CN102747180A - 一种控制过共析钢中钛夹杂物的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制过共析钢中钛夹杂物的方法，其工艺路线：铁水预处理→转炉冶炼→炉渣稠化→挡渣出钢→出钢合金化→炉外精炼→方坯连铸；控制连铸前钢水中N（wt%）≤0.0004%；控制钢水中钛、氮的浓度积Ti（wt%）·N（wt%）≤200×10^-12。本发明在满足力学性能的前提下，通过降低共析帘线钢中Ti含量及N含量，并满足Ti·N≤200×10^-12的要求，使钢中钛夹杂物尺寸能稳定控制在≤4μm，钛夹杂物平均不超过0.04个/mm²，从而提高过共析钢-钢帘线用钢拉拔及捻股合格率至少在98%，大大提高了用户终端产品合格率；同时可减少一次拉拔及一次热处理工艺，对降低生产成本、减少能源消耗及提高生产效率有极大好处。

Description

一种控制过共析钢中钛夹杂物的方法

技术领域

本发明涉及一种控制过共析钢中钛夹杂物的方法，具体属于钢帘线用过共析钢中钛夹杂物的控制方法。

背景技术

钢帘线用钢对钢中非金属夹杂物有非常严格的要求，这些要求不仅包括非金属夹杂物的数量和尺寸，还包括非金属夹杂物的变形性。不变形夹杂物在钢帘线用热轧盘条加工成钢帘线的拉拔及捻股过程中极易造成断丝，因而十分有害。钛夹杂物是一种不变形夹杂物，去除帘线钢中的钛夹杂物是生产帘线钢的主要任务之一，也是困扰国内帘线钢生产企业的难题之一。

名称为《一种降低钢水钛夹杂物的方法》，专利号200810011559的中国专利文献，其公开了一种：在帘线钢生产精炼处理完成后，对钢包等待位进行底吹氩和钢包浇钢过程吹氩；钢包处于等待位时分二个阶段吹氩，氩气流量控制在0.3×10^-3～4×10^-3Nm³/min.t范围内；钢包浇钢过程进行吹氩，氩气最大流量1.5×10^-3Nm³/min.t，吹氩流量变化根据钢包浇注重量按Y=（1.5×10^-3～3×10^-5.X）Nm³/min.t公式递减，利用等待位进行钢包底吹氩及采用钢包浇钢过程进行吹氩，进一步除去钢水钛及其它夹杂物，提高钢水纯净度，均匀钢中成分和温度，减少帘线钢中的钛夹杂物及其它脆性氧化物夹杂物的粒度的工艺方法，其满足帘线钢的生产工艺要求，提高帘线钢的拉拔性能和抗疲劳性能。从该文献的说明书中可以看出，该文献主要是对炉外精炼后钢水的吹氩流量进行控制，达到去除帘线钢中的钛夹杂物及其它脆性氧化物夹杂物的粒度，未对钢水中的钛及氮含量提出明确控制要求。

有文献报道，钛夹杂物只能在凝固率大于98%的两相区或固相区生成，因此通过控制氩气流量只能去除钢水中的其它脆性氧化物夹杂物，不能对钛夹杂物进行有效控制。

名称为《一种降低帘线钢中钛夹杂的方法》，专利号201010017996的中国专利文献，其公开了一种“在电炉冶炼所用铁水比例不少于60％且未经过预处理，铁水中钛含量最高达700ppm的条件下，通过电炉冶炼造泡沫渣并流渣、换渣操作，控制终点钢水中C含量≤0.10％、O含量≥500ppm，出钢时严禁下渣，出钢和出钢后的增碳过程钢包底吹Ar为强搅拌，强搅拌后为软搅拌，精炼处理后为静搅等措施，使钢中钛含量≤8ppm，钛夹杂尺寸≤5μm，钛夹杂平均单位面积数量为0.01-0.2个，满足了帘线钢对钛夹杂物的控制要求”。从该文献的说明书中可以看出，该文献主要是控制钢水中钛的含量，未对钢水中氮的含量提出控制目标。

另有刊登于《北京科技大学学报》2010，32(1)：866-871的文献，该文献报道，其对高碳钢钛夹杂物形成机理进行了研究，结果表明：钢中的钛夹杂物是在凝固过程中析出的，当钛、氮较高时，钛夹杂物在凝固两相区析出，将钢中的钛降到30×10^-6，氮降到50×10^-6以下，钛夹杂物的析出温度将降到固相线以下，析出的尺寸细小。由于该文献的研究给出的钛、氮含量范围较宽，根据文献研究结果可知钢水中钛、氮浓度积要求≤1500×10^-12。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足，提供一种通过控制过钢帘线用共析钢中钛夹杂物的方法，在对钢中硫化物夹杂、氧化铝夹杂及硅酸盐夹杂进行稳定控制的前提下，降低过共析钢中的钛含量及氮含量，并满足钛、氮浓度积≤200×10^-12的条件，可将钢中钛夹杂物尺寸稳定控制在≤4μm，钛夹杂物平均不超过0.04个/mm²，使钢帘线用钢冶炼合格率至少达到98%以上。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种控制过共析钢中钛夹杂的方法，其工艺路线：铁水预处理→转炉冶炼→炉渣稠化→挡渣出钢→出钢合金化→炉外精炼→方坯连铸；

在上述工艺路线中，并对如下参数予以控制：

1）控制预处理后的铁水中Ti（wt%）≤0.06%；

2）控制转炉冶炼终点钢水中C（wt%）0.07～0.12%之间，O（wt%）在0.05～0.08%之间；

3) 在出钢前的3分钟之内按照2.5～5kg/吨钢加入熟石灰，并同时进行搅拌直至熟石灰加入结束，使炉渣稠化；

4）出钢采用挡渣及留钢方式，留钢量不超过总钢水量的2%；控制转炉终渣中TiO₂（wt%）≤0.3%；钢水中Ti（wt%）≤0.0004%；控制进入钢包中的炉渣量≤0.5kg/吨钢；

5）控制炉外精炼钢水脱氧后的O（wt%）0.0015～0.0025%，Ti（wt%）≤0.0005%；

6) 采取全过程保护浇注，控制连铸前钢水中N（wt%）≤0.0004%；控制钢水中钛、氮的浓度积Ti（wt%）·N（wt%）≤200×10^-12。

本发明与现有技术相比，除对钢中P、S、及碳化钛进行常规控制，满足力学性能的前提下，通过降低共析帘线钢中Ti含量及N含量，并满足Ti·N≤200×10^-12的要求，使钢中钛夹杂物尺寸能稳定控制在≤4μm，钛夹杂物平均不超过0.04个/mm²，从而提高过共析钢-钢帘线用钢拉拔及捻股合格率至少在98%，从而大大提高了用户终端产品合格率；同时能使用户在加工过程中减少一次拉拔及一次热处理工艺，对降低生产成本、减少能源消耗及提高生产效率有极大好处。

具体实施方式：

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例性能监测情况列表。

本发明各实施例按照以下工艺生产：

铁水预处理→转炉冶炼→炉渣稠化→挡渣出钢→出钢合金化→炉外精炼→方坯连铸；

在上述工艺路线中，并对如下参数予以控制：

1）控制预处理后的铁水中Ti（wt%）≤0.06%；

2）控制转炉冶炼终点钢水中C（wt%）0.07～0.12%之间，O（wt%）在0.05～0.08%之间；

3) 在出钢前的3分钟之内按照2.5～5kg/吨钢加入熟石灰，并同时进行搅拌直至熟石灰加入结束，使炉渣稠化；

4）出钢采用挡渣及留钢方式，留钢量不超过总钢水量的2%；控制转炉终渣中TiO₂（wt%）≤0.3%；钢水中Ti（wt%）≤0.0004%；控制进入钢包中的炉渣量≤0.5kg/吨钢；

5）控制炉外精炼钢水脱氧后的O（wt%）0.0015～0.0025%，Ti（wt%）≤0.0005%；

6) 采取全过程保护浇注，控制连铸前钢水中N（wt%）≤0.0004%；控制钢水中钛、氮的浓度积Ti（wt%）·N（wt%）≤200×10^-12。

表1  本发明各实施例采用的过共析钢的化学组分取值列表（wt%）

注：下面各实施例在表1中的C、Si、Mn元素取值范围内任意取值。

表2  本发明各实施例的工艺控制参数列表

表3为本发明各实施例钛夹杂检验结果及用户使用情况列表

从表3中可以看出，通过本发明方法的试验，其结果最大钛夹杂物尺寸不超过4μm；钛夹杂物平均不超过0.04个/mm² ；经用户试用，拉拔及捻股均满足要求，且能够减少一次拉拔。

Claims (1)

1.一种控制过共析钢中钛夹杂的方法，其工艺路线：铁水预处理→转炉冶炼→炉渣稠化→挡渣出钢→出钢合金化→炉外精炼→方坯连铸；

在上述工艺路线中，并对如下参数予以控制：

1）控制预处理后的铁水中Ti（wt%）≤0.06%；

2）控制转炉冶炼终点钢水中C（wt%）0.07～0.12%之间，O（wt%）在0.05～0.08%之间；

3) 在出钢前的3分钟之内按照2.5～5kg/吨钢加入熟石灰，并同时进行搅拌直至熟石灰加入结束，使炉渣稠化；

4）出钢采用挡渣及留钢方式，留钢量不超过总钢水量的2%；控制转炉终渣中TiO₂（wt%）≤0.3%；钢水中Ti（wt%）≤0.0004%；控制进入钢包中的炉渣量≤0.5kg/吨钢；

5）控制炉外精炼钢水脱氧后的O（wt%）0.0015～0.0025%，Ti（wt%）≤0.0005%；

6) 采取全过程保护浇注，控制连铸前钢水中N（wt%）≤0.0004%；控制钢水中钛、氮的浓度积Ti（wt%）·N（wt%）≤200×10^-12。