CN102643950A - 汽车用含硫钢的冶炼方法及汽车用含硫钢 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车用含硫钢的冶炼方法及汽车用含硫钢，该冶炼方法包括以下步骤：采用电炉将废钢、铁水和/或生铁熔化成钢水；在出钢过程中向钢水加入顶渣并进行预脱氧；出钢后对所述钢水进行钢包精炼；对钢包精炼后的所述钢水进行真空精炼；喂硫线；在所述钢水的底部吹入氩气。该冶炼方法冶炼效率高，能耗低，而且，通过该冶炼方法获得的汽车用含硫钢中硫化物的夹杂级别低。

Description

汽车用含硫钢的冶炼方法及汽车用含硫钢
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，涉及汽车用含硫钢的冶炼方法及汽车用含硫钢。
背景技术
为改善汽车用钢的加工性能，汽车用钢含硫钢中硫的含量一般应控制在0.020～0.050(重量)％。目前，控制汽车用含硫钢中硫的含量的方法有两种：
第一种方法是改变电炉冶炼的炉料结构，在电炉冶炼的炉料中配加硫铁矿，并在炉后再补加硫磺或硫铁矿来控制硫的含量，在钢包精炼时采用中性渣或低碱度渣来保硫，真空精炼后再根据硫的含量变化补加硫磺或喂硫线，最终达到汽车用钢的硫含量。该方法的不足之处在于钢水的脱氧深度不足，硫化物夹杂级别较高，达到3级或更高。
第二种方法是不改变电炉冶炼的炉料结构，在钢包精炼的前期用高碱度渣进行脱氧和去夹杂，在钢包精炼的后期换渣，并重新造中性渣或低碱度渣，然后依次进行喂硫线和真空精炼，在真空精炼后，根据钢中硫的含量变化进行补喂硫线，最终使硫的含量达到汽车用钢的要求。该方法的不足之处是在钢包精炼的过程中，换渣操作不仅增加了石灰、萤石、硅石等的用量，而且还因重新造渣而增加了电力消耗，以及拔渣和重新化渣造成延长了冶炼时间，从而导致冶炼成本的增加。此外，通过该方法获得的硫化物夹杂级别较高，达到3级或更高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种汽车用含硫钢的冶炼方法，该方法不仅可以降低汽车用含硫钢中硫化物的夹杂级别，而且冶炼时间短，冶炼成本低。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽车用含硫钢的冶炼方法，包括以下步骤：
用电炉将废钢、铁水和/或生铁熔化成钢水；
在出钢的过程中向钢水加入顶渣并进行预脱氧；
出钢后对所述钢水进行钢包精炼；
对钢包精炼后的所述钢水进行真空精炼；
喂硫线；
在所述钢水的底部吹入氩气。
优选地，所述顶渣包括石灰和预熔渣，所述顶渣的加入量为钢水总重量的1.2～1.8(重量)％，优选1.5(重量)％。
优选地，所述顶渣的碱度为3～5，所述顶渣的主要成分为CaO和SiO2，其中，CaO为50～60(重量)％，SiO2为9～13(重量)％。
优选地，所述钢包精炼时加入硅铁粉和铝粒子脱氧，并在炉渣变白后保持20分钟以上。
优选地，所述硅铁粉和铝粒子分2～3批次放入所述钢包中。
优选地，当钢中除硫以外的其它成分达到冶炼要求以及所述钢水温度达到1610～1640℃后进行所述真空精炼。
优选地，所述真空精炼时的真空度为66.7Pa以上，并在66.7Pa以上的真空度下保持15分钟以上。
优选地，按照所述钢水中所需硫的含量的中上线一次性喂入硫线。
优选地，吹氩气的时间在15分钟以上。
本发明还提供一种汽车用含硫钢，采用本发明提供的所述冶炼方法获得。
优选地，所述含硫钢中，粗系硫化物夹杂不超过1.5级，细系硫化物夹杂不超过2.5级。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的汽车用含硫钢的冶炼方法，采用未改变炉料成分的电炉炼钢的钢水，在出钢的过程中造渣并进行预脱氧，之后依次经过钢包精炼、真空精炼以及喂硫线而使钢水中各成分的含量达到要求，而且通过一次喂硫线而使钢水中硫的含量达到要求，这不仅可以降低钢中硫化物的夹杂级别，使含硫钢中粗系的硫化物夹杂不超过1.5级，细系的硫化物夹杂不超过2.5级；而且，可以减少冶炼的时间，从而提高炼钢的效率。另外，本发明仅在钢包精炼时造一次渣，避免了重新造渣而增加的电力消耗，还可以避免因拔渣和重新化渣而导致冶炼时间的延长。因此，本发明提供的汽车用含硫钢的冶炼方法还具有冶炼时间短、耗能低的优点。
另外，本发明还提供在一种汽车用含硫钢，采用本发明提供的冶炼方法获得，因此，汽车用含硫钢中硫的含量准确，而且硫化物的夹杂级别低，粗系的硫化物夹杂不超过1.5级，而细系的硫化物夹杂不超过2.5级。
附图说明
图1为本发明提供的汽车用含硫钢的冶炼方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的汽车用含硫钢的冶炼方法进行详细描述。
本实施例以电炉炼钢方式冶炼42CrMo含硫钢为例，炉料结构采用50～60％废钢、50～40％铁水或/和生铁，出钢量为100吨。当钢水中的C(碳)、P(磷)的含量以及温度达到现有技术中的出钢要求后开始出钢，钢水依次经过以下处理步骤：加入顶渣并预脱氧→渣面脱氧→真空精炼→分析钢中硫的含量→喂硫线→吹氩气→浇铸。
图1为本发明提供的汽车用含硫钢的冶炼方法的流程图。请参阅图1，汽车用含硫钢的冶炼方法包括以下步骤：
步骤s1，熔化钢水。
利用电炉将50～60％废钢、50～40％铁水或/和生铁熔化成铁水。
步骤s2，加入顶渣并预脱氧。
在出钢过程中向钢包内加入顶渣(即造渣)，顶渣包括石灰和预熔渣，石灰和预熔渣的比例为6∶5。顶渣的加入量为钢水总重量的1.0％～2.0％，优选1.3％～1.6％，更优选1.5％。顶渣的主要成分包括氧化钙(CaO)和二氧化硅(SiO2)，还包括三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)以及氧化铁(FeO)等微量成分。顶渣的碱度为3～5，其中，CaO为50～60(重量)％，SiO2＝9～13(重量)％。
加入铝块进行预脱氧，铝块的加入量和加入方式与现有技术相同，这里不再赘述。
步骤s3，钢包精炼。
在钢包精炼过程中，加入40～100Kg的硅铁粉和20～40kg的铝粒子进行渣面脱氧，硅铁粉和铝粒子分2～3批次加入钢包中，以尽可能地脱氧。待炉渣变白后继续保持白渣20分钟以上。
步骤s4，真空精炼。
当钢水的温度达到1610～1640℃以及钢中除硫之外的其它成分达到冶炼要求后，如C＝0.38～0.44(重量)％，Mn＝0.60～0.80(重量)％，Cr＝0.95～1.15(重量)％，Mo＝0.15～0.25(重量)％后，将钢包直接吊入真空罐进行真空精炼。
真空精炼时，真空罐的真空度为66.7Pa以上，并在66.7Pa以上的真空度下保持15分钟以上后破空。
步骤s5，分析钢中硫的含量。
破空后，取样分析钢水中硫的含量S1。
步骤s6，喂硫线。
由于喂硫线时硫的收得率为85～90％，因此，喂硫线时按照钢中目标硫的含量(所需的硫的含量)的中上线S2喂入硫线，以保证钢中硫的含量不低于目标硫的含量的下限，同时可以避免之后补喂硫线，从而提高炼钢的效率。
喂硫线的具体过程为：
首先根据步骤s5获得的钢水中硫的含量S1(重量％)、目标硫的含量的中上线S2(重量％)以及钢水的重量W(kg)来确定需要喂入硫的重量G(kg)，需要喂入硫的重量G由下式确定：
G＝[S2-S1]×W
其次，根据需要喂入硫的重量以及单位长度硫线可以增加的硫的量s来确定喂入硫线的长度S(米)，喂入硫线的长度S由下式确定：
S＝G/s
最后，按照喂入硫线的长度S一次性喂入硫线，以达到钢中目标硫的含量。
步骤s7，软吹氩。
为了去除钢水中的硫化物、三氧化二铝等夹杂，在喂硫线后从钢包的底部向钢水中吹入氩气，进行软吹氩，软吹氩不少于15分钟。而且，软吹氩时，氩气的吹入强度应使渣面发生蠕动，以有效地去除钢水中的夹杂。
步骤s8，浇铸。
本实施例提供的汽车用含硫钢的冶炼方法，采用未改变炉料成分的电炉炼钢的钢水，在出钢的过程中造渣并预脱氧，之后依次经过钢包精炼、真空精炼以及喂硫线而使钢水中各成分的含量达到要求，而且通过一次喂硫线而使钢水中硫的含量达到要求，这不仅可以降低钢中硫化物的夹杂级别，使含硫钢中粗系的硫化物夹杂不超过1.5级，细系的硫化物夹杂不超过2.5级；而且，可以减少冶炼的时间，从而提高炼钢的效率。另外，本发明仅在钢包精炼时造一次渣，避免了重新造渣而增加的电力消耗，以及因拔渣和重新化渣而导致冶炼时间的延长。因此，本发明提供的汽车用含硫钢的冶炼方法还具有冶炼时间短、冶炼效率高以及耗能低的优点。
本实施例还提供一种汽车用含硫钢，该含硫钢通过本实施例提供的汽车用含硫钢的冶炼方法获得。本实施例提供的汽车用含硫钢中硫的含量的精度准确，而且钢中硫化物的夹杂级别低，其中，粗系的硫化物夹杂不超过1.5级，而细系的硫化物夹杂不超过2.5级。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.汽车用含硫钢的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
用电炉将废钢、铁水和/或生铁熔化成钢水；
在出钢过程中向钢水加入顶渣并进行预脱氧；
出钢后，对所述钢水进行钢包精炼；
对钢包精炼后的所述钢水进行真空精炼；
喂硫线；
在所述钢水的底部吹入氩气。
2.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述顶渣包括石灰和预熔渣，所述顶渣的加入量为钢水总重量的1.2～1.8(重量)％，优选1.5(重量)％。
3.根据权利要求2所述的冶炼方法，其特征在于，所述顶渣的碱度为3～5，所述顶渣的主要成分为CaO和SiO2，其中，CaO为50～60(重量)％，SiO2为9～13(重量)％。
4.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述钢包精炼时加入硅铁粉和铝粒子脱氧，并在炉渣变白后保持20分钟以上。
5.根据权利要求4所述的冶炼方法，其特征在于，所述硅铁粉和铝粒子分2～3批次放入所述钢包中。
6.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，当钢中除硫以外的其它成分达到冶炼要求以及所述钢水温度达到1610～1640℃后进行所述真空精炼。
7.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述真空精炼时的真空度为66.7Pa以上，并在66.7Pa以上的真空度下保持15分钟以上。
8.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，按照所述钢水中所需硫的含量的中上线一次性喂入硫线。
9.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，吹氩气的时间为15分钟以上。
10.一种汽车用含硫钢，其特征在于，含硫钢采用权利要求1-9任意一项所述冶炼方法获得。
11.根据权利要求10所述的汽车用含硫钢，其特征在于，所述含硫钢中，粗系硫化物夹杂不超过1.5级，细系硫化物夹杂不超过2.5级。
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