CN101748236A - 一种控制钢水中钛成分含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制钢水中钛成分含量的方法，是将RH精炼过程进行的部分成分合金化放在转炉冶炼工序中进行，RH精炼工序只进行脱碳、脱氧和成分微调。从而有效地控制了钢水中的钛含量，可将钢种成品钛含量控制到0.001％以下，而且钢中其他成分和含量范围均完全满足所需钢材使用性能的要求。本方法简单易行，操作方便，工序合理，不增加任何设施和投资即可实现。

Description

一种控制钢水中钛成分含量的方法

技术领域

本发明属于炼钢工艺技术领域，特别涉及一种对钢水中的钛成分含量进行控制的工艺方法。

背景技术

钛是用来制造坚韧而质轻、具有良好耐腐蚀性能的特种合金钢的极好金属元素之一。然而，对于有些钢种，尤其是硅钢来说，钛在钢中却属于残余物质，钛残量过高会影响钢材的某些性能。如硅钢中若钛含量高，会造成生产出的硅钢片的铁损升高，从而导致磁感应强度降低。

目前，国内很多炼钢企业在生产硅钢等对钛成分含量有一定控制要求的钢种时，大多采用的是在转炉熔炼过程进行Ni、Cu、Mo的合金化，出钢过程只进行小部分Mn和Cr的合金化，其他元素的合金化以及终脱氧主要在RH精炼过程中进行。因此，转炉工序采用低氧(出钢氧控制在0.006-0.009％)出钢，能够保证进RH精炼的氧含量满足脱碳需要。但由于大部分合金在RH精炼过程加入，导致钢水中的钛含量较高。据统计，有的炼钢厂钢水中的钛含量平均达到0.0037％，另有22.3％的炉次钛含量超过0.004％，小于等于0.001％的比例仅为4.6％。

为了降低钢水中钛成分含量，有的采取在钢中加入脱钛剂的方法进行除钛。如中国专利公告CN2004100853960公开了一种“轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法”，是将纳米脱钛剂加入钢液中后，在钢包底部喷吹氩气、氦气中的一种惰性气体，促进化学反应除钛。而中国专利公告CN2005100858579亦提供了一种“轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的加入方法”，是将制取的纳米细粉与对应大颗粒铁合金混合后，用薄钢板制成包芯线，再用喂线机加入钢液中。虽然上述两种方法都能将钢液中钛含量降至小于30ppm，但其缺陷是增加了操作程序和生产成本。中国专利公告CN2004100251025提供的“一种高清洁高碳铬轴承钢的生产方法”，是以低钛、低铜、低磷的清洁废钢和直接还原铁、优质生铁作为原材料，在30吨以上的电炉中脱磷、脱钛。其不同的是在吨位较小的电炉中冶炼，因此与大吨位的转炉炼钢来说，两者的生产工艺存在着很大差别。

发明内容

本发明的目的是在不增加现有工序的条件下，适当改变合金化处理程序，以降低钢水中的钛成分含量，提高钢材需要的使用性能。

为此，本发明所采取的技术解决方案为：

一种控制钢水中钛成分含量的方法，是将RH精炼过程进行的部分成分合金化放在转炉冶炼工序中进行，RH精炼工序只进行脱碳、脱氧和成分微调。

其具体控制方法为：

1、在转炉冶炼工序，根据钢种成品碳含量选择出钢氧值：超低碳钢出钢氧值控制在0.08～0.11％之间；低碳钢出钢氧值控制在0.06～0.09％之间；

2、在转炉冶炼工序，根据钢种碳成分进行部分成分的合金化：超低碳钢在转炉熔炼过程进行Ni、Cu、Mo成分的合金化，在出钢过程进行Mn、P、N、Cr、S成分的合金化；低碳钢在转炉熔炼过程进行Ni、Cu、Mo成分的合金化，出钢过程进行Si、Mn、P、N、Cr、S成分的合金化；

3、在转炉冶炼工序，向钢水罐内按吨钢2.5～4.5kg/t添加粒径为15～40mm的石灰和按吨钢1.0～2.0kg/t添加含Al 40％～60％的铝造渣球，对罐内顶渣进行改质；

(4)、在RH精炼工序进行脱碳，脱碳结束后加铝合金进行终脱氧；然后选择Ti≤0.5％的低钛合金或Ti≤0.05％的微钛合金对成分进行微调；最后按吨钢加入0.2～0.6kg/t含Al 40％～60％的铝造渣球，对罐内顶渣进行改质。

本发明的有益效果是：

由于采取了上述工艺技术，有效地控制了钢水中的钛含量，可将钢种成品钛含量控制到0.001％以下，而且钢中其他成分和含量范围均完全满足所需钢材使用性能的要求。本方法简单易行，操作方便，工序合理，不增加任何设施和投资即可实现。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步描述。

实施例1：

以180吨转炉生产超低碳钢为例。

其钢种成品成分及重量百分比含量如表1。

表1钢种成品成分及重量百分比含量表

元素	C	Si	Mn	P	S	Al s	N
								目标含量％	0.003	0.30	0.40	0.11	≤0.006	0.20	≤0.002
元素	Ni	Cr	Cu	Nb	V	Ti
								目标含量％	≤0.01	≤0.015	≤0.01	≤0.004	≤0.004	≤0.004

冶炼操作过程为：

1、转炉工序，出钢C 0.024％，出钢Mn 0.048％，出钢氧值控制在0.0935％。

2、在转炉出钢过程加入磷铁650kg，中碳锰铁800kg，粒径为35mm的石灰600kg。

3、出钢结束，向钢水罐内加入含Al 45％的铝造渣球300kg。

4、在RH精炼工序，首先进行脱碳，初始碳含量0.027％，氧含量为0.0586％；脱碳结束氧含量0.0234％，加入粒径为15mm的铝粒457kg，循环3min；然后加入金属锰30kg、低碳硅铁708kg、低钛低碳磷铁18kg，搬出前向钢水罐表面加入含Al 55％的铝造渣球100kg。冶炼结束后的成品成分如表2所示。

表2超低碳钢冶炼结束后成品成分表

元素	C	Si	Mn	P	S	Al s	N
								目标含量％	0.0024	0.295	0.406	0.109	0.004	0.215	0.0012
元素	Ni	Cr	Cu	Nb	V	Ti
								目标含量％	0.007	0.009	0.008	0.002	≤0.001	≤0.001

各成分均符合钢种规格要求，成品钛含量小于0.001％。

实施例2：

以180吨转炉生产低碳钢为例。

其钢种成品成分及重量百分比含量如表3。

表3钢种成品成分及重量百分比含量表

元素	C	Si	Mn	P	S	Al s	N
								目标含量％	0.03	≤0.03	0.50	≤0.012	0.01	0.035	≤0.002
元素	Ni	Cr	Cu	Nb	V	Ti
								目标含量％	≤0.015	0.05	≤0.015	≤0.004	≤0.004	≤0.004

冶炼操作过程为：

1、转炉工序，出钢C 0.032％，出钢S0.006％，出钢Mn 0.050％，出钢氧值控制在0.0864％。

2、在转炉出钢过程加入硫铁25kg，铬铁110kg，中碳锰铁1050kg，粒径为40mm的石灰600kg。

3、出钢结束，向钢水罐内加入含Al 40％的铝造渣球200kg。

4、在RH精炼工序，首先进行脱碳，初始碳含量0.038％，氧含量为0.0424％；脱碳结束氧含量0.0256％，加入粒径为30mm的铝粒168kg，循环3min；然后加入金属锰8kg、硫铁3kg、焦炭42kg，搬出前向钢水罐表面加入含Al 50％的铝造渣球100kg。冶炼结束后的成品成分如表4所示。

表4低碳钢冶炼结束后成品成分表

元素	C	Si	Mn	P	S	Als	N
								目标含量％	0.0031	0.011	0.51	0.01	0.0096	0.038	0.0016

元素	C	Si	Mn	P	S	Als	N
								元素	Ni	Cr	Cu	Nb	V	Ti
目标含量％	0.007	0.043	0.009	0.002	0.002	≤0.001

各成分均符合钢种规格要求，成品钛含量小于0.001％。

实施例中所用的各种合金成分如表5所示。

表5实施例所用各种合金成分表

合金名称	主要成分含量(％)	Ti(％)
			磷铁	23～26	-
铬铁	62～67	-
			中碳锰铁	76～82	-
铝造渣球	35～45	-
			金属锰	94～97	≤0.02
硫铁	26～32	≤0.50
			低碳硅铁	74～78	≤0.01
低钛低碳磷铁	26～29	≤0.50

Claims (1)

1.一种控制钢水中钛成分含量的方法，其特征在于，将RH精炼过程进行的部分成分合金化放在转炉冶炼工序中进行，RH精炼工序只进行脱碳、脱氧和成分微调；其具体控制方法为：

(1)、在转炉冶炼工序，根据钢种成品碳含量选择出钢氧值：超低碳钢出钢氧值控制在0.08～0.11％之间；低碳钢出钢氧值控制在0.06～0.09％之间；

(2)、在转炉冶炼工序，根据钢种碳成分进行部分成分的合金化：超低碳钢在转炉熔炼过程进行Ni、Cu、Mo成分的合金化，在出钢过程进行Mn、P、N、Cr、S成分的合金化；低碳钢在转炉熔炼过程进行Ni、Cu、Mo成分的合金化，出钢过程进行Si、Mn、P、N、Cr、S成分的合金化；

(3)、在转炉冶炼工序，向钢水罐内按吨钢2.5～4.5kg/t添加粒径为15～40mm的石灰和按吨钢1.0～2.0kg/t添加含Al 40％～60％的铝造渣球，对罐内顶渣进行改质；

(4)、在RH精炼工序进行脱碳，脱碳结束后加铝合金进行终脱氧；然后选择Ti≤0.5％的低钛合金或Ti≤0.05％的微钛合金对成分进行微调；最后按吨钢加入0.2～0.6kg/t含Al 40％～60％的铝造渣球，对罐内顶渣进行改质。