專利名稱：一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種減少鋼鐵冶煉中夾雜物的方法，具體是指一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法。
背景技術(shù)：
鋁是目前應(yīng)用最廣泛的煉鋼強脫氧劑，不僅脫氧能力強、脫氧效率高，而且還可以以較低的成本將鋼中氧的含量降到很低的水平，從而使其所形成的脫氧夾雜物細小、彌散、 易于上浮排除。用鋁脫氧還可以比較經(jīng)濟地生產(chǎn)細晶粒鋼，為了防止二次氧化，通常需要加入過量的鋁以保證脫氧鋼液具有一定的[Al]含量。然而，鋁脫氧后，鋼液中生成大量的 Al2O3夾雜物，如果這些夾雜物沒有被有效去除，不僅會引起連鑄水口結(jié)瘤，造成鋼液連澆過程中斷，而且過多的Al2O3也使耐熱鋼的蠕變脆性、高溫強度降低以及軸承鋼、鋼軌鋼和車輪鋼的疲勞性能惡化。有的鋼種為避免形成Al2O3夾雜物，不用鋁脫氧，造成全氧含量較高。刀剪用高碳馬氏體不銹鋼一般要求鋼液中的鋁含量小于0.007%，如果用鋁量過大，雖能保證將鋼液中的氧降到最低，但很難保證成分要求；如果用鋁量過少，便會造成鋼液脫氧不充分，影響刀剪材料的質(zhì)量。為此，必須研究出一種新的強脫氧劑來配合鋁脫氧， 既保證良好的脫氧，又能滿足成分的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能良好脫氧、又能滿足成分要求的降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，包括感應(yīng)爐冶煉、LF精煉、水平連鑄等步驟，且在感應(yīng)爐冶煉出鋼前，在鋼包底部放置鋁塊和鎂顆粒，待整個感應(yīng)爐內(nèi)的鋼水流出1/3時，立即向該鋼水中緩慢加入鎂顆粒進行脫氧反應(yīng)；或在感應(yīng)爐出鋼過程，緩慢向鋼水加入鋁鎂合金進行脫氧反應(yīng)。進一步地，放置在鋼包底部的鋁塊和鎂顆粒的質(zhì)量比為50 1，其總質(zhì)量為 2. 55Kg。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，在出鋼過程向鋼水中緩慢加入的鎂顆粒質(zhì)量為0. 15Kg。或者在感應(yīng)爐出鋼過程，緩慢向鋼水加入鋁鎂合金進行脫氧反應(yīng)時的鋁鎂合金由重量百分比為95%的鋁和5%的鎂組成，其質(zhì)量為3Kg。本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果(1)本發(fā)明的工藝流程較為簡單，操作極為方便。(2)由于本發(fā)明采用鋁、鎂作為強氧化劑，使得其在反應(yīng)過程中 既能形成脫氧產(chǎn)物，又可以相互結(jié)合生成復合的脫氧產(chǎn)物，因此本發(fā)明能顯著的降低各自單獨鋁脫氧的 Al2O3(S)活度，進一步加強了鋁脫氧能力。(3)鎂在地殼中的儲量豐富，蘊藏量達2.7%，鎂在鋼鐵中的應(yīng)用提供了有利的保證。
(4)鎂合金的生產(chǎn)及應(yīng)用越來越廣泛，其廢料也可用于刀剪用高碳馬氏體鋼的生產(chǎn)，對降低廢棄物排放具有重要意義。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例傳統(tǒng)的刀剪用高碳馬氏體不銹鋼的生產(chǎn)工藝主要為以下幾個步驟，即感應(yīng)爐熔煉、LF精煉、水平連鑄、電渣重熔(針對6Cr以上鋼種)、開坯、熱軋、酸洗及冷軋等步驟。其中，感應(yīng)爐一般只起熔化和升溫作用，脫氧由精煉完成。為了強化脫氧，需要盡可能延長夾雜物的去除時間，因此本發(fā)明在感應(yīng)爐進行精煉后的出鋼過程中進行了強脫氧步驟。其具體可以采用以下兩種方案來實現(xiàn)，第一種技術(shù)方案為在感應(yīng)爐冶煉出鋼前， 在鋼包底部放置總質(zhì)量為2. 55Kg的鋁塊和鎂顆粒，待整個感應(yīng)爐內(nèi)的鋼水流出1/3時，立即向該鋼水中緩慢加入質(zhì)量為0. 15Kg鎂顆粒進行脫氧反應(yīng)。 第二種技術(shù)方案為在感應(yīng)爐出鋼過程，向鋼水緩慢加入質(zhì)量3Kg的鋁鎂合金進行脫氧反應(yīng)。其中，無論是加入鎂顆粒還是鋁鎂合金進行脫氧反應(yīng)，其加入量以不發(fā)生噴濺為前提。由于鋼液量少，且加入的鎂量不大，因此發(fā)生噴濺的機率也很小。為了達到最佳的制備效果，該鋁鎂合金優(yōu)先由重量百分比為95%的鋁和5%的鎂組成。而采用鋁塊和鎂顆粒來進行強脫氧時，該鋁塊和鎂顆粒的質(zhì)量比以50 1的方式進行配置。當鋁鎂合金或鋁塊和鎂顆粒與鋼水進行反應(yīng)時，其Mg、Al單獨脫氧時的脫氧反應(yīng)平衡式如下MgO(s) = [Mg] +
(1)Al2O3(S) = 2 [Al]+3
(2)而鎂鋁反應(yīng)生成的MgO和Al2O3又可以發(fā)生如下反應(yīng)MgO · Al2O3(S) = MgO (s)+Al2O3 (s) (3)即Mg、Al在鋼水中形成的脫氧產(chǎn)物又可以相互結(jié)合生成復合的脫氧產(chǎn)物，因此能降低各自單獨鋁脫氧的Al2O3(S)活度，進一步加強了鋁脫氧能力。同時鎂鋁尖晶石可以與喂的硅鈣粉相互作用生成低熔點的夾雜物，更有利于上浮去除。另外，Mg可以使滯留在鋼水中的Al2O3夾雜物變成小的、隨機彌散的尖晶石型 (MgO · Al2O3)夾雜物，這種尖晶石夾雜物對鋼的疲勞性能和其它性能無害。鎂用于Q195L帶材鋼包脫氧，進一步降低了鋼中的T.0含量，鋼中的夾雜物數(shù)量由原工藝脫氧的185. 36mg/1 Okg減少到31. 8 lmg/1 Okg，減少了近6倍，夾雜物類型基本相同，但鎂脫氧的爐次中未發(fā)現(xiàn)Al2O3型夾雜物，用于SS400板材鋼包脫氧，T. 0也較原工藝低，且鋼中T.0比較穩(wěn)定，鋼中的夾雜物數(shù)量由原工藝脫氧的29. 28mg/10kg減少到 9. 7mg/10kg，減少了近3倍，鎂脫氧爐次鋼中殘余的夾雜物較鋁脫氧鋼中的小，且出現(xiàn)了小的球形Mg-Ca-Al酸鹽型夾雜物。鎂用于刀剪用高碳馬氏體不銹鋼生產(chǎn)配合鋁脫氧，全氧含量比不用鎂的爐次低 5 lOppm。鋼中含有一定的鎂含量時，能起分散和細化碳化物的作用，減輕鋼中合金元素的偏聚，使基體組織 中合金元素含量增加，共晶碳化物數(shù)量明顯減少，提高了鋼的力學性能。
權(quán)利要求
1.一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，包括感應(yīng)爐冶煉、LF精煉、水平連鑄等步驟，其特征在于，在感應(yīng)爐冶煉出鋼前，在鋼包底部放置鋁塊和鎂顆粒，待整個感應(yīng)爐內(nèi)的鋼水流出1/3時，立即向該鋼水中緩慢加入鎂顆粒進行脫氧反應(yīng)；或在感應(yīng)爐出鋼過程，緩慢向鋼水加入鋁鎂合金進行脫氧反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，其特征在于 放置在鋼包底部的鋁塊和鎂顆粒的質(zhì)量比為50 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，其特征在于 在感應(yīng)爐冶煉出鋼前，放在鋼包底部的鋁塊和鎂顆粒的總質(zhì)量為2. 55Kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，其特征在于在出鋼過程向鋼水中緩慢加入的鎂顆粒質(zhì)量為0. 15Kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，其特征在于 加入的鋁鎂合金由重量百分比為95%的鋁和5%的鎂組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，其特征在于 該鋁鎂合金的質(zhì)量為3Kg。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低刀剪材料全氧及夾雜物含量的方法，包括感應(yīng)爐冶煉、LF精煉、水平連鑄等步驟，其特征在于，在感應(yīng)爐冶煉出鋼前，在鋼包底部放置鋁塊和鎂顆粒，待整個感應(yīng)爐內(nèi)的鋼水流出1/3時，立即向該鋼水中緩慢加入鎂顆粒進行脫氧反應(yīng)；或在感應(yīng)爐出鋼過程，緩慢向鋼水加入鋁鎂合金進行脫氧反應(yīng)。由于本發(fā)明采用鋁、鎂作為強氧化劑，使得其在反應(yīng)過程中既能形成脫氧產(chǎn)物，又可以相互結(jié)合生成復合的脫氧產(chǎn)物，因此本發(fā)明能顯著的降低各自單獨鋁脫氧的Al2O3(s)活度，進一步加強了鋁脫氧能力，從而降低刀剪材料的全氧及夾雜物含量。
文檔編號C21C7/06GK102321780SQ20111022731
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者周偉, 周文, 姚迪, 張濤, 李晶, 李積回, 熊海波, 王亮亮, 越錦文 申請人:北京科技大學, 廣東北科科技發(fā)展有限公司, 陽江十八子集團有限公司