利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉控制方法技術

利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法。通過對轉爐冶煉終點控制、出鋼過程控制及爐外精煉工藝控制，使得鋼液中保持合適的氧含量，在精煉過程采用特定的合金元素對鋼液進行脫氧，使其脫氧產物進入爐渣，維持該特定元素在鋼液和爐渣之間的平衡，同時精煉過程中嚴格控制鋼液中的硫含量為0.001%~0.003%，以確保鋼液在凝固過程中生成成分合適、尺寸細小、形貌為球形或類球形等的二次氧化物夾雜粒子，并在該類二次氧化物粒子表面析出一層MnS的復合夾雜，這種細小的復合二次氧化物粒子在大線能量焊接的焊接熱影響區能夠誘導生成針狀鐵素體，顯著改善焊縫及熱影響區的強度和韌性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于煉鋼技術，特別涉及到利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法。
技術介紹
傳統的對高強度、厚規格鋼板焊接性能要求較高的鋼種以及韌性要求較高的非調質鋼種一般都是通過成分設計來達到改善焊接性能或沖擊韌性，如通過提高相應合金含量、降低碳當量、合適的PCM值等來提高鋼種的焊接性能，改善其沖擊韌性的，但是這種方法不僅提高了生產成本，而且鋼板焊接性能的提高及韌性的改善也很有限。大線能量焊接要求在1400℃高溫下有很強釘軋作用的粒子，并且能進一步細化焊縫和焊接熱影響區組織，以減小焊接部位和母材性能的差異；非調質鋼則要求在保證材料韌性的情況下能省去熱鍛后的調質處理，以降低生產成本。而且隨著社會的發展和技術的進步，大線能量焊接是未來的發展趨勢，因此，鋼中二次氧化物夾雜利用技術將為大線能量焊接提供技術保證。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，通過對冶煉過程脫氧工藝的控制，利用鋼-渣-夾雜物之間的平衡得到含有合適的溶解氧的鋼液，通過LF精煉爐、VD真空處理爐及軟吹去除鋼中的一次氧化物夾雜，有效利用鋼液凝固過程生成的二次氧化物夾雜，使它們成為誘導生成針狀鐵素體的形核核心，從而達到改善非調質鋼的韌性和高強度厚鋼板焊接性能的目的。本專利技術的技術方案：利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其工藝步驟為：?（1）轉爐吹煉終點控制鋼液中的氧含量為500~900ppm，轉爐出鋼過程根據鋼液中的氧含量加入適量FeSi、FeMn或Si-Mn合金對鋼液進行脫氧和合金化；（2）鋼液進入CAS站后進行強吹氬攪拌；鋼液進入LF精煉工位后對鋼液進行定氧；（3）造渣操作，加入脫氧元素Ti、Mg、Rem中的一種或幾種，得到高堿度、低FeO及合適Ti2O3含量的精煉爐渣；在精煉過程中喂入適量的鈣線，使鋼液中的一次氧化物夾雜通過吹氬攪拌去除；（4）LF精煉結束時對鋼液進行定氧、測溫、取樣，保證鋼液中的鋁、鈦、氧、硫等元素含量合適；鋼液進入VD真空處理爐后，對鋼液進行真空處理，在保真空的最后3min采用吹氬弱攪拌，破空后對鋼液定氧、測溫、取樣，成分合適的話軟吹一定時間后上臺澆注；（5）鋼水澆注，過熱度為10~20℃。本專利技術的優點：通過調整爐外精煉過程的脫氧工藝和精煉控制工藝，維持爐渣-鋼液-夾雜物之間的平衡，去除鋼中大顆粒的一次氧化物夾雜，充分利用過去認為無法去除的有害的二次氧化物夾雜，達到改善目標鋼種的焊接性能及沖擊韌性。附圖說明圖1、圖2為采用本專利技術方法得到的鑄坯金相組織照片。圖3、圖4為采用本專利技術方法得到的鋼板焊接熱影響區組織照片。具體實施方式實施例一：利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其工藝步驟為：入爐鐵水先進行鐵水預處理，處理后鐵水硫含量S=0.021%，溫度1286℃，鐵水入轉爐前必須將渣扒干凈。轉爐冶煉加入鐵水及廢鋼，鐵水137噸，廢鋼16噸。轉爐終點控制C=0.050%，P=0.009%，O=853ppm；嚴格擋渣出鋼，渣厚≤50mm，出鋼時間5min，出鋼1/5向鋼包中加入硅鐵（FeSi）和錳鐵(FeMn)進行脫氧，同時向鋼包中加入預熔渣350kg，石灰600Kg，出鋼3/5加完合金及渣料，脫氧沒有加鋁鐵(FeAl)等含鋁鐵合金，其他合金按正常要求添加；鋼液在爐后不喂鋁線，只進行測溫和吹氬操作。鋼水運送到LF精煉工位后，先送電5min，送電過程可加入造渣料，但不能加脫氧劑及能脫氧的渣料，然后測溫，溫度合適后進行定氧，定氧結果為40ppm，此時可向鋼水中加入200kg鈦鐵，加入鈦鐵后，吹Ar攪拌5min，然后對鋼液進行正常的造渣和加熱升溫，并根據精煉爐渣的實際情況向渣面撒入適量電石或碳粉進行脫氧，以確保精煉爐渣的還原性，在LF精煉末期按成分要求加入B鐵（150t裝入量，硼鐵需準確稱量），確保B鐵必須加入到鋼水中。精煉結束前對鋼液進行定氧，溶解氧含量0.0018%，將鋼水運送到VD爐進行真空處理。真空處理保真空時間18min，在保真空的最后3min采用吹氬弱攪拌，破空后對鋼液定氧、測溫、取樣，軟吹15min后上臺澆注，鋼水澆注過程的平均過熱度為18℃。對鋼板中氧化物夾雜的檢測分析發現，鋼中典型夾雜物氧化物粒子成分合適、尺寸細小、呈球形或類球形，且分布均勻。鑄坯組織見圖1。在熱輸入為140kJ/cm的條件下焊接，焊接接頭處性能見表1，焊接熱影響區組織見圖3。焊接結果表明鋼板焊接性能優良，能滿足標準要求。表1?焊接接頭拉伸和彎曲性能及不同位置試件沖擊結果實施例二：利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其工藝步驟為：入爐鐵水先進行鐵水預處理，處理后鐵水硫含量S：0.019%，溫度：1297℃，鐵水入轉爐前必須將渣扒干凈。轉爐冶煉加入鐵水及廢鋼，鐵水135噸，廢鋼18噸。轉爐終點控制C=0.040%，P：0.008%，O=766ppm；嚴格擋渣出鋼，渣厚≤50mm，出鋼時間6min，出鋼1/5向鋼包中加入硅鐵（FeSi）和錳鐵(FeMn)進行脫氧，同時向鋼包中加入預熔渣350kg，石灰600Kg，出鋼3/5加完合金及渣料，禁止加入鋁鐵(FeAl)等含鋁鐵合金進行脫氧，其他合金按正常要求添加；鋼液在爐后不喂鋁線，只進行測溫和吹氬操作。鋼水運送到LF精煉工位后，先送電5min，送電過程可加入造渣料，但不能加脫氧劑及能脫氧的渣料，然后測溫，溫度合適后進行定氧，定氧結果為46ppm，此時可向鋼水中加入220kg鈦鐵，加入鈦鐵后，吹Ar攪拌5min，然后對鋼液進行正常的造渣和加熱升溫，并根據精煉爐渣的實際情況向渣面撒入適量電石或碳粉進行脫氧，以確保精煉爐渣的還原性，在LF精煉末期按成分要求加入B鐵（150t裝入量，硼鐵需準確稱量），確保B鐵必須加入到鋼水中。精煉結束前對鋼液進行定氧，溶解氧含量0.0016%，將鋼水運送到VD爐進行真空處理。真空處理保真空時間18min，在保真空的最后3min采用吹氬弱攪拌，破空后對鋼液定氧、測溫、取樣，軟吹15min后上臺澆注，鋼水澆注過程的平均過熱度為16℃。對鋼中氧化物夾雜的檢測分析發現，鋼中典型夾雜物氧化物粒子成分合適、尺寸細小、呈球形或類球形，且分布均勻。鑄坯組織見圖2。在熱輸入為190kJ/cm的條件下焊接，焊接接頭處性能見表2，焊接熱影響區組織見圖4。焊接結果表明鋼板焊接性能優良，能滿足標準要求。表2???焊接接頭拉伸和彎曲性能及不同位置試件沖擊結果本文檔來自技高網...

【技術保護點】
利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其特征在于按以下工藝步驟進行：？（1）轉爐吹煉終點控制鋼液中的氧含量為500~900ppm，轉爐出鋼過程根據鋼液中的氧含量加入適量FeSi、FeMn或Si？Mn合金對鋼液進行脫氧和合金化；（2）鋼液進入CAS站后進行強吹氬攪拌；鋼液進入LF精煉工位后對鋼液進行定氧；（3）造渣操作，加入脫氧元素Ti、Mg、Rem中的一種或幾種，得到高堿度、低FeO及合適Ti2O3含量的精煉爐渣；在精煉過程中喂入適量的鈣線，使鋼液中的一次氧化物夾雜通過吹氬攪拌去除；（4）LF精煉結束時對鋼液進行定氧、測溫、取樣，保證鋼液中的鋁、鈦、氧、硫等元素含量合適；鋼液進入VD真空處理爐后，對鋼液進行真空處理，在保真空的最后3min采用吹氬弱攪拌，破空后對鋼液定氧、測溫、取樣，成分合適的話軟吹一定時間后上臺澆注；（5）鋼水澆注，過熱度為10~20℃。

【技術特征摘要】
1.利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其特征在于按以下工藝步驟進行：?
（1）轉爐吹煉終點控制鋼液中的氧含量為500~900ppm，轉爐出鋼過程根據鋼液中的氧含量加入適量FeSi、FeMn或Si-Mn合金對鋼液進行脫氧和合金化；
（2）鋼液進入CAS站后進行強吹氬攪拌；鋼液進入LF精煉工位后對鋼液進行定氧；
（3）造渣操作，加入脫氧元素Ti、Mg、Rem中的一種或幾種，得到高堿度、低F...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊俊，張愛兵，劉建兵，楊云清，翟運濤，高海亮，張青學，
申請(專利權)人：湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：