CN102808062B - 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 - Google Patents
一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102808062B CN102808062B CN201210251784.6A CN201210251784A CN102808062B CN 102808062 B CN102808062 B CN 102808062B CN 201210251784 A CN201210251784 A CN 201210251784A CN 102808062 B CN102808062 B CN 102808062B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- molten steel
- vacuum
- segregation
- slag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 148
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 148
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000005204 segregation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 19
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 19
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 13
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 claims description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 7
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 6
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 6
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 claims description 5
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 5
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N spiromesifen Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(C(O1)=O)=C(OC(=O)CC(C)(C)C)C11CCCC1 GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract description 8
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0075—Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
- C21C7/0645—Agents used for dephosphorising or desulfurising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明涉及所有碳钢、合金钢等黑色金属材料的冶炼与浇注，具体为一种通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，应用于各种规格的圆锭、扁钢以及各种规格的普通连铸坯料、垂直大断面连铸坯料的制备。电炉出钢时要求P含量≤0.005wt％，避免钢渣进入钢包内。金属液预脱氧采用真空碳脱氧工艺，少用或避免采用常规的铝脱氧剂，减少夹杂物数量。利用LF进行深脱硫、去除夹杂物、控制氧含量，要求硫的含量≤0.005wt％。再通过高真空进行脱氧、脱气去除夹杂，实现金属液纯净化控制，最后使全氧含量≤15ppm，理想值≤10ppm。本发明通过纯净化冶炼和浇注控制技术，减少金属液中的夹杂物，特别是氧化物含量可有效减少，直至消除钢锭、连铸坯料中A偏析问题，显著提高钢锭的内部质量。
Description
技术领域
本发明涉及所有碳钢、合金钢等黑色金属材料的冶炼与浇注，具体为一种通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，应用于各种规格的圆锭、扁钢以及各种规格的普通连铸坯料、垂直大断面连铸坯料的制备。
背景技术
钢锭制造过程中通常存在宏观偏析、大型非金属夹杂物、中心缩孔疏松等铸造缺陷，这些缺陷将严重影响锻件质量。宏观偏析特别是A偏析（连铸通常为V偏析，以下同）是最严重的缺陷，显著影响产品性能，而且无法通过后续工艺消除，因此迫切需要一种简单而实用的解决方法。近几年，国内炼钢设备不断升级与改进，但随着产品规格越来越大，对锻件质量要求也在不断提高，因此产品合格率并没有大幅度提高，重要产品的合格率反而下降了，导致这种结果的最主要原因是钢锭或坯料中存在A偏析。A偏析区域存在大量的夹杂物，因此解决钢锭中的夹杂物缺陷意义重大。对于某些钢种（例如转子用钢），A偏析中的Al2O3加MnS夹杂物将严重影响材料力学性能，成为裂纹源，因此减轻钢锭中的A偏析将有助于提高锻件质量。
钢锭A偏析区富集C、S、P、氧化物、硫化物以及气体等，钢锭锻造后进行内部质量检测时，A偏析区往往成为缺陷区域，难以达到检测要求，从而增加了锻件的报废率，给生产钢锭、坯料的企业带来沉重的经济负担。按照国际现有理论，解决钢锭中A偏析的方法一般为：加入外来冷却物质、外场处理或通过加强钢锭的外部冷却，实现钢锭或坯料的快速凝固，以达到减轻A偏析目的。但这些方法操作难度大，在大型钢锭或坯料制备过程难以实施。另外，这些方法在操作过程中可能带入外来大型夹杂物，直接能引起钢锭报废。因此，针对大型钢锭或者大断面连铸坯料，必须突破技术瓶颈，采用新技术解决A偏析问题。中国科学院金属研究所通过计算机模拟、X射线实时观察和实物解剖等可视化方法，发现A偏析的起源是夹杂物，主要为Al2O3加MnS，枝晶间流体缓慢流动将促进A偏析形成，但不是A偏析的根源。因此，通过钢水纯净化可以抑制A偏析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，解决钢锭制造过程中最主要宏观偏析缺陷问题，同时对控制黑色合金材料的夹杂物含量、分布、尺寸，减少金属液中的气体含量都具有很好的效果，最终显著减少直至消除钢锭中A偏析缺陷。
本发明的技术方案是：
一种通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，包括以下步骤：
1）电炉出钢时，要求P≤0.005wt%，严禁冶炼钢渣进入钢包内；同时，有害元素总含量≤100ppm；钢水出炉过程中，添加氧化钙3-15kg/t钢水，同时添加铝≤0.5kg/t钢水，防止金属液沸腾；
2）金属液预脱氧采用真空碳脱氧工艺，避免采用常规的铝脱氧剂，减少夹杂物，特别是氧化物夹杂的数量；
3）利用LF炉精炼渣脱硫技术进行深脱硫，去除夹杂物，控制氧含量，要求S≤0.005wt%；
4）再通过VD真空脱气炉进行高真空脱气、尤其是脱氧去除夹杂，实现金属液冶炼纯净化，全氧含量≤15ppm，理想值≤10ppm；浇注过程采用惰性气体保护，或者在真空条件下浇注，进一一步脱氧或者不增氧。
所述步骤1）中，电炉出钢前应保证P≤0.005wt%，同时保证在10-20min内没有P升高的现象，同时喷碳粉0.1-2kg/t钢水进行微脱氧。
所述步骤1）中，有害元素为As、Sn、Sb、Bi、Pb。
所述步骤1）中，钢水出炉过程中，添加铝小于0.5kg/t钢水，或不添加铝。
所述步骤1）中，钢水出钢时采用偏心底出钢，或者倒换底漏包的方式进行，防止钢渣进入精炼钢包。
所述步骤1）中，钢水出炉时添加的氧化钙与铝材料干燥，分2-10次进行添加。
所述步骤2）中，预脱氧采用真空碳脱氧的工艺为：将出钢后形成的钢渣全部去除后，按每吨钢水计，添加白灰CaO5-15kg/t钢水，C粉1-4kg/t钢水，萤石0.5-5kg/t钢水，造新渣。
所述步骤2）中，真空碳脱氧前钢包温度控制在1610-1650℃；其中，真空度达到0.25-5乇，并且保持10-30min，真空保持过程中钢包氩气流量调整到30-100L/min。
所述步骤3）中，进行预脱氧以后，利用LF精炼炉进行深脱硫工艺；其中，渣的化学成分与重量比例为CaO：50-70%，SiO2：6-10%，CaF2：10-30%，Al2O3：1-3%，MgO<6%，（FeO+MnO）<0.9%，Fe余量；出钢前保证钢渣中（FeO+MnO）总含量小于0.9%的时间保持在30min以上，同时要求S≤0.005wt%；若冶炼过程达不到上述要求，则进行第二次真空碳脱氧。
所述步骤4）中，将经过LF炉精炼之后的金属液进入VD真空脱气炉内冶炼，VD真空脱气炉的真空度为0.25-2乇，真空下利用40-100L/min的流量，从钢包底部吹氩气进行搅拌，净化金属液，处理时间为20-40min；在浇注过程中，对于重量在30吨以上的特大型钢锭，采用真空浇注方式，达到进一步脱氧和脱气的目的；对于常压浇注，采用惰性气体进行封闭保护，防止增氧。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过对金属液进行纯净化控制，减少金属液中的夹杂和有害元素，同时降低了金属液中的硫含量、磷含量与氧含量，采用真空碳脱氧方法在真空下用碳进行脱氧，少铝或者无铝脱氧，避免了氧化产物，从而抑制或消除A偏析。这是提高钢锭质量的一种简单而实用的操作方法。
2.本发明通过严格控制金属液的冶炼过程，防止冶炼钢渣进入精炼包而避免了精炼过程的回磷现象，防止磷含量的上升。通过本发明的精炼渣能够实现深脱硫工艺，将硫的含量控制在0.005%（wt%，下同）以下，并且有利于降低冶炼时间。通过本发明的真空脱气炉（VD）冶炼工艺有利于降低金属液中的气体含量。通过上述技术的运用提高了金属液的纯净度，消除或抑制A偏析。与其它控制A偏析的方法相比，此方法实际操作性更强，是一种创新方法，对大断面钢锭和连铸坯具有特殊意义。
3.本发明适用于所有吨位钢锭，连铸坯料的制备，对大断面、大吨位钢锭和坯料尤其有效。本发明运用范围广，显著提高钢锭以及坯料的内部质量。
总之，通过本发明中的纯净化冶炼和浇注控制技术，减少金属液中的夹杂物以及气体含量，提高钢水纯净度，实现减轻或消除A偏析的目的，适用于所有碳钢、合金钢等黑色金属材料的冶炼，以及各种规格的圆锭、方锭以及各种规格的连铸坯料、垂直大断面连铸坯料的制备。
附图说明
图1为500kg材质为45#钢锭低倍检验结果。
图2为60吨材质为12Cr2Mo1钢锭低倍检验结果。
图3为45吨材质为12Cr2Mo1钢锭低倍检验结果。
图4为100吨材质为30Cr2Ni4钢锭低倍检验结果。
具体实施方式
本发明通过钢水纯净化控制钢锭A偏析缺陷，开发纯净化冶炼控制技术，减少了金属液中的夹杂物，特别是氧化物，可有效解决钢锭、连铸坯料中的A偏析问题，提高坯料的内部质量，该方法主要包括：
1）电炉出钢时要求P≤0.005wt%，避免钢渣进入钢包内。同时，对As、Sn、Sb、Bi、Pb等有害元素进行控制，其总含量≤100ppm，每种有害元素含量≤0.006wt%。
2）金属液预脱氧采用真空碳脱氧工艺，避免采用常规的铝脱氧剂，减少夹杂物数量。
3）利用LF（精炼炉）进行深脱硫，去除夹杂物，控制氧含量，要求S≤0.005wt%。
4）再通过VD（真空脱气炉）高真空进行脱氧、脱气、去除夹杂，实现金属液纯净化控制，使全氧含量≤15ppm，理想值≤10ppm。
实施例1
浇注500kg砂型钢锭，材料为45#，采用真空电炉熔炼，电炉出钢前P=0.003wt%，同时15min内没有P含量升高的现象，添加0.5kg/t（千克/吨）钢水的碳粉进行预脱氧。As、Sn、Sb、Bi、Pb等有害元素总含量为80ppm，每种元素含量均≤0.005wt%。钢水出炉时，添加氧化钙12kg/t钢水。钢水出炉时添加的氧化钙要求干燥，分4次进行添加。形成钢渣后，进行扒渣。将出钢后形成的钢渣全部去除，按每吨钢水计，添加白灰（CaO）10kg/t钢水，C粉2kg/t钢水，萤石1.5kg/t钢水，造新渣。钢包温度控制在1610℃进行真空碳脱氧工艺。其中，真空度达到0.25乇，保持15min，真空保持过程中钢包氩气流量调整到30L/min（升/分钟）。进行预脱氧以后，利用LF进行深脱硫工艺，其中渣的化学成分与重量含量为CaO：55%，SiO2：8%，CaF2：15%，Al2O3：1%，MgO：4%，（FeO+MnO）：0.6%，Fe余量；出钢前钢渣在30min时（FeO+MnO）总含量为0.7%，硫的含量为0.005wt%。将经过LF精炼之后的金属液进入VD真空脱气炉内冶炼，VD的真空度为0.5乇，真空下利用70L/min的流量底吹氩气进行搅拌，净化金属液，处理时间为25min。真空浇注后，通过钢锭解剖结果可知，钢锭内部不存在A偏析，钢锭全氧量平均为8ppm，如图1所示。
实施例2
浇注60t钢锭，材料为12Cr2Mo1，采用偏心底电炉出钢，避免钢渣进入钢包，电炉出钢前P=0.003wt%，同时15min内没有P含量升高的现象，喷0.5kg/t钢水的碳粉进行预脱氧。As、Sn、Sb、Bi、Pb等有害元素总含量为80ppm，每种元素含量均≤0.005wt%。钢水出炉过程中，添加氧化钙10kg/t钢水，铝0.2kg/t钢水。钢水出炉时添加的氧化钙与铝材料要求干燥，分3次进行添加。形成钢渣后，进行扒渣。将出钢后形成的钢渣全部去除，按每吨钢水计，添加白灰（CaO）10kg/t钢水，C粉1kg/t钢水，萤石1kg/t钢水，造新渣。钢包温度控制在1620℃进行真空碳脱氧工艺。其中，真空度达到1乇，保持20min，真空保持过程中钢包氩气流量调整到50L/min。进行预脱氧以后，利用LF进行深脱硫工艺，其中渣的化学成分与重量含量为CaO：50%，SiO2：7%，CaF2：15%，Al2O3：2%，MgO：4%，（FeO+MnO）：0.7％，Fe余量；出钢前钢渣在30min时（FeO+MnO）总含量为0.7%，硫的含量为0.004wt%。将经过LF精炼之后的金属液进入VD真空脱气炉内冶炼，VD的真空度为1乇，真空下利用70L/min的流量底吹氩气进行搅拌，净化金属液，处理时间为25min。真空浇注后，通过钢锭解剖结果可知，钢锭内部不存在A偏析，钢锭全氧量平均为10ppm，如图2所示。
实施例3
浇注45t钢锭，材料为12Cr2Mo1，采用偏心底电炉出钢，避免钢渣进入钢包，电炉出钢前P的含量为0.004wt%，同时11min内没有P含量升高的现象，喷碳粉0.8kg/t钢水进行预脱氧。As、Sn、Sb、Bi、Pb等有害元素总含量为70ppm，每种元素含量均≤0.004wt%。钢水出炉过程中，添加氧化钙12kg/t钢水，铝0.3kg/t钢水。钢水出炉时添加的氧化钙与铝材料要求干燥，分4次进行添加。形成钢渣后，进行扒渣。将出钢后形成的钢渣全部去除，按每吨钢水计，添加白灰（CaO）9kg/t钢水，C粉2kg/t钢水，萤石2kg/t钢水，造新渣。钢包温度控制在1640℃进行真空碳脱氧工艺。其中，真空度达到1.5乇，保持23min，真空保持过程中钢包氩气流量调整到60L/min。进行预脱氧以后，利用LF进行深脱硫工艺，其中渣的化学成分与重量含量为CaO：55%，SiO2：9%，CaF2：20%，Al2O3：2%，MgO：5％，（FeO+MnO）：0.8％，Fe余量；出钢前钢渣在35min时（FeO+MnO）总含量为0.8%，硫的含量为0.005wt%。将经过LF精炼之后的金属液进入VD真空脱气炉内冶炼，VD的真空度为0.5乇，真空下利用70L/min的流量底吹氩气进行搅拌，净化金属液，处理时间为20min。通过钢锭解剖结果可知，钢锭内部不存在A偏析，钢锭全氧量平均为9ppm，如图3所示。
实施例4
浇注100t钢锭，材料为30Cr2Ni4，采用偏心底电炉出钢，避免钢渣进入钢包，电炉出钢前P的含量为0.005wt%，同时15min内没有P含量升高的现象，碳粉喷3kg/t钢水进行预脱氧。As、Sn、Sb、Bi、Pb等有害元素总含量60ppm，每种元素含量均≤0.005wt%。钢水出炉过程中，添加氧化钙15kg/t钢水，铝0.25kg/t钢水。钢水出炉时添加的氧化钙与铝材料要求干燥，共分4次进行添加。形成钢渣后20min后进行扒渣。将出钢后形成的钢渣全部去除，按每吨钢水计，添加白灰（CaO）12kg/t钢水，C粉1kg/t钢水，萤石4kg/t钢水，造新渣。钢包温度控制在1630℃进行真空碳脱氧工艺。其中，真空度达到1乇，保持25min，真空保持过程中钢包氩气流量调整到80L/min。进行预脱氧以后，利用LF进行深脱硫工艺，其中渣的化学成分与重量含量为CaO：60%，SiO2：7%，CaF2：20%，Al2O3：2%，MgO：4%，（FeO+MnO）：0.7%，Fe余量；出钢前钢渣在30min时（FeO+MnO）总含量为0.7%，硫的含量0.003wt%。将经过LF精炼之后的金属液进入VD真空脱气炉内冶炼，VD的真空度为0.5乇，真空下利用80L/min的流量底吹氩气进行搅拌，净化金属液，处理时间为25min。通过钢锭解剖结果可知，钢锭内部不存在A偏析，钢锭全氧量平均为10ppm，如图4所示。本发明工作过程及结果：
本发明通过对金属液的纯净化控制，减少金属液中的夹杂与气体含量，特别是氧化物含量。通过控制措施防止冶炼钢渣进入精炼包，避免了精炼过程的回磷现象，防止磷含量的上升。采用真空碳脱氧的方式避免了脱氧产物，减少了夹杂物含量，通过本发明的精炼渣能够实现深脱硫工艺，将硫的含量控制在0.005wt%以下，并且有利于降低冶炼时间。通过本发明的VD冶炼工艺有利于降低气体含量。通过上述技术的运用提高了金属液的纯净度，消除或抑制A偏析。
实施例的结果表明，与其它控制A偏析的方法相比，此方法在大型件中实际操作性更强。通过控氧纯净化冶炼技术，减少了金属液中的夹杂物，特别是氧化物含量，可有效抑制或消除钢锭、连铸坯料中的A偏析缺陷，提高坯料的内部质量，是提高钢锭或者坯料质量的一种简单而实用的操作方法。本发明为大断面、大吨位钢锭和大断面连铸坯料A偏析控制提供了新途径，突破了A偏析控制的技术瓶颈，也有利于凝固偏析理论的发展。
Claims (5)
1.一种通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，其特征在于，应用于各种规格的圆锭、扁钢以及各种规格的普通连铸坯料、垂直大断面连铸坯料的制备，包括以下步骤：
1）电炉出钢时，要求P≤0.005wt%，严禁冶炼钢渣进入钢包内；同时，有害元素总含量≤100ppm；钢水出炉过程中，添加氧化钙3-15kg/t钢水，同时添加铝≤0.5kg/t钢水，防止金属液沸腾；
所述步骤1）中，电炉出钢前应保证P≤0.005wt%，同时保证在10-20min内没有P升高的现象，同时喷碳粉0.1-2kg/t钢水进行微脱氧；
2）金属液预脱氧采用真空碳脱氧工艺，避免采用常规的铝脱氧剂，减少氧化物夹杂的数量；
所述步骤2）中，预脱氧采用真空碳脱氧的工艺为：将出钢后形成的钢渣全部去除后，按每吨钢水计，添加白灰CaO 5-15kg/t钢水，C粉1-4kg/t钢水，萤石0.5-5kg/t钢水，造新渣；真空碳脱氧前钢包温度控制在1610-1650℃；其中，真空度达到0.25-5乇，并且保持10-30min，真空保持过程中钢包氩气流量调整到30-100L/min；
3）利用LF炉精炼渣脱硫技术进行深脱硫，去除夹杂物，控制氧含量，要求S≤0.005wt%；
所述步骤3）中，进行预脱氧以后，利用LF精炼炉进行深脱硫工艺；其中，渣的化学成分与重量比例为CaO：50-70%，SiO2：6-10%，CaF2：10-30%，Al2O3：1-3%，MgO<6%，（FeO+MnO）<0.9%，Fe余量；出钢前保证钢渣中（FeO+MnO）总含量小于0.9%的时间保持在30min以上，同时要求S≤0.005wt%；若冶炼过程达不到上述要求，则进行第二次真空碳脱氧；
4）再通过VD真空脱气炉进行高真空脱氧去除夹杂，实现金属液冶炼纯净化，全氧含量≤15ppm，理想值≤10ppm；浇注过程采用惰性气体保护，或者在真空条件下浇注，进一步脱氧或者不增氧；
所述步骤4）中，将经过LF炉精炼之后的金属液进入VD真空脱气炉内冶炼，VD真空脱气炉的真空度为0.25-2乇，真空下利用40-100L/min的流量，从钢包底部吹氩气进行搅拌，净化金属液，处理时间为20-40min；在浇注过程中，对于重量在30吨以上的特大型钢锭，采用真空浇注方式，达到进一步脱氧和脱气的目的；对于常压浇注，采用惰性气体进行封闭保护，防止增氧。
2.按照权利要求1所述的通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，其特征在于，所述步骤1）中，有害元素为As、Sn、Sb、Bi、Pb。
3.按照权利要求1所述的通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，其特征在于，所述步骤1）中，钢水出炉过程中，添加铝小于0.5kg/t钢水，或不添加铝。
4.按照权利要求1所述的通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，其特征在于，所述步骤1）中，钢水出钢时采用偏心底出钢，或者倒换底漏包的方式进行，防止钢渣进入精炼钢包。
5.按照权利要求1所述的通过钢水纯净化控制钢锭A偏析的方法，其特征在于，所述步骤1）中，钢水出炉时添加的氧化钙与铝材料干燥，分2-10次进行添加。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210251784.6A CN102808062B (zh) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 |
| PCT/CN2012/082978 WO2014012302A1 (zh) | 2012-07-19 | 2012-10-15 | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 |
| JP2014525303A JP5716209B2 (ja) | 2012-07-19 | 2012-10-15 | 溶鋼の清浄化により鋼塊のａ偏析を制御する方法 |
| EP12878213.3A EP2876171B1 (en) | 2012-07-19 | 2012-10-15 | Method for controlling a segregation of steel ingots by purification of molten steel |
| US14/105,167 US9234252B2 (en) | 2012-07-19 | 2013-12-12 | Method for controlling A-shaped segregation by purification of liquid steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210251784.6A CN102808062B (zh) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102808062A CN102808062A (zh) | 2012-12-05 |
| CN102808062B true CN102808062B (zh) | 2014-03-05 |
Family
ID=47231931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210251784.6A Active CN102808062B (zh) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9234252B2 (zh) |
| EP (1) | EP2876171B1 (zh) |
| JP (1) | JP5716209B2 (zh) |
| CN (1) | CN102808062B (zh) |
| WO (1) | WO2014012302A1 (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103305656B (zh) * | 2013-03-27 | 2016-05-18 | 马钢(集团)控股有限公司 | 一种if钢rh真空脱碳过程控制方法 |
| CN103611892B (zh) * | 2013-11-25 | 2016-03-02 | 钢铁研究总院 | 一种真空碳脱氧细晶粒钢的冶炼浇注方法 |
| CN103924030B (zh) * | 2014-04-09 | 2015-05-06 | 中国科学院金属研究所 | 一种超低氧纯净钢的冶炼方法 |
| CN104249142B (zh) * | 2014-09-28 | 2016-06-01 | 中国科学院金属研究所 | 纯净化均质化致密化细晶化钢铁大铸坯的压力铸造方法 |
| CN105886700B (zh) * | 2016-06-24 | 2017-11-10 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | 利用洗炉钢直接冶炼合金品种钢的方法 |
| CN106609314B (zh) * | 2017-01-24 | 2018-07-10 | 中国科学院金属研究所 | 一种优质h13钢制备方法 |
| CN108300835A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-07-20 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种控制临氢铬钼钢夹杂物的方法 |
| CN109022663B (zh) * | 2018-07-11 | 2020-05-15 | 石钢京诚装备技术有限公司 | 一种890ql级臂架钢的炼制方法 |
| SE544345C2 (en) * | 2019-03-22 | 2022-04-12 | Ovako Sweden Ab | A method for manufacturing a steel ingot |
| CN112011668B (zh) * | 2020-08-30 | 2021-11-12 | 中南大学 | 一种提高eaf-lf钢液精炼过程脱硫效率的生产工艺 |
| CN112981048A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-18 | 中航上大高温合金材料有限公司 | 一种钢包精炼炉顶渣渣系及其使用方法 |
| CN115386677A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-25 | 太原重工股份有限公司 | 大型25Cr2Ni4MoV转子钢锭的生产方法 |
| CN115491465B (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-12 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种电炉-vd流程生产低合金系列钢种的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1621538A (zh) * | 2004-12-10 | 2005-06-01 | 宝钢集团上海五钢有限公司 | 减少和细化高碳铬轴承钢d类夹杂物的生产方法 |
| CN102268515A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-12-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种利用气体净化钢锭及减轻a偏析的方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045244B2 (ja) * | 1980-01-11 | 1985-10-08 | 日本鋼管株式会社 | 鋼の製造方法 |
| JPS56123319A (en) * | 1980-03-04 | 1981-09-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Production of extra low sulfur steel |
| JPS60165358A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-28 | Toshio Fujita | 蒸気タ−ビン高中圧ロ−タ用高強度高靭性鋼 |
| JPS6250403A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Kobe Steel Ltd | 高炭素クロム軸受鋼の製造方法 |
| NL8820690A (nl) * | 1988-07-26 | 1990-06-01 | Do Politekh Inst | Werkwijze voor de bereiding van staal voor algemene doeleinden. |
| JPH0347910A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-28 | Nippon Steel Corp | 溶鋼の脱酸方法 |
| JPH06246425A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 大型鋼塊の鋳造方法 |
| GB2410503B (en) * | 2000-06-05 | 2005-09-07 | Sanyo Special Steel Co Ltd | High-cleanliness steel and process for producing the same |
| WO2001094648A2 (en) * | 2000-06-05 | 2001-12-13 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | High-cleanliness steel and process for producing the same |
| JP2002322509A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Nippon Steel Corp | ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法 |
| JP2005187901A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Jfe Steel Kk | 溶鋼の精錬方法 |
| JP5092245B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2012-12-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鋼の脱窒方法 |
| JP2009173961A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Kobe Steel Ltd | 鍛造用鋼およびこれを用いて得られる鍛造品 |
| CN101565801A (zh) * | 2008-04-22 | 2009-10-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高碳铬轴承钢及其制造方法 |
| CN102199725B (zh) * | 2011-05-13 | 2016-03-16 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 桥梁结构钢及其生产方法 |
-
2012
- 2012-07-19 CN CN201210251784.6A patent/CN102808062B/zh active Active
- 2012-10-15 EP EP12878213.3A patent/EP2876171B1/en active Active
- 2012-10-15 WO PCT/CN2012/082978 patent/WO2014012302A1/zh active Application Filing
- 2012-10-15 JP JP2014525303A patent/JP5716209B2/ja active Active
-
2013
- 2013-12-12 US US14/105,167 patent/US9234252B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1621538A (zh) * | 2004-12-10 | 2005-06-01 | 宝钢集团上海五钢有限公司 | 减少和细化高碳铬轴承钢d类夹杂物的生产方法 |
| CN102268515A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-12-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种利用气体净化钢锭及减轻a偏析的方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| JP昭60-165358A 1985.08.28 |
| 亓俊杰等.大型钢锭A偏析的形成机理及影响因素.《大型铸锻件》.2010,(第3期),42-42. |
| 大型钢锭A偏析的形成机理及影响因素;亓俊杰等;《大型铸锻件》;20100531(第3期);42-42 * |
| 炉外精炼工艺技术应用.pdf;蔡廷书;《四川冶金》;20001231(第3期);34-39 * |
| 蔡廷书.炉外精炼工艺技术应用.pdf.《四川冶金》.2000,(第3期),34-39. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5716209B2 (ja) | 2015-05-13 |
| US20140096648A1 (en) | 2014-04-10 |
| WO2014012302A1 (zh) | 2014-01-23 |
| CN102808062A (zh) | 2012-12-05 |
| JP2014527581A (ja) | 2014-10-16 |
| EP2876171A1 (en) | 2015-05-27 |
| EP2876171A4 (en) | 2016-02-17 |
| US9234252B2 (en) | 2016-01-12 |
| EP2876171B1 (en) | 2017-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102808062B (zh) | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 | |
| CN102816979B (zh) | 一种低碳硫系易切削钢连铸坯的生产方法 | |
| CN104278197B (zh) | 一种低硅高钛焊丝用钢的冶炼方法 | |
| CN103882303B (zh) | 一种气体保护焊丝用钢的冶炼方法 | |
| CN109402327B (zh) | 一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法 | |
| CN113249639B (zh) | 一种提高硅锰镇静硅钢浇注性的生产方法 | |
| CN114395657B (zh) | 一种高洁净铁路货车用电渣轴承钢及其冶炼方法 | |
| CN111041352B (zh) | 一种切割金刚线用盘条炉外精炼生产方法 | |
| CN110804685A (zh) | 一种转炉出钢渣洗精炼工艺 | |
| CN108893682B (zh) | 模具钢钢坯及其制备方法 | |
| CN101713011B (zh) | 一种铸钢件的新型熔炼方法 | |
| CN102041355A (zh) | 一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂 | |
| CN114231827A (zh) | 一种高速钢轨b类夹杂物的控制方法 | |
| CN115198058B (zh) | 一种低碳低硫超低硅焊丝钢的冶炼方法 | |
| CN108359910B (zh) | 一种低碳低硅铝镇静钢复合净化剂合金制作方法 | |
| CN108330248B (zh) | 加氢反应器用钢12Cr2Mo1R(H)的冶炼方法 | |
| CN115537637B (zh) | 一种无铝脱氧高碳铬轴承钢的冶炼方法 | |
| CN114908219B (zh) | 一种减少铝镇静钢中硅锰类夹杂物的冶炼方法 | |
| CN112695154B (zh) | 一种碳锰钢锻件及其冶炼方法 | |
| RU2816888C1 (ru) | Способ производства стали с регламентированным пределом по содержанию серы | |
| TWI444480B (zh) | So that the molten steel casting performance of aluminum silicon deoxidized steel steelmaking process | |
| CN102296154B (zh) | 一种含易氧化元素的高合金钢的还原精炼方法 | |
| CN111318659B (zh) | 解决小方坯连铸生产高硫易切削齿轮钢水口堵塞的方法 | |
| CN107641681B (zh) | 一种新型炼钢用复合脱氧剂及其制备方法 | |
| CN118421860A (zh) | 一种轴承钢及其控制轴承钢中氧和钙含量的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |