CN102242241A

CN102242241A - 一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法

Info

Publication number: CN102242241A
Application number: CN2011101583371A
Authority: CN
Inventors: 李峰; 赵殿清; 智建国; 张晓光; 何建中; 刘平
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd; Inner Mongolia Baotou Steel Union Co Ltd
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2011-11-16

Abstract

本发明涉及一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法，属于冶金工业生产的炼钢领域。本发明通过增加VD精炼炉钢包透气砖的更换次数，平均10-13炉钢/每块砖更换一次透气砖，使精炼VD精炼炉炉后的软吹平均流量62.3l/min；采用小粒径的低铝硅钙钡脱氧剂。本发明通过改善VD精炼炉钢包透气砖的透气性(增加钢包透气砖的更换次数，从原来的平均17炉钢/每块砖减少到11炉钢/每块砖)，使真空脱气(简称VD)精炼炉后的软吹平均流量从原来的79.4l/min降低到62.3l/min，应采用小粒径的脱氧剂保证良好的钢包炉(简称LF炉)精炼效果及软吹效果。

Description

一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法

技术领域

本发明涉及一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法，属于冶金工业生产的炼钢领域。

背景技术

目前生产时速350公里及以上高速钢轨采用：100吨转炉-100吨LF精炼炉-100吨VD精炼炉-大方坯连铸-步进式加热炉-万能轧机工艺方法，该方法中对夹杂物的要求为：A类≤2.0级，B类≤1.0级，C类≤1.0级，D类≤1.0级。包钢轨梁厂检验室对2009年2-3月份生产的时速350公里钢轨每个浇次(一个浇次一般为18炉)都进行夹杂物的抽检。在抽检的108炉高速钢轨中，复检(初检夹杂物不合格则需要复检)率为28.4％，复检后仍有15炉钢轨的B类或C类夹杂物出现1.5级或2级，不合格的比率占13.9％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法，该方法解决了时速350公里及以上高速钢轨夹杂物超标的问题。

技术解决方案：

本发明中VD精炼炉冶炼的钢包采用的透气砖为刚玉质(Al2O3＞90％)，通过加强透气砖的检测，将透气性不好的砖及时更换，即增加钢包透气砖的更换次数的方法，平均10-13炉钢/每块砖更换一次透气砖，使精炼VD精炼炉炉后的软吹平均流量62.3l/min；改善了钢包透气砖的透气性，采用小粒径的低铝硅钙钡脱氧剂(成分要求按重量百分比：Al＜1.5％，Si＞50％，Ba＞14％，Ca＞12％，其余为Fe)，粒径约为30-40mm。

本发明通过改善VD精炼炉钢包透气砖的透气性(增加钢包透气砖的更换次数，从原来的平均17炉钢/每块砖减少到11炉钢/每块砖)，使真空脱气(简称VD)精炼炉后的软吹平均流量从原来的79.4l/min降低到62.3l/min，应采用小粒径的脱氧剂保证良好的钢包炉(简称LF炉)精炼效果及软吹效果。

附图说明

图1钢轨夹杂物2级及1.5级对应的铸坯全氧含量；

图2夹杂物合格钢轨对应的铸坯全氧含量；

具体实施方式

实施例

本发明采用100吨转炉——100吨LF精炼炉——100吨VD精炼炉——大方坯连铸——步进式加热炉——万能轧机工艺流程生产时速350公里及以上重轨钢，钢轨中出现的C类1级以上超标夹杂物的技术特征为：Ca/Si大约为2.8-5.8之间，根据本企业所采用低铝硅钙钡脱氧剂(成分要求按重量百分比：Al＜1.5％，Si＞50％，Ba＞14％，Ca＞12％，其余为Fe)、中包覆盖剂(其特点为Ca/Si约为1)、大包覆盖剂(其特点为含有钡元素)及保护渣(其特点为含有K、Na元素)的成分特点，判断此夹杂物为内生夹杂物。通过改善VD精炼炉钢包透气砖的透气性(加强钢包透气砖的透气性检测，将透气性不好的砖及时更换，即增加钢包透气砖的更换次数，从原来的平均17炉钢/每块砖减少到11炉钢/每块砖)，使精炼VD炉后的软吹平均流量从原来的79.4l/min降低到62.3l/min；将脱氧剂粒径控制在30-40mm，有效地控制了钢中的夹杂物提高了钢的质量。

本发明首先研究了钢中全氧含量与钢轨夹杂物的关系

(1)钢轨2级及1.5级夹杂物与铸坯全氧关系

对此15炉钢的铸坯全氧含量进行检验，其波动区间位于[8，20]之间，最小值为8ppm，最大值为20ppm，平均值为12.4ppm，其百分率见图1所示。

可见，在钢轨出现夹杂物2级及1.5级的情况下，对应铸坯的全氧含量并未明显增高。

(2)夹杂物合格的钢轨对应的铸坯全氧含量

对夹杂物合格的钢轨也进行了相应铸坯的氧含量检测，共有93炉，其铸坯全氧含量位于[6，20]之间，最小值为6ppm，最大值为20ppm，平均值为12ppm，其百分率见图2所示.

由上面的比较可见，夹杂物不合的炉次与夹杂物合格的炉次相比，其铸坯全氧含量基本上相当，没有明显的差异。

其次对高速轨2级及1.5级夹杂物进行了成分分析及产生原因分析

(1)对高速钢轨产生的C类2级及1.5级夹杂物的分析。对C类2级夹杂物进行电镜扫描分析，夹杂物的成分如下：

表1高速轨2级夹杂物的成分组成

元素	重量百分含量，Wt％
		C	0.43
O	50.31
		Mg	2.88
Al	5.77
		Si	8.48
Ca	32.13

对高速钢轨产生的C类1.5级夹杂物进行电镜扫描分析，夹杂物的成分如下：

表2高速轨1.5级夹杂物的成分组成

元素	重量百分含量，Wt％
		C	0.96
O	45.35
		Mg	2.13
Al	5.98
		Si	8.97
Ca	36.61

由表1可见，夹杂物的主要元素依次为Ca、Si、Al、Mg等，且其Ca/Si比约为3.8。保护渣的特点是含有K、Ca等元素，中间包覆盖剂及无烟煤灰分的特点是低的Ca/Si比(大约1左右)，大包渣的特点是含有F元素，由此可以判断此2级夹杂物是内生夹杂物。

由表2可见，夹杂物的主要元素与表1基本相同，且其Ca/Si比约为4.1，与表1中夹杂物相同的判断方法，此夹杂物为内生夹杂物。

(2)对高速钢轨产生的B类2级及1.5级夹杂物的分析。

对高速钢轨产生的B类2级夹杂物进行电镜扫描分析，夹杂物的成分如下：

表3 2.0级夹杂物的成分组成

元素	重量百分含量，w％
		O	51.30
Mg	30.33
		Al	18.37

对高速钢轨产生的B类1.5级夹杂物进行电镜扫描分析，夹杂物的成分如下：

表4 1.5级夹杂物的成分组成

元素	重量百分含量，w％
		O	57.61
Mg	17.22
		Al	25.17

由表3和表4可见，B类夹杂物中只是氧化铝或氧化镁夹杂，这些夹杂物不可能来源于大包渣、中间包覆盖剂渣或保护渣，只可能来源于脱氧剂或包衬的微小镁颗粒。

这是由于小颗粒状的内生夹杂物在软吹工位没有得到足够的上浮(Ar气不充分或无烟煤灰分颗粒的阻碍)，造成这些夹杂物的聚集长大，从而形成了1.5级及2级的C类夹杂物。另外，有可能是因为脱氧剂的颗粒较大造成的。

因此应加强对钢包透气砖透气性的检测并改善钢包的透气性，以保证良好的LF炉精炼效果及软吹效果。另外，应采用小粒径的脱氧剂。

表5为2009年年初生产的350km/h高速钢轨钢软吹流量与改善后的350km/h高速钢轨钢的软吹流量对比，样本数分别为150炉。

表5 VD炉工位软吹流量对比(N＝150)

	最小值，l/min	最大值，l/min	平均值，l/min
				2009年年初	30	200	79.4
目前	30	100	62.3

一般来说，要达到一定的软吹效果，所需要的氩气量不同，透气砖的透气性越好，所需要的氩气流量越小；相反，则所需要的氩气流量越大。如果透气砖的透气性不好，即使是较大的氩气流量，仍不能取得较好的软吹效果。由表5可见，炼钢厂采取措施后，最大的软吹流量由原来的200l/min降低到100l/min，软吹流量的平均值也下降了。可见，钢包透气砖的透气性的确提高了，从而使软吹效果得到改善。

经上述工艺改变后，基本上杜绝了高速钢轨夹杂物不合的现象。

Claims

1.一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法，包括：转炉、LF精炼炉、VD精炼炉、大方坯连铸、步进式加热炉、万能轧机条件下生产时速350公里及以上重轨钢，其特征在于，增加VD精炼炉钢包透气砖的更换次数，平均10-13炉钢/每块砖更换一次透气砖，使精炼VD精炼炉炉后的软吹平均流量62.3l/min；采用小粒径的低铝硅钙钡脱氧剂，低铝硅钙钡脱氧剂成分要求按重量百分比：Al＜1.5％，Si＞50％，Ba＞14％，Ca＞12％，其余为Fe，粒径为30-40mm。