一種棒線材合金鋼的鈣處理方法技術

本發明專利技術屬于鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種棒線材合金鋼的鈣處理方法。本發明專利技術采用“轉爐冶煉→LF精煉→RH精煉→方坯連鑄”生產工藝，在LF精煉結束時，向鋼液喂入鐵鈣線、硅鈣線或實心鈣線，喂線速度50~250m/min，控制鋼液中的鈣鋁質量百分比為（0.08~0.16），再經軟吹后再進行RH處理，RH處理結束后再進行輕鈣處理，向鋼液喂入鐵鈣線、硅鈣線或實心鈣線，喂線速度50~250m/min，控制鋼液中的鈣鋁質量百分比為（0.04~0.08），然后進行軟吹，澆注。本發明專利技術的該處理方法生產高品質鋼，夾雜物級別不會惡化，鋼水可澆性好，連澆爐數增加，鋼水的鈣含量較低而不影響澆注性能，同時使夾雜物塑性化，改善鋼的力學性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼鐵冶金
，特別涉及。
技術介紹
隨著社會的發展，工業上對鋼的綜合性能要求日趨嚴格，對合金結構鋼提出了更高強度、更高安全性、長壽命和低成本的迫切要求。大量的研究表明，鋼中夾雜物嚴重地影響著鋼的各種力學性能，因此，提高鋼液的純凈度，控制鋼液的非金屬夾雜物顯得異常重要。在冶金工業中，一方面通過應用各種冶煉工藝使夾雜物含量越來越少，尺寸越來越小；另一方面則是將夾雜物改性，使夾雜物在熱加工中較易變形，使其塑性化，如鈣處理技術。對棒線材合金鋼進行鋁脫氧時，常會存在鋼水可澆性差，連鑄水口粘接和堵塞等問題，通過對其進行合理的鈣處理能生成12Ca0 7A1203和CaO Al2O3等低熔點夾雜物，這類夾雜物不會粘結在水口上，不會造成水口堵塞，能夠大大改善鋁鎮靜鋼的澆鑄性能。進行鈣處理時，一般在澆濤前一次性向鋼水中加入足夠的鈣，對鋼液進行處理，但是這種鈣處理變性得到的非金屬液態夾雜物浸潤角大，不易上浮，容易殘留在鋼中而生成少量大尺寸的CaO-Al2O3系夾雜物，因此鈣處理后的夾雜物級別往往會惡化。此外，若鈣含量控制過低，夾雜物變性不夠，生成的仍是高熔點夾雜物，并不能改善鋼水的可澆性；若鈣處理控制過高，還會生成高熔點的硫化鈣夾雜物，這類夾雜物不但不利于解決鋼水可澆性差等問題，反而會增加水口粘結和堵塞的幾率。部分棒線材合金鋼，如焊絲鋼，要求成品的鈣含量盡量低，生產時為滿足鈣含量達標，通常鈣處理不恰當，導致鋼水可澆性差，連澆爐數低，使生產成本大大增加。由上可見，合理控制鈣處理極為重要。
技術實現思路
為了解決棒線材合金鋼鈣處理后的夾雜物級別惡化問題，本專利技術提供，目的是改善鋼水的潔凈度，并提高鋼水的可澆性，控制鋼水的鈣含量。實現本專利技術的技術方案是采用“轉爐冶煉一LF (鋼包)精煉一RH (脫氣循環)精煉一方坯連鑄”生產工藝，在LF精煉結束時對鋼水進行鈣處理，經軟吹后再進行RH處理，RH處理結束后再進行輕鈣處理，然后進行軟吹。第一次鈣處理的目的是使鋼液中的夾雜物在RH處理前就變性，并經過RH的循環碰撞可以盡快去除；第二次鈣處理的目的是對隨著溫度降低而析出的夾雜物進行變性，由于析出的夾雜物量相對少，因此采用輕鈣處理。具體的操作步驟如下 (1)對轉爐冶煉的鋼液采用鋁進行脫氧，使鋼液中氧氣含量〈10X 10_4%，然后進行LF精煉，精煉過程中控制爐渣中的成分為CaO :47 65wt%，Al2O3 :18 30wt%，SiO2 :3 25wt%，MgO 5 10wt%，FeO <lwt%, LF 精煉時間 30 55min ； (2)LF精煉結束后，向鋼液喂入鐵鈣線、硅鈣線或實心鈣線，喂線速度5(T250m/min，控制鋼液中的鈣鋁質量百分比為(0. 08、. 16)；(3)喂線完畢后，對鋼液進行軟吹氬氣，軟吹時間為2 10min，軟吹氣量控制在20 50NL/min ； (4)對鋼液進行RH真空處理，控制真空度<267Pa，處理時間2(T40min，純脫氣時間10 30min，提升氣量為 1300 1600NL/min ； (5)RH真空處理完畢后，向鋼液喂入鐵鈣線、硅鈣線或實心鈣線，喂線速度5(T250m/min，控制鋼液中的鈣鋁質量百分比為(0. 04、. 08)； (6)喂線完畢后，對鋼液進行軟吹氬氣，軟吹時間l(T25min，軟吹氣量控制2(T50NL/ min ； (7)最后向鋼水中加入中間包覆蓋劑，采用連鑄鋼包長水口吹氬保護澆注，得到鑄坯。其中，所述的棒線材合金鋼為冷鐓鋼、預應力鋼或齒輪鋼等以鋁脫氧的棒線材合金鋼，并不僅局限于這三種鋼種； 步驟(2)中所述的喂入的鈣線中，鐵鈣線的直徑為13i0. 6mm，其中鐵含量64 70wt%，鈣含量3(T36wt%，余量為雜質；硅鈣線的直徑為13i0. 6mm,其中硅含量為5(T65wt%，鈣含量28飛Owt%，余量為雜質；實心鈣線的直徑為9. 5i 0. 5mm，其中鈣含量> 97%，余量為雜質； 步驟(7)中所述的中間包覆蓋劑的成分為=CaO :45 55wt%，Al2O3 :3(T40wt%，SiO2 ^ 9wt%, MgO 6wt%0本專利技術的有益效果是 (I)生產高品質鋼，采用本專利技術的鈣處理方案后，夾雜物級別不會惡化。常規工藝通常是在澆注前一次性加鈣進行鈣處理，易生成較大的夾雜物且不易上浮，導致夾雜物超標；本專利技術將第一次鈣處理放在LF處理結束后，夾雜物在此時即轉變為液態的夾雜物，即使生成較大的夾雜物，經過RH的循環處理和兩次軟吹操作，液態夾雜物上浮時間至少比常規工藝長30min，尺寸較大的夾雜物(直徑大于IOiim)也完全可以碰撞聚合并從鋼液中排出，此夕卜，本專利技術在第一次鈣處理后有軟吹處理，這樣可以均勻鋼水中的鈣，使夾雜物能更好地變性，可以避免直接進入RH處理后夾雜物變性不完全的問題，第二段鈣處理對析出的夾雜物進行變性，這類夾雜物尺寸小，而且數量也極少，變性后經過軟吹也不會導致夾雜物級別惡化。(2)鋼水可澆性好，連澆爐數增加，生產成本降低。本專利技術方案中第一次鈣處理后鋼中的夾雜物呈液態，第二次輕鈣處理使析出的夾雜物也能得到有效變性，因此無論是脫氧過程生成的夾雜物還是溫度降低過程析出的夾雜物均不易在水口粘結，不能造成水口堵塞，鋼水的可澆性大大改善。這樣連澆爐數可以大大增加，使噸鋼的生產成本降低。(3)鋼水的鈣含量較低而不影響澆注性能。在真空條件下，鋼中的溶解鈣易生成鈣蒸氣從鋼中逸出，因此在RH處理過程中，鋼中的溶解鈣含量會越來越少，第二次輕鈣處理比常規鈣處理工藝鈣含量低很多，通常可以將鈣含量控制20 X 10_4%以內甚至更低，因此在不影響澆注性能的前提下，可以有效地控制鋼水中鈣含量，這對鈣含量控制嚴格的鋼種是極為有利的。(4)使夾雜物塑性化，改善鋼的力學性能。因夾雜物熔點低，在鋼中呈現液態球狀。在熱軋時，熔點低的夾雜物可以發生稍許變形，由于較低熔點的球狀夾雜物與鋼基體界面應力集中程度降低，這也有利于改善鋼材的力學性能。表I為原有鈣處理工藝與本專利技術所得的夾雜物評級。評級方法參照GB/T10561-2005，從表I可以看出，本專利技術相比原鈣處理工藝D類夾雜物級別明顯降低，可以滿足D類夾雜物< I級的要求。表I原有鈣處理工藝與本專利技術所得的夾雜物評級權利要求1.，其特征在于按照以下步驟進行(1)對轉爐冶煉的鋼液采用鋁進行脫氧，使鋼液中氧氣含量〈10 X 10-4%,然后進行LF精煉，精煉過程中控制爐渣中的成分為 CaO 47"65wt%, Al2O3 :18 30wt%，SiO2 :3 25wt%，Mg0 :5 10wt%，Fe0 <lwt%,LF精煉時間3(T55min ； (2)LF精煉結束后，向鋼液喂入鐵鈣線、硅鈣線或實心鈣線，喂線速度5(T250m/min，控制鋼液中的鈣鋁質量百分比為(0. 08、. 16)； (3)喂線完畢后，對鋼液進行軟吹氬氣，軟吹時間為2 10min，軟吹氣量控制在20 50NL/min ； (4)對鋼液進行RH真空處理，控制真空度<267Pa，處理時間2(T40min，純脫氣時間10 30min，提升氣量為 1300 1600NL/min ； (5)RH真空處理本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱苗勇，鄧志銀，田新中，胡黎寧，祭程，陰峻峰，鐘保軍，戴永剛，蘇慶林，
申請(專利權)人：東北大學，邢臺鋼鐵有限責任公司，
類型：發明
國別省市：