CN101525718A - 一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺 - Google Patents

Abstract

一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺，属于炼钢技术领域。工艺为：出钢量达到1/5～1/4时先加入脱氧剂后加入钼铁；钼铁粒度为20mm－50mm块状钼铁，其中＜20mm的不大于5％；钼铁加入量按目标或低于目标含量控制，钼铁收得率按95％～100％计算，但以钢中钼含量不超过目标含量为准；出钢过程全程控制钢包底吹氩流量在6－8NL/(min·t)；出钢温度为1680℃－1740℃；精炼要求采用5mm～30mm块状钼铁；取精炼初始钢样检验，按目标钼含量要求补加钼铁；底吹氩气量为6－8Nl/(min·t钢)，搅拌时间为3min－60min，结束温度为1550℃－1640℃。优点在于：实现了精炼完毕钼含量的精准控制，防止了精炼加入大量钼铁造成温降过大，实现稳定、高效、批量生产。

Description

一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别是提供了一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺，适用于具有搅拌功能的转炉-精炼工艺。

背景技术

钢中含有一定含量的钼可使钢具有均匀的微晶结构，降低共析分解温度，扩大热处理温度范围和淬透深度，还能提高它的硬度和韧性、抗蠕变性能。钼含量的变化严重影响着各高级品种钢的生产加工工艺，因此必须稳定精确控制钢中的钼含量；目前在钢铁行业钼的合金化一般方法为加入钼铁，而钼铁的价格昂贵，因此，在冶炼含钼钢种时精确稳定控制钼的含量同时保证不必加入过多钼铁至关重要。

由于钼的熔点很高2622±10℃，所以一般认为只有足够高的温度和时间才可以使钼铁中的钼充分熔化并溶解于钢中，一般情况下钼铁是伴随废钢在废钢料斗中一起加入到转炉内的，但由于在高于600℃时钼可以被迅速氧化成三氧化钼和二氧化钼，因此在转炉吹炼的过程中钼将会氧化并进入炉渣(包括普通的单渣和脱磷时的双渣)或升华，这样就导致了钼铁收得率相对较低，只有80％-85％，大大增加了冶炼成本，因此最近出现的新的钼合金化工艺为将钼铁改为转炉出钢加入，这样即利用了出钢的高温又利用了强大的势能同时辅以强烈的钢包底吹氩气搅拌，使收得率提高到93％以上，但由于冶炼钢种的不同转炉出钢钢水的氧化性有很大差别，这样造成了钼铁收得率的不稳定，最终成品钢中的钼含量波动很大，为后序轧钢及热处理等工序带来了不稳定因素，严重影响了新品种开发。

发明内容

本发明目的旨在提供一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺，在转炉出钢时先加入脱氧剂(铝铁、锰铁等)后加入钼铁，加入量为小于或等于所需加入的钼铁总量，底吹氩气搅拌使之溶解混匀，然后根据精炼初始钢成分在精炼阶段对钼含量按目标要求进行调整(精炼工序加入的钼收得率为100％)，这样就可以使之精准达到目标值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

转炉冶炼控制如下技术参数：

钼铁加入方式：在出钢量达到1/5～1/4时加入合金化物质(合金化物质为铁合金或金属，可以为：铬铁(0-130kg/t·钢)、锰铁(0-40kg/t·钢)、硅锰铁(0-110kg/t·钢)、硅铁(0-14kg/t·钢)、钒铁(0-20kg/t·钢)、铌铁(0-6kg/t·钢)、铜(0-10kg/t·钢)、铅(0-3.5kg/t·钢)、镍(0-10kg/t·钢)、钴(0-40kg/t·钢)、钨(0-100kg/t·钢))和钼铁，加入顺序为先加入脱氧剂(脱氧剂可以为以下几种：硅锰铁(0-110kg/t·钢)、硅铁(0-14kg/t·钢)、铝铁(0-10kg/t·钢)、金属铝(2-10kg/t·钢)等)后加入钼铁；钼铁加入量按目标含量计算或低于目标含量控制(钼铁收得率按95％～100％计算，但以最后钢中钼含量不超过目标含量为准)；

控制的钼铁粒度，要求采用20mm-50mm块状钼铁，其中＜20mm的不大于5％；

保证钢包底吹良好，出钢过程全程大氩气量6-8Nl/(min·t钢)吹氩搅拌；

出钢温度控制在1680℃-1740℃；为了达到成品钼含量的稳定精准控制，在LF炉精炼工序中使用小颗粒钼铁按目标含量进行钼含量调整。

在LF炉精炼工序为：

(1)控制钼铁粒度，要求采用5mm～30mm块状钼铁，其中＜5mm的不大于5％；

(2)取精炼初始钢样检验，按目标钼含量要求补加钼铁(钼铁收得率为100％)，要求保证加入到钢液中；

(3)保证钢包底吹良好，氩气量6-8Nl/(min·t钢)吹氩搅拌3min-60mim；

(4)精炼结束温度为1550℃-1640℃。

本发明的优点：弥补了转炉出钢过程中由于钢水氧化性不同等原因造成的钢中钼含量波动，还防止大量钼铁在精炼工序加入时造成的温降，实现了精炼完毕钼含量的精准控制，可以实现稳定、高效、批量生产。

具体实施方式

实施实例1：

某钢种目标钼含量为0.15％(范围为0.10％～0.20％，质量百分比)

钼铁采用小块状，其中钼含量为61％，其粒度为20mm-50mm；钢包底部透气砖工作状态良好，底吹氩流量在6.5NL/(min·t钢)；出钢温度为1710℃；在出钢量达到1/5时先加入铝铁后加入钼铁。

钼收得率相关数据如表1所示，其中钼铁加入量按目标控制(转炉钼的收得率按100％计算)。

表1钼收得率相关数据

成品Mo％	MoFe加入量/kg	实际转炉Mo的收得率	出钢量/t
				0.143	246	95％	100

进钢包炉加入补加12kg粒度为5mm～30mm块状钼铁，同时钢包底吹氩搅拌，流量为7.0NL/(min·t钢)，精炼结束温度1563℃，精炼结束直至成品钢中钼含量为0.15％，为目标要求。钼铁综合收得率为95.2％。

实施实例2：

某钢种目标钼含量为0.20％(范围为0.15％～0.25％，质量百分比)

钼铁采用小块状，其中钼含量为61％，其粒度为20mm-50mm；钢包底氩流量为6.8NL/(min·t钢)；出钢温度为1715℃；在出钢量达到1/4时先加入铝铁后加入钼铁。

钼收得率相关数据如表2所示，其中钼铁加入量按目标与下限的中间值控制0.175％(转炉钼的收得率按100％计算)。

表2钼收得率相关数据

成品Mo％	MoFe加入量/kg	实际转炉Mo的收得率	出钢量/t
				0.167	287	98％	103

进钢包炉后加入补加56kg粒度为5mm～30mm块状钼铁，同时钢包底吹氩搅拌，流量为7.5NL/(min·t钢)，精炼结束温度1565℃，精炼结束直至成品钢中钼含量为0.20％，为目标要求。钼铁综合收得率为98.9％。

实施实例3：

某钢种目标钼含量为0.20％(范围为0.15％～0.25％，质量百分比)

钼铁含钼量为60％，其粒度为20mm-50mm；钢包底吹氩流量为7.0NL/(min·t钢)；出钢温度为1720℃；在出钢量达到1/4时先加入铝铁后加入钼铁。

钼收得率相关数据如表3所示，钼铁加入量按下限0.15％控制(转炉钼的收得率按95％计算)。

表3钼收得率相关数据

成品Mo％	MoFe加入量/kg	实际转炉Mo的收得率	出钢量/t
				0.147	263	99％	101

进钢包炉后加入补加89kg粒度为5mm～30mm块状钼铁，同时钢包底吹氩搅拌，流量为8.0NL/(min·t钢)，精炼结束温度1568℃，精炼结束直至成品钢中钼含量为0.20％，为目标要求。钼铁综合收得率为95.8％。

Claims (4)

1、一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺，其特征在于，转炉冶炼控制如下技术参数：

钼铁加入方式：在出钢量达到1/5～1/4时加入合金化物质和钼铁，加入顺序为先加入脱氧剂后，加入钼铁；钼铁加入量按目标含量计算或低于目标含量控制；

控制的钼铁粒度，要求采用20mm-50mm块状钼铁，其中＜20mm的不大于5％；

保证钢包底吹良好，出钢过程全程大氩气量6-8Nl/(min·t钢)吹氩搅拌；

出钢温度控制在1680℃-1740℃；为了达到成品钼含量的稳定精准控制，在LF炉精炼工序中使用小颗粒钼铁按目标含量进行钼含量调整。

2、按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的在LF炉精炼工序为：

(1)控制钼铁粒度，要求采用5mm～30mm块状钼铁，其中＜5mm的不大于5％；

(2)取精炼初始钢样检验，按目标钼含量要求补加钼铁(钼铁收得率为100％)，要求保证加入到钢液中；

(3)保证钢包底吹良好，氩气量6-8Nl/(min·t钢)吹氩搅拌为3min-60min；

(4)精炼结束温度为1550℃-1640℃。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的脱氧剂及加入量为：硅锰铁：0-110kg/t·钢、硅铁：0-14kg/t·钢、铝铁：0-10kg/t·钢和金属铝：2-10kg/t·钢。

4、按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的合金化物质为铁合金或金属；所述的铁合金及加入量为铬铁：0-130kg/t·钢、锰铁：0-40kg/t·钢、硅锰铁：0-110kg/t·钢、硅铁：0-14kg/t·钢、钒铁：0-20kg/t·钢、铌铁：0-6kg/t·钢；所述的金属及加入量为铜：0-10kg/t·钢、铅：0-3.5kg/t·钢、镍：0-10kg/t·钢、钴：0-40kg/t·钢、钨：0-100kg/t·钢。