CN102703645A - 一种钢帘线精炼造渣工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冶金造渣工艺,是一种钢帘线精炼造渣工艺,精炼过程采用双渣系操作,在一次LF精炼过程采用高碱度炉渣,降低钢水中全氧含量,使钢水夹杂物总量减少,同时高碱度炉渣可减少真空处理过程钢包耐材侵蚀,减少由耐材侵蚀带入的夹杂物;真空处理过程在低真空度下保持一定时间,去除钢水中氮含量及夹杂物数量;真空处理后返回精炼炉二次造渣,使精炼炉渣碱度降低,控制夹杂物形态在目标区域。本发明可有效控制钢水的纯净度和夹杂物形态,确保批量生产钢帘线。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金造渣工艺,具体的说是一种一种钢帘线精炼造渣工艺。
背景技术
钢帘线作为汽车轮胎的骨架材料,具有高强度、散热性好、抗切割能力强、尺寸稳定、缓冲性好等特点,使子午线轮胎—新一代轮胎具有载荷大、寿命长、乘坐舒适安全、节能等优点,从而带来了轮胎工业的革命。钢帘线被誉为“线材中的极品”、“线材皇冠上的明珠”,属于高技术含量产品,必须满足用户的严格要求。钢帘线在生产过程中,要将Φ5.5mm盘条拉成Φ0.38mm以下的细丝,线材长度增至原来的1000多倍,截面积缩至0.07%,接近拉拔工艺的极限,而后还要经高速双捻机合股成线。因此要求钢材具有极高的洁净度,对钢中夹杂物的尺寸、数量及形状可变形性要求很高。
钢帘线在冷拔和捻股过程中发生断丝,最主要的原因是存在变形性较差的脆性夹杂物(如A1203及TiN)。由于夹杂物的塑性较差,钢基体变形而夹杂物不变形,这样在钢和夹杂之间首先产生一个裂纹源,裂纹源沿钢基体扩展,使钢的抗拉强度降低,当外部拉力大于该缺陷处的抗拉强度时即发生断裂。因此,对于帘线钢来说,必须严格控制夹杂物的数量及形态,使夹杂物总量减少,同时避免产生大颗粒脆性及不变形夹杂物。
电炉厂帘线钢生产工艺为电炉-精炼炉-VD真空炉-连铸。为降低钢水中全氧含量电炉厂精炼炉渣一般采用高碱度渣,但高碱度渣不利于生成塑性夹杂物,易产生脆性夹杂物(如A1203及TiN),而脆性夹杂物在拉拔过程不易变形,严重影响帘线钢的断丝率。塑性夹杂物在轧制过程中能很好的随钢基体变形并轧碎,因此需控制钢水中夹杂物为低熔点塑形夹杂物,可通过精炼渣调整使钢中夹杂物向目标夹杂物类型转化,由图1可知塑性夹杂物控制范围:CaO/SiO2≤1。因此需采用低碱度(Ca0/SiO2≤1) 顶渣精炼,改变夹杂物成分,使其处于塑性区。电炉厂钢包包衬材质为镁炭质,低碱度精炼渣对其侵蚀严重,尤其在真空处理过程包衬侵蚀速度加剧。一方面包衬被侵蚀增加了钢水中夹杂物数量,降低了钢帘线质量,另一方面使钢包包龄大幅度下降,影响钢包组织生产,难以批量生产钢帘线。现有的钢帘线精炼造渣工艺,控制钢水纯净度、杂物形态、大批量生产,都没有得到很好的解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术存在的缺点,提出一种钢帘线精炼造渣工艺,可有效控制钢水的纯净度和夹杂物形态,确保批量生产钢帘线。
本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种钢帘线精炼造渣工艺,包括以下工序:LF精炼、真空处理和二次精炼造渣;
LF精炼工序中,精炼炉采用高碱度炉渣,碱度控制在2~3,精炼炉供电化渣后取钢水样分析,如硫含量大于0.010%可补加石灰80~150kg,精炼过程使用脱氧剂进行扩散脱氧造白渣,使精炼炉渣碱度≥2,精炼温度及成分合格后进入真空炉处理;
真空处理工序中,真空度1毫巴下保持10~15min,保持过程氩气控制在80-200L/min,真空处理过程炉渣与钢水能充分搅拌,使钢水中夹杂物聚集长大,最终进入炉渣,减少钢水中夹杂物数量,真空处理结束后钢水返回精炼炉进行二次精炼造渣;
二次精炼造渣工序中,钢水返回精炼炉后,根据钢水量向钢包内加入石英砂30~35kg/t,使精炼炉渣碱度降低至0.8~1.5,使夹杂物进一步上浮去除,控制夹杂物在塑形区域,使钢水中夹杂物向目标形态转变,使夹杂物最终处于塑形区;二次精炼造渣过程保证软吹氩20~40min,使夹杂物进一步上浮去除。
本发明进一步限定的技术方案是:
前述的钢帘线精炼造渣工艺, LF精炼工序中,脱氧剂为碳化硅。
前述的钢帘线精炼造渣工艺, LF精炼工序中,进真空处理工艺参考温度:连铸第一炉1590~1600℃、连浇炉1580~1590℃。
前述的钢帘线精炼造渣工艺,二次精炼造渣工序中,石英砂加完后供电5min开始静搅,静搅过程如钢水温降小于0.5℃/min加入碳化稻壳100kg,如钢水温降大于0.5℃/min加入碳化稻壳120~180kg。
前述的钢帘线精炼造渣工艺,钢帘线的重量百分比化学成分为:C:0.810~0.850%,Mn:0.46~0.54%,Si:0.15~0.30%,P:≤0.015%,S:≤0.020%,Cr:≤0.07%,Ni:≤0.06%,Cu:≤0.07%,Al:≤0.0050%,余量为铁和不可避免的杂质。
本发明的有益效果是:
LF精炼过程采用高碱度炉渣,可以降低钢水中全氧含量,使钢水夹杂物总量减少,同时高碱度炉渣可减少真空处理过程钢包耐材侵蚀,减少由耐材侵蚀带入的夹杂物,从而提高了钢水纯净度;
真空处理过程在低真空度下保持(10~15)min,可以去除钢水中氮含量及夹杂物数量;
真空处理后返回精炼炉二次造渣,使精炼炉渣碱度降低,控制夹杂物形态在目标区域;
本发明在传统冶炼流程(电炉冶炼、精炼处理、真空处理)基础上增加二次精炼造渣(加石英砂,控制炉渣碱度≤1,控制夹杂物在塑形区域)可以降低精炼炉渣碱度,改变夹杂物形态,控制夹杂物在塑形区域,确保钢水质量;
本发明生产成本低,操作易于控制;钢水脱氧好,夹杂物数量少,夹杂物形态易控制,钢水纯净度高;钢包侵蚀小,钢水全氧含量低,炉渣碱度稳定控制在0.8~1.0,夹杂物形态易控制,钢包侵蚀大大降低,可批量组织生产。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种钢帘线精炼造渣工艺,包括以下工序:LF精炼、真空处理和二次精炼造渣;钢帘线的重量百分比化学成分为:C:0.810%,Mn:0.46%,Si:0.15%,P:0.015%,S:0.020%,Cr:0.07%,Ni:0.06%,Cu:0.07%,Al:0.0050%,余量为铁和不可避免的杂质;
LF精炼工序中,精炼炉采用高碱度炉渣,碱度控制在2,精炼炉供电化渣后取钢水样分析,如硫含量大于0.010%可补加石灰80kg,精炼过程使用脱氧剂进行扩散脱氧造白渣,使精炼炉渣碱度2,脱氧剂为碳化硅,精炼温度及成分合格后进入真空炉处理; LF精炼工序中,进真空处理工艺参考温度:连铸第一炉1590℃、连浇炉1580℃;
真空处理工序中,真空度1毫巴下保持10min,保持过程氩气控制在80L/min,真空处理过程炉渣与钢水能充分搅拌,使钢水中夹杂物聚集长大,最终进入炉渣,减少钢水中夹杂物数量,真空处理结束后钢水返回精炼炉进行二次精炼造渣;
二次精炼造渣工序中,钢水返回精炼炉后,根据钢水量向钢包内加入石英砂30kg/t,使精炼炉渣碱度降低至0.8,使夹杂物进一步上浮去除,控制夹杂物在塑形区域,使钢水中夹杂物向目标形态转变,使夹杂物最终处于塑形区;二次精炼造渣过程保证软吹氩20min,使夹杂物进一步上浮去除;二次精炼造渣工序中,石英砂加完后供电5min开始静搅,静搅过程如钢水温降小于0.5℃/min加入碳化稻壳100kg,如钢水温降大于0.5℃/min加入碳化稻壳120kg。
通过以上方法生产的钢帘线,钢水全氧含量低,炉渣碱度稳定控制在0.8~1.0,夹杂物形态易控制,钢包侵蚀大大降低,可批量组织生产。
实施例2
本实施例是一种钢帘线精炼造渣工艺,包括以下工序:LF精炼、真空处理和二次精炼造渣;钢帘线的重量百分比化学成分为:C:0.850%,Mn:0.54%,Si:0.30%,P:0.010%,S:0.010%,Cr:0.05%,Ni:0.05%,Cu:0.05%,Al:0.0040%,余量为铁和不可避免的杂质;
LF精炼工序中,精炼炉采用高碱度炉渣,碱度控制在2.5,精炼炉供电化渣后取钢水样分析,如硫含量大于0.010%可补加石灰100kg,精炼过程使用脱氧剂进行扩散脱氧造白渣,使精炼炉渣碱度3,脱氧剂为碳化硅,精炼温度及成分合格后进入真空炉处理; LF精炼工序中,进真空处理工艺参考温度:连铸第一炉1595℃、连浇炉1585℃;
真空处理工序中,真空度1毫巴下保持12min,保持过程氩气控制在120L/min,真空处理过程炉渣与钢水能充分搅拌,使钢水中夹杂物聚集长大,最终进入炉渣,减少钢水中夹杂物数量,真空处理结束后钢水返回精炼炉进行二次精炼造渣;
二次精炼造渣工序中,钢水返回精炼炉后,根据钢水量向钢包内加入石英砂32kg/t,使精炼炉渣碱度降低至1.0,使夹杂物进一步上浮去除,控制夹杂物在塑形区域,使钢水中夹杂物向目标形态转变,使夹杂物最终处于塑形区;二次精炼造渣过程保证软吹氩30min,使夹杂物进一步上浮去除;二次精炼造渣工序中,石英砂加完后供电5min开始静搅,静搅过程如钢水温降小于0.5℃/min加入碳化稻壳100kg,如钢水温降大于0.5℃/min加入碳化稻壳150kg。
通过以上方法生产的钢帘线,钢水全氧含量低,炉渣碱度稳定控制在0.8~1.0,夹杂物形态易控制,钢包侵蚀大大降低,可批量组织生产。
实施例3
本实施例是一种钢帘线精炼造渣工艺,包括以下工序:LF精炼、真空处理和二次精炼造渣;钢帘线的重量百分比化学成分为:C:0.830%,Mn:0.50%,Si:0.20%,P:0.010%,S:0.015%,Cr:0.04%,Ni:0.03%,Cu:0.04%,Al:0.0040%,余量为铁和不可避免的杂质;
LF精炼工序中,精炼炉采用高碱度炉渣,碱度控制在3,精炼炉供电化渣后取钢水样分析,如硫含量大于0.010%可补加石灰150kg,精炼过程使用脱氧剂进行扩散脱氧造白渣,使精炼炉渣碱度4,脱氧剂为碳化硅,精炼温度及成分合格后进入真空炉处理; LF精炼工序中,进真空处理工艺参考温度:连铸第一炉1600℃、连浇炉1590℃;
真空处理工序中,真空度1毫巴下保持15min,保持过程氩气控制在200L/min,真空处理过程炉渣与钢水能充分搅拌,使钢水中夹杂物聚集长大,最终进入炉渣,减少钢水中夹杂物数量,真空处理结束后钢水返回精炼炉进行二次精炼造渣;
二次精炼造渣工序中,钢水返回精炼炉后,根据钢水量向钢包内加入石英砂35kg/t,使精炼炉渣碱度降低至1.5,使夹杂物进一步上浮去除,控制夹杂物在塑形区域,使钢水中夹杂物向目标形态转变,使夹杂物最终处于塑形区;二次精炼造渣过程保证软吹氩40min,使夹杂物进一步上浮去除;二次精炼造渣工序中,石英砂加完后供电5min开始静搅,静搅过程如钢水温降小于0.5℃/min加入碳化稻壳100kg,如钢水温降大于0.5℃/min加入碳化稻壳180kg。
通过以上方法生产的钢帘线,钢水全氧含量低,炉渣碱度稳定控制在0.8~1.0,夹杂物形态易控制,钢包侵蚀大大降低,可批量组织生产。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢帘线精炼造渣工艺,包括以下工序:LF精炼、真空处理和二次精炼造渣;其特征在于:
所述LF精炼工序中,精炼炉采用高碱度炉渣,碱度控制在2~3,精炼炉供电化渣后取钢水样分析,如硫含量大于0.010%可补加石灰80~150kg,精炼过程使用脱氧剂进行扩散脱氧造白渣,使精炼炉渣碱度≥2,精炼温度及成分合格后进入真空炉处理;
所述真空处理工序中,真空度1毫巴下保持10~15min,保持过程氩气控制在80-200L/min,真空处理过程炉渣与钢水能充分搅拌,使钢水中夹杂物聚集长大,最终进入炉渣,减少钢水中夹杂物数量,真空处理结束后钢水返回精炼炉进行二次精炼造渣;
二次精炼造渣工序中,钢水返回精炼炉后,根据钢水量向钢包内加入石英砂30~35kg/t,使精炼炉渣碱度降低至0.8~1.5,使夹杂物进一步上浮去除,控制夹杂物在塑形区域,使钢水中夹杂物向目标形态转变,使夹杂物最终处于塑形区;二次精炼造渣过程保证软吹氩20~40min,使夹杂物进一步上浮去除。
2.如权利要求1所述的钢帘线精炼造渣工艺,其特征在于:所述LF精炼工序中,脱氧剂为碳化硅。
3.如权利要求1所述的钢帘线精炼造渣工艺,其特征在于:所述LF精炼工序中,进真空处理工艺参考温度:连铸第一炉1590~1600℃、连浇炉1580~1590℃。
4.如权利要求1所述的钢帘线精炼造渣工艺,其特征在于:所述二次精炼造渣工序中,石英砂加完后供电5min开始静搅,静搅过程如钢水温降小于0.5℃/min加入碳化稻壳100kg,如钢水温降大于0.5℃/min加入碳化稻壳120~180kg。
5.如权利要求1-5中任一权利要求所述的钢帘线精炼造渣工艺,其特征在于:所述钢帘线的重量百分比化学成分为:C:0.810~0.850%,Mn:0.46~0.54%,Si:0.15~0.30%,P:≤0.015%,S:≤0.020%,Cr:≤0.07%,Ni:≤0.06%,Cu:≤0.07%,Al:≤0.0050%,余量为铁和不可避免的杂质。
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