專利名稱:一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鋼的冶煉方法,特別是一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法。
背景技術(shù):
鋼中微量硼(B)的加入(鋼中硼含量一般為O. 0005% 0. 0035%), 其目的是為了提高鋼的淬透性和抗疲勞性,而對于含硼鋼的生產(chǎn),由于硼元素 的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,在合金化過程中極易與鋼中的氧、氮等元素反應(yīng),從而 導(dǎo)致硼的收得率較低且收得率不穩(wěn)定,因此,對于硼鋼生產(chǎn),冶金工作者長期 以來一直致力于硼合金化工藝的研究。現(xiàn)有硼鋼的冶煉主要有電爐和轉(zhuǎn)爐兩種 方式。由于電爐冶煉過程存在一個"還原期",具有良好的還原性氣氛,其 渣及鋼液的氧含量低,硼的收得率相對較易控制,所以,電爐在硼鋼的冶煉上 具有一定的優(yōu)越性。但是,轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)效率高,產(chǎn)量大,成本低,鋼的生產(chǎn) 還是以轉(zhuǎn)爐為主,90%的鋼產(chǎn)量是由轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。由于轉(zhuǎn)爐冶煉與電爐冶煉的差 異性,電爐生產(chǎn)中的一些先進(jìn)工藝難以在轉(zhuǎn)爐上用,因此,近年來本領(lǐng)域在轉(zhuǎn) 爐冶煉生產(chǎn)硼鋼的工藝方面進(jìn)行了一定的研究,例如,名稱為"轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn) 硼鋼的方法",其專利申請?zhí)枮?200710049005.3"的專利申請技術(shù),在這方 面邁出了步子。它由四個步驟組成a、在轉(zhuǎn)爐內(nèi)初煉鋼水;b、在出鋼過程中, 向鋼包中加入脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧,并隨出鋼過程按每噸鋼加入7.0 ll.Okg的精煉渣料對鋼水進(jìn)行精煉,然后加鋁對鋼液進(jìn)行終脫氧,并 將鋼液中酸溶鋁控制在O. 02 % 0. 04 %; c、然后將鋼包運到LF爐進(jìn)行 再次精煉,精煉結(jié)束確保渣中FeO和MnO的總量《2.0%,鋼液的am《10X 10—6; d、再次向鋼包內(nèi)加鋁進(jìn)行深脫氧,加完鋁后,按鋼種要求加入鈦鐵, 最后按要求加入硼鐵,連鑄,即得。該方法所得含硼鋼的收得率為69.4 % 91.8%。應(yīng)該說,該方法所得含硼鋼的收得率是較高的,但該方法在使用中存在有以下方面的不足1、生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)工序較長, 沒有微合金化低成本的優(yōu)勢,性價比不高,這主要在于該方法需要通過 LF爐進(jìn)行精煉(有些方法還需真空精煉),不僅建LF爐(或真空爐)需要很大 的投入,精煉也要耗費較大的生產(chǎn)成本;2、對鋼液氧活性度要求高,需在O. 001% 以下,這使得鋼水流動性不好,造成可澆性差;3、對鋼液中酸溶鋁的含量要 求高,需控制在0.02% 0.04%之間,這不僅要消耗過多的金屬鋁,而且?guī)?八1203夾雜物升高導(dǎo)致鋼水發(fā)粘、易結(jié)水口以及降低鋼質(zhì)等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)硼鋼的方法所存在的 生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)工序較長、性價比不高、鋼水可澆性差和Ah03夾雜高 等的不足,而提出一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)工序短、性價比較高、鋼水可澆性 好的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法。
通過下述技術(shù)方案可實現(xiàn)本發(fā)明的目的, 一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,包 括鐵水(脫硫)、轉(zhuǎn)爐吹煉擋渣出鋼,其特征在于
1、 出鋼過程全程鋼包底吹氬;
2、 出鋼1/4開始向鋼包加入脫氧劑及鋼種所需合金進(jìn)行預(yù)脫氧、合金化, 同時加入脫硫劑、石灰與鋼水進(jìn)行混沖脫硫處理;
3、 在吹氬站,繼續(xù)鋼包底吹氬攪拌,向鋼包加入鋁終脫氧,[O]控制在 0.0020% 0.0040%區(qū)間時加入硼鐵;
4、 向鋼包加入硼鐵后,調(diào)小吹氬量軟吹氬5min以上后離站、連鑄。
向鋼包加入的脫硫劑其主要成分組成按重量百分比是CaO 55% 65%, AI5% 12%, Al20318% 28%, SiO20 7%。預(yù)脫氧用脫氧劑選用鋼芯鋁,其主要成分組成按重量百分比是Al
48% 50%,余量為Fe。
鋼芯鋁的加入量為每噸鋼0.8—l.lkg。 硼鐵用鋁皮包裹,鋁皮厚度為0.1—1.5mm。
本發(fā)明的效果在于1、生產(chǎn)工序短,與現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐冶煉硼鋼的方法比, 本發(fā)明省去了 LF爐以及真空爐精煉工序,生產(chǎn)效率高;2、生產(chǎn)成本低,不 僅省去了建LF爐(或真空爐)的投入,而且省去了LF爐(或真空爐)精煉工 序成本,目前LF爐精煉工序成本在60元/t以上,真空爐精煉工序的成本在 200元/t以上。本發(fā)明硼的回收率可達(dá)到60% 75%,噸鋼加入硼鐵O. 2kg, 加入量少,按目前硼鐵市場價20000元1噸計算,噸鋼成本僅4元,性價比較 高;3、鋼水的可澆性好,因為采用本方法,鋼中的氧活性度控制在0.002% 0.004%區(qū)間即可,這可使鋼水具有良好的可澆性;4、不需用鈦鐵進(jìn)行終脫氧保 硼,省去了加鈦鐵工序,且對鋼中酸溶鋁沒有要求,這樣既節(jié)省了鋁金屬,也 避免了高酸溶鋁可能帶來的工藝問題如A:U03夾雜物升高導(dǎo)致鋼水發(fā)粘、易 結(jié)水口以及降低鋼質(zhì)等問題。5、硼的回收率較好,因為本方法采用了新的硼鐵 加入方式,即用鋁皮包裹硼鐵加入,這可在進(jìn)入富氧的渣層時耗鋁保硼由于 熔點低的鋁皮先被溶化,在硼鐵周圍形成了保護圈,保護硼鐵順利進(jìn)入適度氧 活性度的鋼液中,保證了硼的回收率可達(dá)到60% 75%,且收得率波動范圍小, 同時,若需要硼有更高的回收率,在確保鋼液可澆性條件下,只需調(diào)整、降低 鋼液的氧活性度,便可達(dá)到目的。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)一步闡述
附圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式使用本發(fā)明冶煉含硼量0.0005% 0.0035%的硼鋼。 工藝流程鐵水(脫硫)一轉(zhuǎn)爐一吹氬一連鑄。
實施例1:生產(chǎn)SAE10B08含硼鋼
參見附圖l,頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水98t,廢鋼27t,合計125t吹煉。 轉(zhuǎn)爐出鋼(115t),出鋼溫度1660°C,出鋼過程全程鋼包底吹氬,氬氣流量 350NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。出鋼1/4開始向鋼包加入脫氧劑鋼芯鋁92kg (Al: 50%)即噸鋼0.8 kg,以及鋼種所需合金錳鐵625 kg(Mn: 65%)、硅鐵 192kg(Si: 75%)、硅鋁鋇鐵100 kg(Ba: 18。/。)進(jìn)行預(yù)脫氧、合金化,加入順序 為錳鐵一硅鐵一硅鋁鋇鐵一鋼芯鋁,同時加入脫硫劑100kg即噸鋼0.87 kg、石 灰300 kg進(jìn)行脫硫處理,脫硫劑其主要成分組成按重量百分比是CaO 55.0%, Al 8,0%, Al203 28.0%, MgO 2.5% Si02 3.0%,S 0,05%,H2O 0.30%;出完鋼后, 鋼包運至吹氬站,到站溫度1600°C,在吹氬站,繼續(xù)鋼包底吹氬攪拌,氬氣流 量350NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。測得
=0.0062%,向鋼包加入鋁粒子 30kg,加電石(CaC2) 30kg,造泛黃白渣終脫氧,10min后定氧,再測[O] 為0.0040%,加入用鋁皮包裹的硼鐵25kg (B: 18%),鋁皮厚度0.1mm;加入 硼鐵后,調(diào)小吹氬量,氬氣流量120NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。進(jìn)行軟吹 氬,軟吹5min以上后離站、連鑄。
加硼鐵前,取樣分析鋼中殘硼< 0.0001%,檢測成品鋼硼含量為0.0024%, 硼的收得率為61.3%。
實施例2:生產(chǎn)SAE10B10含硼鋼
參見附圖l,頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水97t,廢鋼28t,合計125t吹煉。 轉(zhuǎn)爐出鋼(114t),出鋼溫度1665°C,出鋼過程全程鋼包底吹氬,氬氣流量 340NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。出鋼1/4開始向鋼包加入脫氧劑鋼芯鋁98kg(Al: 48%)即噸鋼0.86 kg,以及鋼種所需合金錳鐵728kg(Mn: 65%)、硅鐵 236 kg(Si: 75%)、硅鋁鋇鐵105 kg(Ba: 18%)進(jìn)行預(yù)脫氧、合金化,加入順序 為錳鐵一硅鐵一硅鋁鋇鐵一鋼芯鋁,同時加入脫硫劑80kg即噸鋼0.7 kg、石灰 320kg進(jìn)行脫硫處理,脫硫劑其主要成分組成按重量百分比是CaO65.0%, Al 5.0%, Al203 21.0%, MgO 2.0% Si02 5.0%,S 0.03%,H20 0.50%;出完鋼后, 鋼包運至吹氬站,到站溫度1598°C,在吹氬站,繼續(xù)鋼包底吹氬攪拌,氬氣流 量340NL/min,氬氣壓力0.4~0.5MPa。測得
=0.0057。/。,向鋼包喂鋁線 30m(1化g),加電石(CaC2)20kg造泛黃白渣終脫氧,10min后定氧,再測[O] 為0.0030%,加入用鋁皮包裹的硼鐵20kg (B: 18%),鋁皮厚度0.8mm;向鋼 包加入硼鐵后,調(diào)小吹氬量,氬氣流量150NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。軟吹 氬5min以上后離站、連鑄。
加硼鐵前,取樣分析鋼中殘硼< 0.0001%,檢測成品鋼硼含量為0.0022%, 硼的收得率為66.5%。
實施例3:生產(chǎn)SAE10B18含硼鋼
參見附圖l,頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水99t,廢鋼26t,合計125t吹煉。 轉(zhuǎn)爐出鋼(115t),出鋼溫度1670°C,出鋼過程全程鋼包底吹氬,氬氣流量 360NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。出鋼1/4開始向鋼包加入脫氧劑鋼芯鋁115kg (Al: 49%)即噸鋼1.0kg,以及鋼種所需合金錳鐵1350kg(Mn: 65%)、硅鐵 345 kg(Si: 75%)、硅鋁鋇鐵110 kg(Ba: 18。/。)進(jìn)行預(yù)脫氧、合金化,加入順序 為錳鐵一硅鐵一硅鋁鋇鐵一鋼芯鋁,同時加入脫硫劑115kg即噸鋼1. 0 kg、石 灰310kg進(jìn)行脫硫處理,脫硫劑其主要成分組成按重量百分比是CaO60.0%, Al 12.0%, Al203 18.0%, MgO 1.0% Si〇2 7.0%,S 0.02%,H20 0.40%;出完鋼 后,鋼包運至吹氬站,到站溫度1595°C,在吹氬站,繼續(xù)鋼包底吹氬攪拌,氬氣流量360NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。測得
=0.0034%,向鋼包加入鋁粒 子5kg終脫氧,加電石(CaC2) 25kg造泛黃白渣終脫氧,10min后定氧,再測
為0.0020%,加入用鋁皮包裹的硼鐵15kg (B: 18%),鋁皮厚度1.5mm; 向鋼包加入硼鐵后,調(diào)小吹氬量,氬氣流量150NL/min,氬氣壓力0.4 0.5MPa。 軟吹氬5min以上后離站、連鑄。
加硼鐵前,取樣分析鋼中殘硼< 0.0001%,檢測成品鋼硼含量為0.0018%, 硼的收得率為75.0%。
權(quán)利要求
1、一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,包括鐵水(脫硫)、轉(zhuǎn)爐吹煉擋渣出鋼,其特征在于(1)、出鋼過程全程鋼包底吹氬;(2)、出鋼1/4開始向鋼包加入脫氧劑及鋼種所需合金進(jìn)行預(yù)脫氧、合金化,同時加入脫硫劑、石灰與鋼水進(jìn)行混沖脫硫處理;(3)、在吹氬站,繼續(xù)鋼包底吹氬攪拌,向鋼包加入鋁終脫氧,[O]控制在0.0020%~0.0040%區(qū)間時加入硼鐵;(4)、向鋼包加入硼鐵后,調(diào)小吹氬量軟吹氬5min以上后離站、連鑄。
2、 按權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,特征在于:向鋼包加 入的脫硫劑其主要成分組成按重量百分比是Ca0 55% 65%, Al 5% 12%, Al20318% 28%, Si02 0 7%。
3、 按權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,其特征在于脫硫 劑的加入量為每噸鋼0.7—1.0kg。
4、 按權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,其特征在于預(yù)脫氧用脫氧劑選用鋼芯鋁,其主要成分組成按重量百分比是AI48% 50%,余 量為Fe。
5、 按權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,其特征在于鋼芯 鋁的加入量為每噸鋼0.8—l.lkg。
6、 按權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法, 其特征在于,硼鐵用鋁皮包裹,鋁皮厚度為0.1—1.5mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)硼鋼的方法,其特征在于,鋼包全程底吹氬;出鋼1/4開始向鋼包加入脫氧劑及鋼種所需合金進(jìn)行預(yù)脫氧、合金化,同時加入脫硫劑進(jìn)行脫硫處理;在吹氬站,向鋼包加入鋁終脫氧,[O]控制在0.0020%~0.0040%區(qū)間時加入硼鐵;硼鐵用鋁皮包裹加入鋼液中。它的效果1.省去了LF爐以及真空爐精煉工序,生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)工序短、生產(chǎn)效率高;2.鋼水的可澆性好;3.對鋼中酸溶鋁沒有要求,避免了高酸溶鋁可能帶來的Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>夾雜物升高導(dǎo)致鋼水發(fā)粘、易結(jié)水口以及降低鋼質(zhì)等問題;4.硼的回收率可達(dá)60%~75%,且收得率波動范圍小。具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號C21C7/072GK101503746SQ200910115090
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者軍 付, 劉志芳, 劉輝杰, 吳紹杰, 王國君, 王國文, 董富軍, 趙和明, 黃小山 申請人:新余鋼鐵股份有限公司