CN101319259A

CN101319259A - 细小氧化物弥散钢的制备方法

Info

Publication number: CN101319259A
Application number: CNA2008100123631A
Authority: CN
Inventors: 唐复平; 王晓峰; 刘万山; 孟劲松; 任子平; 李德刚; 陈本文; 王仁贵; 张军; 王文仲; 李镇; 张晓军; 孙群; 栗红
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: CN100552053C

Abstract

本发明涉及一种炼钢的炉外精炼技术，特别涉及一种细小氧化物弥散钢的制备方法。包括以下步骤：(i)脱氧产物的去除：当钢液脱氧后，通过喷粉、喂线、射丸或球体直接喂入的方法，在LF、RH、VD或CAS－OB工位向钢液喂入粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体；(ii)弥散氧化物的生成：当钢液氧含量在0.0001％～0.008％时，向钢液中添加脱氧元素Ti、Zr、RE、Y、Al、Ca、Mg和Ba中的任意一种。本发明对钢液中氧化物夹杂的控制更为有效和完全，可以稳定而快速的大量生产氧化物粒径小于1μm的细小氧化物弥散钢，从而极大的提高钢材质量降低冶炼成本。

Description

细小氧化物弥散钢的制备方法

技术领域

本发明涉及一种炼钢的炉外精炼技术，特别涉及一种细小氧化物弥散钢的制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

众所周知，利用钢中弥散的有益夹杂物(CaO、Ti₂O₃、BN、REM(O，S)、VN、TiN、ZrO₂等)可以改善钢水质量。近年来，粒径小于2μm的夹杂物，尤其是利用氧化物系夹杂物改善钢中弥散量的技术正在受到关注。最近一些专利公开了为了增加氧化物的弥散量，在预脱氧时，将氧含量调整到一定范围后，再添加强脱氧剂，这是利用一次脱氧产物的方法。

例如在专利JP 2001-288509文献中，将钢水中的氧控制在20～80ppm后，依次添加Ti、Al和Ca进行脱氧，这是按照脱氧能力从弱到强的顺序添加的，可以细化并增加氧化物弥散量。这种方法既可以减少钢水中氧的过饱和度，还可以反复进行脱氧反应，起到了抑制氧化物过度生长和粗大化的作用。但是，在专利文献提到的方法中，夹杂物的成分由反复添加的脱氧元素决定，而且氧化物的弥散量由初期溶解于钢水中的氧决定，而且也不能促进氧化物的细化和弥散。也就是说，这些方法没有超出传统脱氧方法的范围，也不是有效增加细小夹杂物的弥散量的技术手段。

另外也有一些专利文献报道了为了增加细小氧化物的弥散量或控制其成份向钢水中吹氧的方法。

在专利文献JP8-246026中，钢中夹杂物形态的控制方法是，添加脱氧剂后，向镇静状态的钢水中吹氧，每吨钢水的吹氧量为1×10^-2～6×10^-2。但是在此文献中，采用的只不过是单纯的添加氧源方法。在专利文献JP10-193046中，提到了氧气的供给方法(用固体氧离子导体，通过施加电压，将氧气加入到钢水中)、细小氧化物生成和弥散方法以及向钢水中吹入氧化性气体，使细小氧化物弥散的方法。这些方法都是在低氧状态下供氧的，在脱氧反应中过饱和度不高，可以抑制粗大脱氧生成物的生成。但是，在此文献中提到的方法由于氧气供给速度慢，在以大量生产为前提的钢铁生产工艺中，实用性差。专利文献JP2002-256330提到了向钢水中添加脱氧剂后，氧含量高的钢水比添加脱氧剂的钢水中的氧化物更细小。但是，在此文献中，还提到了将氧含量高的钢水与添加脱氧剂的钢水混合，采用这种方法难于大量生产钢水。因此，要改善钢水质量，亟待解决的问题就是稳定且快速地增加弥散在钢中的氧化物粒子的弥散量，将细小氧化物弥散钢的生产方法应用于现代化钢铁生产中。

发明内容

本发明是针对上述现有技术中存在的问题提出的，其目的是提供一种使氧化物类夹杂物较细微且弥散分布在钢中，提高钢材质量，在炉外精炼过程中制备细小氧化物弥散钢的工艺方法。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：细小氧化物弥散钢的制备方法，包括以下步骤：(i)脱氧产物的去除：当钢液脱氧后，通过喷粉、喂线、射丸或球体直接喂入的方法，在LF、RH、VD或CAS-OB工位向钢液喂入粉剂、包芯线、复合球丸、复合球体；(ii)弥散氧化物的生成：当钢液氧含量在0.0001％～0.008％时，向钢液中添加脱氧元素Ti、Zr、RE、Y、Al、Ca、Mg或Ba中的任意一种。

所述的在LF、RH、VD或CAS-OB工位向钢液喂入所述的粉剂、包芯线、复合球丸、复合球体：

(1)粉剂：在LF、RH或CAS-OB精炼后期、在LF、RH、VD或CAS-OB精炼结束后或在VD精炼开始前采用喷粉工艺喷入钢液，输送气体为Ar、CO₂中任意一种或二者的混合气体，输送气压控制在0.01～2.0MPa，粉剂喂入量在0.3～1.5kg/t，粉剂输送速率在0.01～3.5kg/s。

(2)包芯线：在LF、RH或CAS-OB精炼后期、在LF、RH、VD或CAS-OB精炼结束后或在VD精炼开始前采用喂线工艺喂入钢液，喂线过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180～350m/min，喂入量在50～800m/t，喂线后静止0.5～10min，再进行吹氩轻处理，氩气的流量为50～280Nl/min，弱吹氩时间为0.5～5min。

(3)复合球丸：在LF、RH或CAS-OB精炼后期、在LF、RH、VD或CAS-OB精炼结束后或在VD精炼开始前采用射丸工艺射入钢液，采用氩气作为载体，气压控制在0.1～1.0MPa。射入量为0.5～5kg/t，射入速度在0.1～3.0kg/s。

(4)复合球体：在RH精炼处理后期加入，RH的真空度在66.7～500Pa，加入位置为下料管对侧的下降管处，加入后循环1～15min，喂入量在0.3～1.5kg/t，喂入速度在0.01～2.0kg/s。

所述的添加脱氧元素，需要同时对钢水进行充分的搅拌，搅拌时间在0.1～10min。

所述的添加脱氧元素，需在添加后向钢水中加入氧源，搅拌0.1～10min，氧源添加后钢水中的氧含量控制在0.008％以下。

所述的向钢水中加入氧源是通过向钢液中加入氧化物FeO、Fe₂O₃、MnO或MnO₂；吹入用惰性气体Ar、CO₂稀释氧气的气体或利用固体电解质的氧气泵中的任意一种形式实现。

所述的脱氧元素RE为稀土Ce、Nd、La、Gd、Sm中的任意一种。

所述的粉剂由下述原料按重量百分比制备而成：低熔点预熔渣粉剂1～70％，碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物1～60％，氧化钙或氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物10～98％，氟化钙0～40％，粘结剂0～20％。

所述的粉剂由下述原料按重量百分比制备而成：低熔点预熔渣粉剂10％～50％，碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物10～45％，氧化钙，氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物30～70％，氟化钙5～30％，粘结剂5～15％。

所述的包芯线以上述粉料为线芯，以2～5mm厚的低碳钢带为外皮制备而成。

所述的复合球体由球芯和外壳构成，所述的球芯主要由低熔点预熔渣粉剂、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物构成，所述的外壳主要由氧化钙或氧化镁的一种或两种的混合物构成。

所述的球芯由下述原料按重量百分比制备而成：低熔点预熔渣粉剂1～70％，碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物1～60％，氟化钙0～40％，粘结剂0～20％。

所述的球芯由下述原料按重量百分比制备而成：低熔点预熔渣粉剂10～50％，碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物10～45％，氟化钙5～30％，粘结剂5～15％。

所述的外壳还包括0～20％的粘结剂。

所述原料的粒度在1nm～3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度≥200ml。

所述的低熔点预熔渣粉剂由如下原料按重量百分比经制备而成：CaO 10～70％，Al₂O₃ 15～50％，SiO₂ 0～10％，MgO 0～10％，CaF₂ 0～30％，其熔点在1100℃～1550℃。

所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。

本发明所述粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体加入钢液后，首先发生分解反应，产生大量细小弥散的CO₂气体。反应过程本身就使粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体周围的钢液产生小范围的激烈流动和搅拌，给氧化物夹杂的上升提供了上浮条件和机会。另外，所产生的气体会聚合气泡上升，小气泡的形成和上升过程，就是对钢液小范围内实施了搅拌。小气泡的形成过程就是吸附夹杂物的过程，也就是说，在小气泡的周围，吸附了无数的氧化物夹杂，小气泡的上浮，也带着氧化物夹杂浮出钢液，被排出到渣中。喂入钢液中的碳酸盐粉剂细小弥散，无数的碳酸盐粉粒在钢液中分解，产生弥散气体，并聚合成小气泡上浮，这样在钢液中就形成无数个小范围的钢液流动或搅拌，汇总起来，整个钢液都在流动、沸腾，加上无数个小气泡的上浮，使氧化物夹杂的去除更为完全有效。与此同时，在已发生流动的钢液内不同区域或小范围内，所加入的氧化剂在使钢液氧含量降低的同时，也使生成的氧化物上浮排出。

另外，本发明粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体分解反应的另一产物CaO尺寸细小，能够在钢液中迅速熔化形成渣滴并与钢液中的Al₂O₃夹杂物形成低熔点钙铝酸盐上浮到钢包渣中，从而去除精炼过程产生的Al₂O₃夹杂物，降低钢中全氧含量。通过对各种剂型的优化选择控制整个反应的速度和效率。

本发明的优点和有益效果如下：

本发明适应于各种类型的氧化物弥散钢的制备方法，该方法是通过在炼钢的精炼过程中喂入本发明粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体的方法直接向钢水中添加有益氧化物及添加反应物质，短时间内快速的去除钢中的脱氧产物，并且添加一定数量的脱氧剂和氧源从而生产细小氧化物弥散钢，从而对钢液中氧化物夹杂的控制更为有效和完全，并可以稳定而快速的大量生产氧化物粒径小于1μm的细小氧化物弥散钢，本发明工艺简单、易于操作，成本低，有效的应用于现代化大规模钢铁生产工艺中。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

制备细小氧化物弥散钢：在LF、RH、VD或CAS-OB精炼结束后采用喂线工艺喂入包芯线，喂线过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180～350m/min，喂入量在100～800m/t，喂线后静止0.5～10min，然后进行吹氩气处理，氩气的流量为50～280Nl/min，弱吹氩时间为0.5～5min，吹氩结束后取样分析，当钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Ti，同时对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为0.5～3min，定氧，向钢液中加入氧源FeO并进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为0.5～5min，当钢液中氧含量在0.002～0.008％，向钢液添加Zr，同时对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为0.5～5min，后搬出上机浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述包芯线的配制，先制备低熔点预熔渣，按配方配比取CaO粉40kg、Al₂O₃ 35kg、SiO₂ 10kg、MgO 10kg、CaF₂ 5kg放入混料器中进行均匀混料，在镁砂坩埚中熔化、冷却，然后研磨成粒径为1nm～3.5mm的粉料，其熔点在1100～1550℃备用；再按配方配比分别取其粒径为1mm～3.5mm的低熔点预熔渣粉30kg、氟化钙粉5kg、氧化钙粉55kg、碳酸钙5kg、粘土5kg放入混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化钙的活度≥200ml；制备好的粉料放入80～200℃烘干设备进行烘干，时间为8～24h即为成品粉剂；以厚度为2～5mm的低碳钢带材作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，包线速度为8～30m/min，包芯线粉剂含量在100～240g/m。包芯线包装成1000～2000m/卷，包装要确保密封良好，防止潮湿，并在20天内使用。

实施例2

制备细小氧化物弥散钢：钢包运到RH工位，抽真空、脱氧合金化、净循环，在RH精炼后期采用喂线工艺喂入包芯线，喂线位置选择在RH下降管一侧，喂线速度在180～350m/min，喂入量在100～800m/t，喂线后净循环3～10min；当取样分析钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Ti，净循环0.5～6min，定氧，向钢液中加入氧源Fe₂O₃，循环1～5min，当钢液中氧含量在0.003～0.008％，向钢液添加Ca，净循环0.5～5min搬出浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述包芯线的配制，先按配方配比取CaO10kg、Al₂O₃50kg、SiO₂5kg、MgO 5kg、CaF₂30k制备低熔点预熔渣粉方法同实施例1；取粒径为1nm～3.5mm制备好的低熔点预熔渣粉1kg、氟化钙30kg、碳酸镁40kg、氧化镁29kg。其制备粉剂工艺、烘干处理与实施例1相同；以厚度为2～5mm的低碳钢带材作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，封装采用单层钢带搭接式制包芯线，包线速度为8～30m/min，包芯线粉剂含量在100～240g/m。包芯线包装成1000～2000m/卷，利于使用直接控制加入量与加入速度，包芯线的截面为圆形，包装要确保密封良好，防止潮湿，并在20天内使用。

实施例3

制备细小氧化物弥散钢：在LF、RH、VD或CAS-OB精炼结束后采用喷粉工艺向钢液喷入成品粉剂，输送气体为Ar、CO₂两者的混合气体，输送气压控制在0.01～2.0MPa，粉剂喂入量在0.3～1.5kg/t，粉剂输送速率在0.01～3.5kg/s，搬出；将钢包运到LF工位，取样分析，当钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Zr，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为0.5～5min，定氧，向钢液中加入氧源Fe₂O₃，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为1～5min，当钢液中氧含量在0.002～0.008％，添加脱氧合金元素Ca，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为1～8min，搬出、上机浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述粉剂的配制，首先按配方配比取CaO70kg、Al₂O₃15kg、SiO₂3kg、MgO 2kg、CaF₂10kg制备低熔点预熔渣粉方法同实施例1；取粒径为1nm～3.5mm制备好的低熔点预熔渣粉45kg、碳酸钙与碳酸镁的混合物30kg、氧化钙与氧化镁的混合物10kg、膨润土10kg、水玻璃5kg的粉剂放入立式混合中混料2～8h；再在烘干设备上进行烘干处理，烘干温度为80～200℃，时间为8～24h即为成品粉剂。冷却至室温装入超薄高强度聚乙烯塑料袋中，防潮密封包装1000kg/袋，包装要确保密封良好，防止潮湿，并在20天内使用。

实施例4

制备细小氧化物弥散钢：在LF、RH或CAS-OB精炼后期合金化结束后，将制备好的复合球丸通过射丸工艺加入到钢液中，同时采用氩气作为载体，气压控制在0.1～1.0MPa，射入量为0.5～5kg/t，搬出。将钢包运到RH工位精炼，当取样分析钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Ti，净循环0.5～5min，定氧，向钢液中加入氧源MnO₂，循环1～5min，当钢液中氧含量在0.001～0.008％，添加脱氧元素Nd，循环1～8min，搬出、上机浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述复合球体的配制，其外壳按含15％的粘土与氧化钙和氧化镁的混合物混合制备；球芯按配方配比先取CaO50kg、Al₂O₃40kg、SiO₂5kg、MgO 5kg制备低熔点预熔渣粉，其制备方法同实施例1，再取制备好的低熔点预熔渣粉60kg、氟化钙10kg、碳酸钙20kg、粘土10kg；

按上述配比将球芯所需的原料分别进行破碎碾压、气流微粉磨研磨，达到粒径为1nm～1.5mm，将上述球芯粉料放入混料器中进行充分搅拌混合，混料时间为1～3h。将上述混合后的原料再在烘干设备中进行烘干处理，烘干温度为80～110℃，时间为2～6h。将上述烘干处理后的原料采用挤压方法在压球机上制球芯，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到球芯的直径为0.05～10mm。按上述配比取外壳所需的粉料在混料器中进行充分混合，氧化钙、氧化镁的活度≥200ml，混料时间为1～3h。将已制好的球芯与外壳原料通过滚动方法在圆盘造粒机上进行复合制丸，通过筛分对球丸大小进行控制确定，制好的复合球丸尺寸为0.25～20mm，最后将其在60～120℃烘干，烘干时间10～18h，冷却至室温将其分别包装10～30kg/袋，并在20天内使用。

实施例5

制备细小氧化物弥散钢：在LF、RH或CAS-OB精炼后期采用喷粉工艺向钢液喷入成品粉剂，输送气体为Ar，输送气压控制在0.01～2.0MPa，粉剂喂入量在0.3～1.5kg/t，粉剂输送速率在0.01～3.5kg/s搬出，将钢包运到CAS-OB工位，当取样分析钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Ce，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为0.5～5min，定氧，向钢液中加入氧源MnO₂，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为1～5min，当钢液中氧含量在0.002～0.008％，添加脱氧合金元素Ca，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为1～8min，搬出、上机浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述粉剂的配制，首先按配方配比取CaO50kg、Al₂O₃30kg、CaF₂20kg，制备低熔点预熔渣粉的方法同实施例1；取粒径为1nm～3.5mm制备好的低熔点预熔渣粉3kg、氟化钙2kg、碳酸钙10kg、氧化镁85kg与实施例1相同方法制成品粉剂；防潮密封包装1000kg/袋，包装要确保密封良好，防止潮湿，并在20天内使用。

实施例6

制备细小氧化物弥散钢：当钢液脱氧后，在RH精炼处理后期加入上述复合球体，复合球体投入时RH的真空度在66.7～500Pa。加入位置为下降管对侧的下料管处，喂入量在0.3～1.5kg/t，喂入速度在0.01～2.0kg/s，复合球体加入后净循环1～15min，当取样分析钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Y，循环1～5min，定氧，输送Ar和O₂的混合气体，其中O₂含量在1～15％，后循环1～5min，当钢液中氧含量在0.003～0.008％，添加脱氧合金元素Ba，后循环1～8min，搬出、上机浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述复合球体的配制，其外壳按含20％的粘土与氧化镁混合制备；球芯按配方配比先取CaO25kg、Al₂O₃45kg、SiO₂8kg、MgO 8kg、CaF₂14kg制备低熔点预熔渣粉，其制备方法同实施例1，再取制备好的低熔点预熔渣粉20kg、氟化钙5kg、碳酸镁35kg、氧化钙30kg、膨润土10kg；

按上述配比将球芯所需的原料进行破碎碾压、气流微粉磨研磨，达到粒径为80nm～3mm，将上述球芯粉料放入混料器中进行充分搅拌混合，混料时间为1～3h。将上述混合后的原料再在烘干设备中进行烘干处理，烘干温度为100～140℃，时间为2～4h；将上述烘干处理后的原料采用挤压方法在压球机上制球芯，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到球体的直径为1～40mm；按上述配比取外壳所需的粉料在混料器中进行充分混合，氧化钙的活度≥200ml，混料时间为1～3h。将已制好的球芯与外壳原料分别通过滚动方法在圆盘造球机上进行复合制球，通过筛分对球体大小进行控制确定，制好的复合球体尺寸为20～80mm，最后将复合球体在90～160℃烘干，烘干时间10～15h，冷却至室温包装10kg～30kg/袋，并在20天内使用。

实施例7

制备细小氧化物弥散钢：当钢液脱氧后，在VD精炼开始前采用喷粉工艺向钢液喷入上述粉剂，输送气体为CO₂，输送气压控制在0.01～2.0MPa，喂入量在0.3～1.5kg/t，粉剂输送速率在0.01～3.5kg/s。VD炉保压67Pa至少为15分钟，或预抽和保压时间至少为25分钟，VD真空处理期间，氩气压力不小于0.1MPa，氩气流量80～100Nl/min，搬出。钢包运到LF工位，当取样分析钢液氧含量在0.0001～0.008％时，向钢液中添加Ti，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，吹氩搅拌处理时间为1～5min，定氧，利用固体电解质的氧气泵供氧，当钢液中氧含量在0.002～0.008％，添加脱氧合金元素Y，后循环1～10min搬出浇注，连铸采用全程保护浇注。

所述粉剂的配制，首先按配方配比取CaO65kg、Al₂O₃15kg、SiO₂8kg、CaF₂12kg，制备低熔点预熔渣粉的方法同实施例1；取粒径为1mm～3.5mm制备好的低熔点预熔渣粉1kg、碳酸钙1kg、氧化镁98kg放入立式混合中混料2～8h；再在烘干设备上进行烘干处理，烘干温度为80～200℃，时间为8～20h即为成品粉剂。冷却至室温装入超薄高强度聚乙烯塑料袋中，防潮密封包装500kg/袋，包装要确保密封良好，防止潮湿，并在20天内使用。

实施例8

制备细小氧化物弥散钢：在VD精炼开始前采用喂线工艺将包芯线喂入钢液，输送气体为CO₂，输送气压控制在0.01～2.0MPa，喂入量在0.3～1.5kg/t，粉剂输送速率在0.01～3.5kg/s。VD炉保压67Pa至少为15分钟，或预抽和保压时间至少为25分钟，VD真空处理期间，氩气压力不小于0.1MPa，氩气流量80～100Nl/min，搬出。其它同实施例1。

所述包芯线的配制，首先按配方配比取CaO45kg、Al₂O₃20kg、SiO₂5kg、MgO 5kg、CaF₂25k制备低熔点预熔渣粉方法同实施例1；取粒径为1nm～3.5mm制备好的低熔点预熔渣粉15kg、氟化钙5kg、碳酸镁30kg、氧化钙25kg氧化镁25kg。其它同实施例1。

为了更好的说明采用本发明细小氧化物弥散钢的制备方法的效果，进行了下述对比试验：

发明例：

生产的品种碳含量为0.0030％。将转炉出钢碳含量控制在0.03～0.04％。调节RH下降管与下料管的位置，使之处于下料管的异侧，钢水运到RH工位后，测温取样，冶炼过程钢水实际温度高于需要的温度5～10℃，调节成份，当合金化结束后，并且当真空室真空度在80～350Pa时：

发明例A：射入复合球丸，加入后循环1～10min，喂入量在0.3～1.5kg/t，喂入速度在0.01～2.0kg/s，单次加入量在50～130kg，两次加入间隔在0.1～5min，复合球丸加入后至少循环1～10min。当钢液氧含量在0.0001～0.008％时，加入脱氧元素Ti和Mg，净循环0.5～10min，为了去除剩余的脱氧元素要添加必需的氧源FeO，氧源添加后钢水中的氧含量控制在0.008％以下，抑制碳化物及氮化物的生成。连铸采用全程保护浇注。

发明例B：从合金料仓投入复合球体，加入后循环1～10min，喂入量在0.3～1.5kg/t，喂入速度在0.01～2.0kg/s，单次加入量在50～130kg，两次加入间隔在0.1～5min，复合球体加入后至少循环1～10min。当钢液氧含量在0.0001～0.008％时，加入脱氧元素Ti和Mg，为了去除剩余的脱氧元素要添加必需的氧源MnO，氧源添加后钢水中的氧含量控制在0.008％以下，抑制碳化物及氮化物的生成。连铸采用全程保护浇注。

发明例C：喂入包芯线，喂线位置选择在RH下降管一侧，喂线速度在180～350m/min，喂入量在100～800m/t，喂入后循环1～10min，当钢液氧含量在0.0001～0.008％时，加入脱氧元素Ti和Mg，为了去除剩余的脱氧元素要添加必需的氧源FeO，氧源添加后钢水中的氧含量控制在0.008％以下，抑制碳化物及氮化物的生成。连铸采用全程保护浇注。

比较例：生产的品种碳含量为0.0030％，将转炉出钢碳含量在0.03～0.04％。100吨钢水运到RH工位后，抽真空，测温取样，调解成分，净循环，搬出，上机浇铸，连铸采用全程保护浇注。

试验结果见下述表1。

表1

	氧化物夹杂的大小d_i，μm	氧化物夹杂数量密度，N_v×10^-5(mm^-3)
	氧化物夹杂的大小d_i，μm	氧化物夹杂数量密度，N_v×10^-5(mm^-3)	发明例A	0.3～1	6.47
发明例B	0.4～1.2	4.85	发明例A	0.3～1	6.47
发明例B	0.4～1.2	4.85	发明例C	0.5～1.5	4.15
比较例	3～15	0.88	发明例C	0.5～1.5	4.15

Claims

1、细小氧化物弥散钢的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(i)脱氧产物的去除：当钢液脱氧后，通过喷粉、喂线、射丸或球体直接喂入的方法，在LF、RH、VD或CAS-OB工位向钢液喂入粉剂、包芯线、复合球丸、复合球体；

(ii)弥散氧化物的生成：当钢液氧含量在0.0001％～0.008％时，向钢液中添加脱氧元素Ti、Zr、RE、Y、Al、Ca、Mg或Ba中的任意一种。

2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤i所述的在LF、RH、VD或CAS-OB工位向钢液喂入所述的粉剂、包芯线、复合球丸、复合球体：

(4)复合球体：在RH精炼处理后期加入，RH的真空度在66.7～500Pa。加入位置为下料管对侧的下降管处，加入后循环1～15min，喂入量在0.3～1.5kg/t，喂入速度在0.01～2.0kg/s。

3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤ii所述的添加脱氧元素，需要同时对钢水进行充分的搅拌，搅拌时间在0.1～10min。

4、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤ii所述的添加脱氧元素，需在添加后向钢水中加入氧源，并搅拌0.1～10min，氧源添加后钢水中的氧含量控制在0.008％以下。

5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的向钢水中加入氧源是通过向钢液中加入氧化物FeO、Fe₂O₃、MnO或MnO₂；加入用惰性气体Ar、CO₂稀释氧气的气体或利用固体电解质的氧气泵中的任意一种形式实现。

6、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的脱氧元素RE为稀土Ce、Nd、La、Gd、Sm中的任意一种。

7、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的粉剂由下述原料按重量百分比制备而成：

低熔点预熔渣粉剂 1～70％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 1～60％

氧化钙或氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 10～98％

氟化钙 0～40％

粘结剂 0～20％。

8、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的粉剂由下述原料按重量百分比制备而成：

低熔点预熔渣粉剂 10～50％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 10～45％

氧化钙或氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 30～70％

氟化钙 5～30％

粘结剂 5～15％。

9、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的包芯线以上述粉料为线芯，以2～5mm厚的低碳钢带为外皮制备而成。

10、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的复合球体由球芯和外壳构成，所述的球芯主要由低熔点预熔渣粉剂、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物构成，所述的外壳主要由氧化钙或氧化镁的一种或两种的混合物构成。

11、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于所述的球芯由下述原料按重量百分比制备而成：

低熔点预熔渣粉剂 1～70％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 1～60％

氟化钙 0～40％

粘结剂 0～20％。

12、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于所述的球芯由下述原料按重量百分比制备而成：

低熔点预熔渣粉剂 10～50％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 10～45％

氟化钙 5～30％

粘结剂 5～15％。

13、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于所述的外壳还包括0～20％的粘结剂。

14、根据权利要求7、8、11或12所述的制备方法，其特征是所述原料的粒度在1nm～3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度≥200ml。

15、根据权利要求7、8、10、11或12所述的制备方法，其特征在于所述的低熔点预熔渣粉剂由如下原料按重量百分比经制备而成：CaO 10～70％，Al₂O₃ 15～50％，SiO₂ 0～10％，MgO 0～10％，CaF₂ 0～30％，其熔点在1100℃～1550℃。

16、根据权利要求7、8、11、12或13所述的制备方法，其特征在于所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。