CN103320571A

CN103320571A - 一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法

Info

Publication number: CN103320571A
Application number: CN2013102142746A
Authority: CN
Inventors: 王宏明; 李桂荣
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: CN103320571B

Abstract

本发明提供一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：转炉或电炉冶炼出钢控制成分为：碳含量0.20-0.50%，磷含量低于0.01%，硫含量低于0.02%，钛低于0.005%，出钢过程用锰、硅合金预脱氧和合金化，加入碳粉作增碳剂，并在钢包中加入钢包渣还原剂和预熔顶渣，钢包渣还原剂采用电石或碳化硅，预熔渣为石灰-硼酐预熔而成；LF精炼过程用硅钙或硅钙钡合金深脱氧和脱硫，控制顶渣中Al₂O₃量低于5%，自冶炼炉出钢至LF出站，对钢包内钢水全程吹氩，促进夹杂物上浮。采用本发明，有利于去除钢帘线用钢中氧化物夹杂、硫化物夹杂以及钛化物等及杂物，有利于提高钢帘线性能，有实现了成本降低，节约了资源。

Description

一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金生产领域，特别涉及到一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法。

背景技术

钢帘线用钢是优质硬线钢的精品，也是商用钢中强度最高的钢种之一，由于钢帘线生产过程中，要将直径5-8mm的盘条拉成直径0.1-0.2mm的细丝，而且细丝还需要捻股，需要较高的强度，不允许断丝；因此要求刚才须具有极高的洁净度，尤其对钢中夹杂物要求最高，不允许有>30微米的夹杂物存在，特别对于脆性的Al₂O₃和铝酸钙类夹杂物更不允许存在；目前降低钢中夹杂物的现有技术主要是钢帘线用钢不能用Al脱氧，炉外精炼造酸性渣吸收铝钙类夹杂，以及提高吹氩时间等手段；现有技术生产钢帘线用钢，存在的主要问题是炉外精炼时脱氧与氧化物夹杂的去除与控制，由于帘线钢不能用Al脱氧，用硅、锰脱氧不彻底，导致钢中氧化物夹杂较多，另外，由于为了使钢包内顶渣有较高的吸收Al₂O₃的能力，LF精炼过程造酸性渣，导致顶渣吸收硅脱氧产物SiO₂的能力不足，因此，目前的钢帘线用钢经常存在硅酸盐夹杂，成为影响钢帘线性能的主要因素之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，通过在钢包内向钢水和顶渣内分别加入脱氧剂进行脱氧，实现钢水深脱氧，并通过加入石灰-硼酐作预熔顶渣，吸收脱氧产物，特别是提高顶渣吸收Al₂O₃和SiO₂的能力，从而降低钢中的夹杂物，解决钢帘线用钢中夹杂物含量偏高的问题。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：在转炉或电炉内炼钢，控制冶炼终点的钢成分为：碳含量0.20-0.50%，磷含量低于0.01%，硫含量低于0.02%，钛低于0.005%，余量为铁；出钢过程当出钢量达到一半时用锰合金和硅合金进行预脱氧和合金化，并当出钢量达到四分之三时在钢包中加入钢包渣还原剂和预熔顶渣，钢包渣还原剂采用电石或碳化硅，加入碳粉作增碳剂，预熔渣为石灰-硼酐预熔而成；LF精炼过程用硅钙或硅钙钡合金深脱氧和脱硫，控制顶渣中Al₂O₃量低于5%，自冶炼炉出钢至LF出站的过程中，对钢包内钢水全程吹氩，促进夹杂物上浮。

针对本发明的方法，需要特别指出的是：

1、在冶炼炉出钢过程用锰合金、硅合金预脱氧和合金化，以锰铁和硅铁或硅锰铁合金形式加入，硅、锰添加量以控制钢中硅、锰含量分别为：硅：0.15-0.20%，锰：0.46-0.55%为目标。

2、在冶炼炉出钢过程在钢包中加入钢包渣还原剂，钢包渣还原剂采用电石或碳化硅，加入量以控制钢包内顶渣中氧化铁和氧化锰的质量分数之和低于1%。

3、钢包内增碳采用碳粉作增碳剂，加入量以控制钢包内钢水成分中碳含量达到目标范围0.80-0.82%。

4、在冶炼炉出钢过程在钢包中加入预熔顶渣，预熔渣为石灰-硼酐预熔而成，预熔渣组成的质量分数为：石灰50-80%，硼酐20-50%，加入量为钢包中钢水重量的1%。

5、LF精炼过程用硅钙或硅钙钡合金深脱氧和脱硫，合金的加入量以硅含量不超过0.25%为限，LF精炼过程控制顶渣中Al₂O₃量低于5%。

与现有技术相比较，采用本发明的优点如下：

1）本发明在钢包内加入石灰-硼酐预熔成的顶渣，吸收Si脱氧产物，比现有技术中采用硅酸盐渣系相比，由于生成了一系列CaO·xSiO₂·yB₂O₃低熔点复合化合物，顶渣中SiO₂活度降低，顶渣吸收SiO₂的能力大幅度提高；另外，由于石灰-硼酐预熔顶渣与Al₂O₃结合成CaO·xAl₂O₃·yB₂O₃ 和CaO·xAl₂O₃·ySiO₂，提高了熔渣吸收Al₂O₃的能力，因此与现有采用CaO-SiO₂酸性渣精炼相比，含SiO₂和Al₂O₃成分的夹杂物显著降低。

2）本发明对钢水用锰、硅预脱氧，再向顶渣中加入电石或碳化硅进行扩散脱氧，最后用硅钙或硅钙钡深脱氧和脱硫，降低了钢中的氧、硫含量，生成的氧化物和硫化物被由石灰-硼酐组成的顶渣吸收，降低了钢中硫化物、氧化物夹杂数量。

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步阐述；实施例用于说明本发明，不以任何方式来限制本发明。

实施实例1

采用100吨转炉冶炼，废钢加入量10%，铁水加入量90%，铁水成分中硫含量0.030%,冶炼终点的钢成分为：碳含量0.50%，磷含量0.008%，硫含量 0.012%，钛0.004%，出钢温度1630℃，在出钢过程中当出钢量达到一半时用锰铁和硅铁进行预脱氧和合金化，调整钢包内钢水成分为硅：0.20%，锰：0.55%，并当出钢量达到四分之三时在钢包中加入钢包渣还原剂和预熔顶渣，钢包渣还原剂为300kg电石，控制钢包顶渣中氧化铁和氧化锰含量之和小于1%，预熔渣为80%石灰-20%硼酐预熔而成，加入量为1t，自冶炼炉出钢至LF出站的过程中，对钢包内钢水全程吹氩，采用的吹氩压力为0.5MPa，促进夹杂物上浮，用碳粉作增碳剂增碳，钢包内钢水碳含量目标为0.80%；LF精炼过程用硅钙合金深脱氧和脱硫，LF精炼过程控制顶渣中Al₂O₃质量分数低于5%，LF精炼终点钢成分（质量百分数）为：碳0.80%，锰 0.55%，硅 0.19%，钛 0.0004%，氮 0.0030%，铝 0.0009%，磷 0.008%，硫0.008%，氧 0.0020%，钢成分达到钢帘线用钢的成分标准；经160方坯连铸，采用控制轧制和控制冷却后制成钢帘线用钢盘条，取盘条样作金相分析：夹杂物面积含量为0.016%，夹杂物数量为16个/mm²，夹杂物最大当量直径 4.8微米，很明显，夹杂物的面积含量、夹杂物个数和夹杂物尺寸等指标与市场现有产品相比均有提高。

实施实例2

采用80吨转炉冶炼，废钢加入量10%，铁水加入量90%，铁水成分中硫含量0.030%，冶炼终点的钢成分为：碳含量0.20%，磷含量0.008%，硫含量 0.013%，钛0.004%，出钢温度1640℃，在出钢过程中当出钢量达到一半时用锰铁和硅铁进行预脱氧和合金化，调整钢包内钢水成分为硅：0.15%，锰：0.50%，并当出钢量达到四分之三时在钢包中加入钢包渣还原剂和预熔顶渣，钢包渣还原剂为200kg电石，控制钢包顶渣中氧化铁和氧化锰含量之和小于1%，预熔渣为60%石灰-40%硼酐预熔而成，加入量为0.8t，自冶炼炉出钢至LF出站的过程中，钢包内钢水全程吹氩，采用的吹氩压力为0.45MPa，促进夹杂物上浮，用碳粉作增碳剂增碳，钢包内钢水碳含量目标为0.80%；LF精炼过程用硅钙合金深脱氧和脱硫，LF精炼过程控制顶渣中Al₂O₃质量分数低于5%，LF精炼终点钢成分（质量百分数）为：碳0.80%，锰 0.50%，硅 0.18%，钛 0.0004%，氮 0.0030%，铝 0.0009%，磷 0.008%，硫0.008%，氧 0.0020%，钢成分达到钢帘线用钢的成分标准；经160方坯连铸，采用控制轧制和控制冷却后制成钢帘线用钢盘条，取盘条样作金相分析：夹杂物面积含量为0.018%，夹杂物数量为17个/mm²，夹杂物最大当量直径 4.8微米，很明显，夹杂物的面积含量、夹杂物个数和夹杂物尺寸等指标与市场现有产品相比均有提高。

实施实例3

采用200吨转炉冶炼，废钢加入量12%，铁水加入量88%，铁水成分中硫含量0.030%,冶炼终点的钢成分为：碳含量0.45%，磷含量0.008%，硫含量 0.013%，钛0.004%，出钢温度1630℃，在出钢过程中当出钢量达到一半时用锰铁和硅铁进行预脱氧和合金化，调整钢包内钢水成分为硅：0.18%，锰：0.55%，并当出钢量达到四分之三时在钢包中加入钢包渣还原剂和预熔顶渣，钢包渣还原剂为200kg电石，控制钢包顶渣中氧化铁和氧化锰含量之和小于1%，预熔渣为70%石灰-30%硼酐预熔而成，加入量为2t，自冶炼炉出钢至LF出站的过程中，钢包内钢水全程吹氩，采用的吹氩压力为0.45MPa，促进夹杂物上浮；用碳粉作增碳剂增碳，钢包内钢水碳含量目标为0.80%； LF精炼过程用硅钙合金深脱氧和脱硫，LF精炼过程控制顶渣中Al₂O₃质量分数低于5%，LF精炼终点钢成分（质量百分数）为：碳0.80%，锰 0.54%，硅 0.18%，钛 0.0004%，氮 0.0030%，铝 0.0009%，磷 0.008%，硫0.008%，氧 0.0020%，钢成分达到钢帘线用钢的成分标准；经160方坯连铸，采用控制轧制和控制冷却后制成钢帘线用钢盘条，取盘条样作金相夹杂物分析：夹杂物面积含量为0.017%，夹杂物数量为19个/mm²，夹杂物最大当量直径 4.6微米，很明显，夹杂物的面积含量、夹杂物个数和夹杂物尺寸等指标与市场现有产品相比均有提高。

对实施例1-3获得的钢帘线用钢盘条进行力学性能分析，抗拉强度均在1100MPa以上，延伸率12-13%，断面收缩率34-35%，适合做钢帘线。

Claims

1.一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：在转炉或电炉内炼钢，控制冶炼终点的钢成分为：碳含量0.20-0.50%，磷含量低于0.01%，硫含量低于0.02%，钛低于0.005%，余量为铁；出钢过程当出钢量达到一半时用锰合金和硅合金进行预脱氧和合金化，并当出钢量达到四分之三时在钢包中加入钢包渣还原剂和预熔顶渣，钢包渣还原剂采用电石或碳化硅，加入碳粉作增碳剂，预熔渣为石灰-硼酐预熔而成；LF精炼过程用硅钙或硅钙钡合金深脱氧和脱硫，控制顶渣中Al₂O₃量低于5%，自冶炼炉出钢至LF出站的过程中，对钢包内钢水全程吹氩，促进夹杂物上浮。

2.如权利要求1所述的一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：所述在冶炼炉出钢过程用锰合金、硅合金预脱氧和合金化，以锰铁和硅铁或硅锰铁合金形式加入，硅、锰添加量以控制钢中硅、锰含量分别为：硅：0.15-0.20%，锰：0.46-0.55%为目标。

3.如权利要求1所述的一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：所述在冶炼炉出钢过程在钢包中加入钢包渣还原剂，钢包渣还原剂采用电石或碳化硅，加入量以控制钢包内顶渣中氧化铁和氧化锰的质量分数之和低于1%。

4.如权利要求1所述的一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：所述钢包内增碳采用碳粉作增碳剂，加入量以控制钢包内钢水成分中碳含量达到目标范围0.80-0.82%。

5.如权利要求1所述的一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：所述在冶炼炉出钢过程在钢包中加入预熔顶渣，预熔渣为石灰-硼酐预熔而成，预熔渣组成的质量分数为：石灰50-80%，硼酐20-50%，加入量为钢包中钢水重量的1%。

6.如权利要求1所述的一种降低钢帘线用钢中夹杂物的精炼方法，其特征在于：LF精炼过程用硅钙或硅钙钡合金深脱氧和脱硫，合金的加入量以硅含量不超过0.25%为限，LF精炼过程控制顶渣中Al₂O₃量低于5%。