为250～300Nm3/h，所述氧气的吹入量为2000～2500Nm3。
[0023]优选的，步骤2)中，将RH顶枪放在距离钢包上方600～900mm高度。
[0024]优选的，所述步骤6)中，B合金的称量采用单独称量系统。
[0025]优选的，所述步骤6)中，B合金的投入量以ppm为基准小包投入，钢中B元素的含量需要控制在几个ppm就投入几包B合金，每包B合金的量＝(0.0001％*钢水质量)/(B合金中B元素含量*B元素的收得率)。
[0026]优选的，所述步骤6)中，从真空槽内钢水裸露的位置投入B合金。
[0027]本专利技术在精炼之前，向RH管槽中通入煤气或氧气进行烘烤，由于RH管槽在冶炼过程中是处理高温状态，通入的煤气或者氧气会与金属Fe燃烧，将RH管槽上黏附的冷钢融化去除，具体反应公式为Fe+O＝FeO。
[0028]RH管槽内会有空气附着在RH管槽耐材上，如果不去除附着在耐材上的空气，空气中的氮气在高温下裂解成游离氮进入钢水中，氮气裂解成游离氮的公式N2＝[N]，产生游离氮，而钢水游离氮和B发生反应生成BN，如公式所示[N]+B＝BN。所以精炼前向RH管槽内吹入煤气或者氧气进行烘烤，能够将附着在耐材上的空气气泡排除，避免精炼处理过程中附着在RH管槽耐材上的空气气泡裂解出N和O进入钢水中，避免精炼过程中B元素与氮元素和氧元素的结合。
[0029]前期处理完毕后，需要处理的钢包放入精炼工位，将RH管槽插入钢包，进行RH精炼处理。
[0030]在真空状态下，利用钢水中的游离氧，控制真空度在0.6Kpa以下，进行15～20min脱碳处理，钢水中的碳与氧发生反应生成一氧化碳，C+O＝CO，可以将碳去除。
[0031]脱碳完毕后，加入金属铝脱氧，控制钢水中的Al元素含量在0.030～0.050wt％，保证钢水中的氧完全脱除。精炼处理过程中，如果不脱氧，钢水的游离氧一般在500～600ppm，直接造成了钢渣中FeO含量的升高。精炼处理过程中利用金属铝脱氧，钢水中的氧势降低，钢渣中的FeO将反向传氧。所以，在钢水中加铝脱氧后，再利用铝渣减少钢渣中的FeO。铝渣中的金属铝与钢渣中的FeO发生如下反应3(FeO)+2Al＝3Fe+Al2O3，避免钢渣中的FeO向钢水中传氧，使钢水中的氧含量可以保持在较低水平。
[0032]将钢水中的氧与钢渣中的FeO均脱除之后，向钢包中添加合金进行合金化处理，处理时间2～5min，合金化处理结束后从真空槽内钢水裸露的位置向钢水中投入B合金。向钢水中加入B合金，按照生产要求，采用独立的称量系统，单独小包投入B合金，钢中需要将B元素控制在几个ppm就投入几包B合金。每包B合金的量＝(0.0001％*钢水质量)/(B合金中B元素含量*B元素的收得率)。这样加入到钢水中，能够保证加入量的准确性。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]本专利技术通过对RH管槽的前期处理，冶炼过程中除了脱除钢水中的氧之外，考虑到钢渣中存在的FeO对钢水中氧含量的影响，进一步将钢水中的FeO脱除，使钢水中的氧含量可以保持在较低水平，减少钢水中可以与B结合的元素含量，从而稳定B的收得率，提高B合金的利用率。通过计算可以准确指导投入B合金的数量，将钢中的B元素精准控制在所需范围，避免改钢情况的发生，大幅度提高产品质量，同时提高了生产效率。
[0035]但是，现有技术中均不考虑RH管槽和钢渣中存在的O和N，那么过多的O和N会与加入的B合金结合，导致B元素计算量与实际需求量存在差异，使投入的B合金成分过高或者过低，从而使最终钢水中的B元素含量出格。
[0036]本专利技术在投入B合金的时候采用独立的称量系统，可以做到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法，包括如下步骤：1)精炼前处理利用RH顶枪向RH管槽内吹入煤气或者氧气进行烘烤；2)精炼将需要处理的钢包放入精炼工位，RH管槽插入钢包，进行RH精炼处理；3)真空脱碳真空度控制在0.6KPa以下，脱碳时间为15～20min；4)钢水脱氧脱碳完毕后，向钢包中加入金属铝，钢水中的Al含量控制在0.030～0.050wt％；5)钢渣脱氧钢水脱氧完成后，将铝渣均匀洒在钢水表面，将钢渣中FeO含量降低到3wt％以下；6)合金化处理向钢包中添加合金进行合金化处理，合金化处理时间2～5min，合金化处理结束后向钢水中投入B合金。2.如权利要求1所述的精准控制钢中微合金B元素的冶炼方法，其特征是，步骤1)中，所述煤气吹入量为250～300Nm3/h，所述氧气吹入量为2000～2500Nm3。3.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵显久，吴存有，温宏权，徐广印，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：