【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金领域，具体涉及炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法。
技术介绍
1、炉外精炼是一种炼钢过程中的技术，是将初炼过的钢液从转炉、平炉或电炉中移至另一个容器中进行精炼的冶金过程，也称“钢包冶金”或“二次冶金”。炉外精炼主要分为以下步骤：初炼：在转炉、平炉或电炉中进行初炼，熔化钢料、脱磷、脱碳、去除非金属夹杂物和主合金化，以获得初炼钢液。精炼：将初炼的钢液倒入真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和成分微调等。浇注：精炼完成后，根据需要将钢液浇注到铸模中，得到所需形状和规格的钢锭或钢材。
2、在机械制造行业或者冶金行业，评价精炼后钢液的纯净度往往依靠钢中氧含量、钢水对应的铸锻件产品的ut、mt、pt探伤，以及力学性能等指标间接的检验。氧含量虽然能实时取样分析，针对分析结果实时调整工艺，进行脱氧操作，满足相关产品的检验标准，则认为是合格的、纯净的；不满足则认为是不纯净的，但是探伤及力学性能却是事后检验，即使不满足标准要求，也无法处理，这时就会给制造企业带来废品损失，严重影响企业的盈利能力和企业形象。
3、炉外精炼过程中，氩气流量的调整在搅拌的阶段对钢渣反应、熔化、夹杂物上浮等都起着重要作用。当氩气流量较低时，氩气对钢渣的搅拌作用较弱，不利于钢渣反应的进行；而当氩气流量较高时，氩气对钢渣的搅拌作用增强，有利于钢渣反应的进行。另外，氩气流量的调整还影响氩气喷粉的阶段。当氩气流量较低时，氩气载体不足以将脱硫剂、脱氧剂带入熔池内部，会影响脱硫、脱氧效果；而当氩气流量较高时，氩气载体
4、钢包炉精炼过程出钢时间过短，会使钢水中的杂质没有充分去除，影响钢的质量；出钢时间过长，使钢水中的合金元素烧损、冶炼效率降低等，同样会影响钢的质量和成本的问题。因此，在钢包炉精炼过程中，要根据钢水的成分和纯净度要求，合理控制出钢时间。
5、因此，在炉外精炼过程中，氩气流量和出钢时间的控制至关重要，而现有技术中并没有在炉外精炼过程中如何控制氩气流量和出钢时间来提高钢锭质量的具体方案。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，用该方法可以指导炉外精炼钢液纯净度的控制。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供了炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，炉外精炼钢液的方法包括两种：第一种是电炉氧化钢液→钢包炉精炼→真空脱气处理→精确调整成分、温度→出钢浇注铸锻件，第二种是电炉氧化钢液→钢包炉精炼→精确调整成分、温度→出钢浇注铸锻件，其特征在于，所述纯净度评价的工艺方法包括：在炉外精炼过程中，每一钢种进行2-5炉钢试验，在钢包回归到加热工位或加完最后一批次合金后5-15min，不同炉钢吹惰性气体的流量不同，每一炉钢固定吹惰性气体流量，以间隔时间为5-10min对出钢前的钢液进行取样，每一炉钢取5-10个样作为试样，分析试样中的氧含量和夹杂物总量，从而获取最佳的吹惰性气体流量和最佳的出钢时间。
4、在一个具体实施方式中，吹惰性气体流量的范围为15l/min-60l/min；优选的，吹惰性气体流量的范围为30l/min-45l/min；钢包吨位控制在20-160t；优选的，钢包吨位控制在55-160t；出钢前钢液温度控制在1450℃-1650℃；钢包炉精炼采用底吹惰性气体；真空脱气处理时采用蒸汽喷射泵或者机械泵。
5、在一个具体实施方式中，取样时的间隔时间固定；对于经过真空脱气处理的钢液，取样是以钢包回归到加热工位为起点取样；对于不经过真空脱气处理的钢液，以加完最后一批次合金后5-15min为起点取样。
6、在一个具体实施方式中，每一钢种进行3炉钢试验，3炉钢的钢包炉精炼过程吹惰性气体流量分别为30l/min、35l/min、40l/min，每炉钢以间隔时间为5min对出钢前的钢液进行取样，每炉钢共取8个样。
7、在一个具体实施方式中，取样的步骤是：将样杯插入出钢前的钢液，装满钢液后拿出，冷却后脱出试样，控制试样长度为60-130mm。
8、在一个具体实施方式中，所述样杯内长为80-150mm，底部直径为30-50mm，上部直径为50-80mm。
9、在一个具体实施方式中，将所述试样加工成直径为5mm，长度＞30mm的小试棒，分析氧含量，即为取样时的钢液的氧含量。
10、在一个具体实施方式中，将所述试样统一加工成直径为25mm，长度为60-120mm的小试棒，同一炉次试样长度相同，采用电解法分析夹杂物总量。
11、在一个具体实施方式中，将所述试样加工成20*20*20mm的金相试样，经过打磨、抛光后，在显微镜下，按照顺时针或者逆时针方向观察试样，连续拍20-50个视场照片，同一炉次每个试样照片张数相同，再对每个试样上的夹杂物统计计算表面积或者总长度，用表面积或者总长度代表夹杂物的总量。
12、在一个具体实施方式中，以取样的时间为x轴，以每个试样的夹杂物总量或氧含量为y轴，做夹杂物总量或氧含量分布曲线，分析不同吹惰性气体流量下，夹杂物总量或氧含量的分布规律，得到最佳的吹惰性气体流量下夹杂物和氧含量的分布曲线，从而获得最佳的吹惰性气体流量和最佳的出钢时间。
13、在分布曲线中，如果找到夹杂物总量或者氧含量的低点，以及夹杂物总量或者氧含量趋于平稳的初始点，则为最佳的吹惰性气体流量和最佳的出钢时间。
14、否则需要增加试验验证方案，一是增加其他吹惰性气体流量，例如已经试验的吹氩气流量是30l/min、35l/min、40l/min，就需要增加分别为25l/min或者45l/min的试验方案，直到找到夹杂物总量或者氧含量的低点，以及夹杂物总量或者氧含量趋于平稳的初始点为止。二是，在每一种氩气流量下，增加2-4个取样点，直到找到夹杂物总量或者氧含量趋于平稳的初始点为止。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
16、本专利技术提供了炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，该方法分析吹惰性气体流量、出钢时间与夹杂物以及氧含量的分布规律，得到最佳的吹氩/吹氮参数和最佳出钢时间，达到提高钢液纯净度的目的。
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1.炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，炉外精炼钢液的方法包括两种：第一种是电炉氧化钢液→钢包炉精炼→真空脱气处理→精确调整成分、温度→出钢浇注铸锻件，第二种是电炉氧化钢液→钢包炉精炼→精确调整成分、温度→出钢浇注铸锻件，其特征在于，所述纯净度评价的工艺方法包括：在炉外精炼过程中，每一钢种进行2-5炉钢试验，在钢包回归到加热工位或加完最后一批次合金后5-15min，不同炉钢吹惰性气体的流量不同，每一炉钢固定吹惰性气体流量，以间隔时间为5-10min对出钢前的钢液进行取样，每一炉钢取5-10个样作为试样，分析试样中的氧含量和夹杂物总量，从而获取最佳的吹惰性气体流量和最佳的出钢时间。
2.根据权利要求1所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，吹惰性气体流量的范围为15L/min-60L/min；优选的，吹惰性气体流量的范围为30L/min-45L/min；钢包吨位控制在20-160t；优选的，钢包吨位控制在55-160t；出钢前钢液温度控制在1450℃-1650℃；钢包炉精炼采用底吹惰性气体；真空脱气处理时采用蒸汽喷射泵或者机械泵。
3.根据权利要求
4.根据权利要求1所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，每一钢种进行3炉钢试验，3炉钢的钢包炉精炼过程吹惰性气体流量分别为30L/min、35L/min、40L/min，每炉钢以间隔时间为5min对出钢前的钢液进行取样，每炉钢共取8个样。
5.根据权利要求1所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，取样的步骤是：将样杯插入出钢前的钢液，装满钢液后拿出，冷却后脱出试样，控制试样长度为60-130mm。
6.根据权利要求5所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，所述样杯内长为80-150mm，底部直径为30-50mm，上部直径为50-80mm。
7.根据权利要求5所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，将所述试样加工成直径为5mm，长度＞30mm的小试棒，分析氧含量，即为取样时的钢液的氧含量。
8.根据权利要求5所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，将所述试样统一加工成直径为25mm，长度为60-120mm的小试棒，同一炉次试样长度相同，采用电解法分析夹杂物总量。
9.根据权利要求5所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，将所述试样加工成20*20*20mm的金相试样，经过打磨、抛光后，在显微镜下，按照顺时针或者逆时针方向观察试样，连续拍20-50个视场照片，同一炉次每个试样照片张数相同，再对每个试样上的夹杂物统计计算表面积或者总长度，用表面积或者总长度代表夹杂物的总量。
10.根据权利要求5所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，以取样的时间为X轴，以每个试样的夹杂物总量或氧含量为Y轴，做夹杂物总量或氧含量分布曲线，分析不同吹惰性气体流量下，夹杂物总量或氧含量的分布规律，得到最佳的吹惰性气体流量下夹杂物和氧含量的分布曲线，从而获得最佳的吹惰性气体流量和最佳的出钢时间。
...【技术特征摘要】
1.炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，炉外精炼钢液的方法包括两种：第一种是电炉氧化钢液→钢包炉精炼→真空脱气处理→精确调整成分、温度→出钢浇注铸锻件，第二种是电炉氧化钢液→钢包炉精炼→精确调整成分、温度→出钢浇注铸锻件，其特征在于，所述纯净度评价的工艺方法包括：在炉外精炼过程中，每一钢种进行2-5炉钢试验，在钢包回归到加热工位或加完最后一批次合金后5-15min，不同炉钢吹惰性气体的流量不同，每一炉钢固定吹惰性气体流量，以间隔时间为5-10min对出钢前的钢液进行取样，每一炉钢取5-10个样作为试样，分析试样中的氧含量和夹杂物总量，从而获取最佳的吹惰性气体流量和最佳的出钢时间。
2.根据权利要求1所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，吹惰性气体流量的范围为15l/min-60l/min；优选的，吹惰性气体流量的范围为30l/min-45l/min；钢包吨位控制在20-160t；优选的，钢包吨位控制在55-160t；出钢前钢液温度控制在1450℃-1650℃；钢包炉精炼采用底吹惰性气体；真空脱气处理时采用蒸汽喷射泵或者机械泵。
3.根据权利要求1所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，取样时的间隔时间固定；对于经过真空脱气处理的钢液，取样是以钢包回归到加热工位为起点取样；对于不经过真空脱气处理的钢液，以加完最后一批次合金后5-15min为起点取样。
4.根据权利要求1所述的炉外精炼钢液纯净度评价的工艺方法，其特征在于，每一钢种进行3炉钢试验，3炉钢的钢包炉精炼过程吹惰性气体流量分别为30l/min、35l/min、40l/min，每炉钢以间隔时间为5min...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉立，王刚，曾杰，李林，金杨，吕波，
申请(专利权)人：二重德阳重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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