專利名稱：一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程用鋼的冶煉方法，屬于含Ti鋼的冶煉方法，確切地指提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)、高層建筑、大型橋梁、管道工程、工程機(jī)械的發(fā)展，用戶對潔凈鋼(clean steel)和低合金高強(qiáng)度鋼(HSLA steel)的需求量與日俱增，同時對其質(zhì)量要求也越來越苛刻。金屬鈦均具有良好的脫氧效果，一直以來都是冶金中重要的脫氧劑。對于含鈦鋼，由于Ti與氧的親和力較強(qiáng)，易產(chǎn)生鈦化物即TiOx夾雜物，這種TiOx夾雜物也極易導(dǎo)致在水口與耐材結(jié)合形成結(jié)瘤物并迅速長大，嚴(yán)重影響鋼水的澆注性能。因此，采取將LF精煉爐的精煉時間控制為至少45分鐘，認(rèn)為精煉時間越長，對清除鋼水中 的TiOx夾雜物越干凈，鋼水的潔凈度越高，澆注性能越好。對于鈦系含鋁鎮(zhèn)靜鋼，屬于Ti脫氧鋼。由于鋼中Ti含量較高，大罐內(nèi)側(cè)罐壁渣中含Al殘余熔渣，通過Ti脫氧后渣中Al2O3被還原至鋼水，造成鋼水增Al，間接的形成了鋼中Ti與Al同時存在的格局，隨著LF爐精煉過程，鋼中形成部分Al2O3夾雜物，研究表明在[Ti]/[A1]>10時.鋼中TiOx夾雜物比Al2O3穩(wěn)定。所以鋼中部分含量Al與鋼中大量的TiOx形成Al-Ti-O系夾雜物。這種夾雜物表層為還原產(chǎn)物Al2O3的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為尚未被還原的TiOx。該類夾雜物被燒結(jié)在一起，類似一種“鋼筋混凝土”結(jié)構(gòu)。由于該類夾雜物比重大，其流經(jīng)水口時容易在水口壁的停滯區(qū)滯留，與水口耐材結(jié)合形成結(jié)瘤物并迅速長大，因其堅固、致密，危害也更大。這種空隙型Al2O3-TiOx夾雜形成的原因是，Ti脫氧產(chǎn)物被鋼中[Al]還原。Al2O3首先在鈦脫氧產(chǎn)物表面形成，其內(nèi)部的鈦氧化物隨時間增加被逐漸還原，還原過程產(chǎn)生的體積變化導(dǎo)致了微觀空隙的形成。這是目前相關(guān)文獻(xiàn)鈦系含鋁鎮(zhèn)靜鋼水口結(jié)瘤傾向大于普通鋁鎮(zhèn)靜鋼的新解釋。經(jīng)初步檢索，刊登于2011年第4期名稱為《工業(yè)加熱》文獻(xiàn)，其指出，采用先Al后Ti脫氧工藝時，當(dāng)[Ti]/[Al]>10時，鋼中TiOx夾雜物比Al2O3穩(wěn)定;采用Ti、Al同時脫氧工藝時，隨著[Ti]/[A1]比增加，夾雜物中的TiOx含量明顯增加，隨著反應(yīng)時間的延長，則Al2O3夾雜物又逐漸占據(jù)優(yōu)勢，即TiOx夾雜物重新被Al還原。另外隨著反應(yīng)時間的延長，夾雜物形貌發(fā)生一定程度的改變。該文獻(xiàn)只說明了夾雜物的形成機(jī)理和夾雜物的含量變化，未能直接說明如何控制該類夾雜物的去除。同時含鈦鋼的生產(chǎn)在工藝控制上并沒有外部加Al，而是鋼中Ti元素的強(qiáng)還原性將Al還原至鋼水，造成鋼水增Al，而非同時脫氧或先后脫氧工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注中由于TiOx夾雜物，尤其Al-Ti-O系夾雜物對澆注產(chǎn)生的波動及連澆爐數(shù)低的不足，提供一種通過對TiOx夾雜物的改性，使該鋼系在澆注中流動穩(wěn)定、至少可連續(xù)澆注5爐的Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟
1)進(jìn)行鐵水脫硫，并控制鐵水中的S的重量百分比含量彡O.002% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉
a、在出鋼到鋼水重量百分比的20 25%時，開始一次性按照3.3 4. 17公斤/噸鋼加入石灰；
b、控制進(jìn)入鋼水中的爐渣彡2.5公斤/噸鋼；
3)在LF爐中進(jìn)行精煉
a、控制精煉時間在30 40分鐘；
b、按照O.8 I. 7公斤/噸鋼加入石灰，并控制爐渣的二元堿度在3 8 ;
C、在精煉結(jié)束前的5分鐘內(nèi)，開始按照O. 38 O. 52公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線.
-^4 ，
d、控制最終鋼水中O的重量百分比含量< 25PPm ；
4)按照常規(guī)澆注成坯。其特征在于在精煉時，按照O. 8 I. 7公斤/噸鋼加入螢石。本發(fā)明中主要工序的參數(shù)控制理由
本發(fā)明之所以將精煉時間控制在30 40分鐘，是因為隨著精煉時間的延長，鋼水在吹氬過程中接觸空氣的幾率增加，加劇了鋼水的二次氧化，造成鋼中Al2O3-TiOx復(fù)合夾雜增力口，夾雜物非但沒有減少，反而增加了夾雜物的數(shù)量，夾雜物的形貌也發(fā)生了變化。本發(fā)明之所以在精煉結(jié)束前的5分鐘內(nèi)，開始按照O. 38 O. 52公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線，是因為Ca — Fe線加入量少，導(dǎo)致鋼種殘余的Al2O3和澆注過程由于二次氧化新生產(chǎn)的Al2O3夾雜不能完全生成12Ca0-7 Al2O3，在澆注過程中會形成水口結(jié)瘤；Ca—Fe線加入量多，則在鋼中如上述所說形成部分12Ca0-7 Al2O3后，同時殘余的鋼水游離Ca元素會形成較多的含鈣復(fù)合夾雜，主要有CaO- Al2O3, Al2O3-TiOx- CaO，同時含鈣復(fù)合夾雜的數(shù)量隨著鈣含量的增加成比例的增加，夾雜物反而增多。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過對煉鋼精煉工序控制S含量，控制熔渣氧化性，使得鈦系含鋁鎮(zhèn)靜鋼可澆注性能的提高，即在澆鑄過程中溫度、過程液位波動減小，流動穩(wěn)定，至少可連續(xù)澆注爐數(shù)由原來的不到3爐提高到至少5爐，鑄坯性能得到良好改觀，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量滿足客戶要求。
具體實施例方式下面對本發(fā)明予以詳細(xì)描述
實施例I
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟
1)進(jìn)行鐵水脫硫，鐵水中的S的重量百分比含量O.001% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉
a、在出鋼到鋼水總量的20%時，開始一次性按照3.33公斤/噸鋼加入石灰；
b、進(jìn)入鋼水中的爐渣為2.2公斤/噸鋼；
3)在LF爐中進(jìn)行精煉a、精煉時間為35分鐘；
b、按照I.2公斤/噸鋼加入石灰，爐渣的二元堿度為4 ；
C、在精煉結(jié)束前的5分鐘，開始按照O. 52公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線； d、最終鋼水中O的重量百分比含量為20PPm ；
4)按照常規(guī)澆注成坯。本實施例在澆注中鋼水流動穩(wěn)定，共連續(xù)澆注了 5爐。實施例2
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟 1)進(jìn)行鐵水脫硫，鐵水中的S的重量百分比含量O.001% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉
a、在出鋼到鋼水總量的22%時，開始一次性按照3.6公斤/噸鋼加入石灰；
b、進(jìn)入鋼水中的爐渣2.O公斤/噸鋼；
3)在LF爐中進(jìn)行精煉
a、精煉時間為33分鐘；
b、按照O.8公斤/噸鋼加入石灰，并控制爐渣的二元堿度在4. 5 ；
C、在精煉結(jié)束前的4. O分鐘，開始按照O. 45公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線； d、最終鋼水中O的重量百分比含量為18PPm ；
4)按照常規(guī)澆注成坯。本實施例在澆注中鋼水流動穩(wěn)定，共連續(xù)澆注了 6爐。實施例3
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟
1)進(jìn)行鐵水脫硫，鐵水中的S的重量百分比含量O.001% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉
a、在出鋼到鋼水總量的25%時，開始一次性按照4.I公斤/噸鋼加入石灰；
b、進(jìn)入鋼水中的爐渣為2.I公斤/噸鋼；
3)在LF爐中進(jìn)行精煉
a、控制精煉時間在35分鐘；
b、按照I.2公斤/噸鋼加入石灰，爐渣的二元堿度為5 ；
C、在精煉結(jié)束前的3. 5分鐘，開始按照O. 42公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線； d、最終鋼水中O的重量百分比含量19PPm ；
4)按照常規(guī)澆注成坯。本實施例在澆注中鋼水流動穩(wěn)定，共連續(xù)澆注了 7爐。實施例4
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟
1)進(jìn)行鐵水脫硫，鐵水中的S的重量百分比含量為O.001% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉
a、在出鋼到鋼水總量的23.5%時，開始一次性按照4. 17公斤/噸鋼加入石灰；
b、進(jìn)入鋼水中的爐渣為I.83公斤/噸鋼；
3)在LF爐中進(jìn)行精煉a、精煉時間為38分鐘；
b、按照I.7公斤/噸鋼加入石灰，爐渣的二元堿度為5. 2 ；
C、在精煉結(jié)束前的2. 5分鐘，開始按照O. 5公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線； d、控制最終鋼水中O的重量百分比含量22PPm ；
4)按照常規(guī)澆注成坯。本實施例在澆注中鋼水流動穩(wěn)定，共連續(xù)澆注了 6爐。實施例5
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟
1)進(jìn)行鐵水脫硫，并控制鐵水中的S的重量百分比含量O.00085% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉
a、在出鋼到鋼水總量的24%時，開始一次性按照4.13公斤/噸鋼加入石灰；
b、控制進(jìn)入鋼水中的爐渣I.83公斤/噸鋼；
3)在LF爐中進(jìn)行精煉
a、控制精煉時間在38分鐘；
b、按照I.7公斤/噸鋼加入石灰，并控制爐渣的二元堿度在5. 5 ;由于爐渣的粘度較高，故按照O. 9公斤/噸鋼加入了螢石；
C、在精煉結(jié)束前的I. 5分鐘，開始按照O. 38公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線； d、控制最終鋼水中O的重量百分比含量22PPm ；
4)按照常規(guī)澆注成坯。本實施例在澆注中鋼水流動穩(wěn)定，共連續(xù)澆注了 6爐。當(dāng)在精煉時，可根據(jù)爐渣的粘度在O. 8 I. 7公斤/噸鋼范圍內(nèi)合理加入螢石。通過表I與本發(fā)明各實施例結(jié)果的分析對比情況，可看出，本發(fā)明實現(xiàn)了其目的要有的鋼水流動穩(wěn)定，連續(xù)澆注爐次至少為5爐，大大提高了作業(yè)效率，同時還可提高澆注坯的質(zhì)量；鋼水在澆注過程中能實現(xiàn)恒拉速澆鋼；塞棒能夠?qū)崿F(xiàn)快速自動控制，開澆后可快速進(jìn)入自動澆鋼，避免了手動澆鋼帶來的鑄坯接痕，同時鋼種夾雜物數(shù)量減少，夾雜物形態(tài)得到控制。同時根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況觀察，澆注6爐剛后，塞棒侵蝕較少，結(jié)瘤物幾乎沒有，仍有潛力繼續(xù)澆注。此方法使鋼水內(nèi)部質(zhì)量和鑄坯質(zhì)量均得到較好控制。上述實施例僅為最佳例舉，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。
權(quán)利要求
1.一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其步驟 1)進(jìn)行鐵水脫硫，并控制鐵水中的S的重量百分比含量彡O.002% ； 2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉 a、在出鋼到鋼水重量百分比的20 25%時，開始一次性按照3.3 4. 17公斤/噸鋼加入石灰； b、控制進(jìn)入鋼水中的爐渣彡2.5公斤/噸鋼； 3)在LF爐中進(jìn)行精煉 a、控制精煉時間在30 40分鐘； b、按照O.8 I. 7公斤/噸鋼加入石灰，并控制爐渣的二元堿度在3 8 ;C、在精煉結(jié)束前的5分鐘內(nèi)，開始按照O. 38 O. 52公斤/噸鋼一次性加入Ca — Fe線. ， d、控制最終鋼水中O的重量百分比含量< 25PPm ； 4)按照常規(guī)澆注成坯。
2.如權(quán)利要求I所述的一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法，其特征在于在精煉時，按照O. 8 I. 7公斤/噸鋼加入螢石。
全文摘要
一種提高Ti系含鋁鎮(zhèn)靜鋼澆注性能的方法鐵水脫硫；轉(zhuǎn)爐冶煉；在LF爐中進(jìn)行精煉；按照常規(guī)澆注成坯。本發(fā)明通過對煉鋼精煉工序控制S含量，控制熔渣氧化性，使得鈦系含鋁鎮(zhèn)靜鋼可澆注性能的提高，即在澆鑄過程中溫度、過程液位波動減小，流動穩(wěn)定，至少可連續(xù)澆注爐數(shù)由原來的不到3爐提高到至少5爐，鑄坯性能得到良好改觀，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量滿足客戶要求。
文檔編號C21C5/28GK102925626SQ20121043095
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者朱志鵬, 王光進(jìn), 耿恒亮, 王金平, 張鵬飛, 王歡泉, 黃光新, 王彥林 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司