CN104233043B - 一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入钢包精炼LF炉中，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.020wt％～0.070wt％，然后对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，以及在造渣处理结束后进行LF精炼20min～40min，然后在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.05wt％‑0.35wt％，最后在调钛结束后，进行软吹9min～15min，使得钢液中的钛均匀分布。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼领域，具体涉及一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法。
背景技术
随着钢铁冶炼技术不断发展，下游产品对钢材的强度的要求越来越高，而将钛加入钢中会较大的提高钢的强度。为了将钛将入钢中，通常是在LF炉精炼过程中调节钢液中的钛含量，从而提高了钢材的强度。
但是，现有技术在钢液进入LF炉冶炼时就调节钢液中的钛含量，而此时钢液中的夹杂物为较大颗粒的Al2O3夹杂物，加入钛铁调钛后，生成的TiN颗粒较小，不容易以Al2O3夹杂物为核心生成，容易产生纯的TiN夹杂物，而在钢的轧制和变形过程中，纯的TiN夹杂物不会变形，并且纯的TiN夹杂物有尖利的棱角，在钢的使用过程中，夹杂物的棱角处容易形成微裂纹，从而降低了高钛合金结构钢的疲劳寿命。
发明内容
本申请实施例通过提供一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，用于解决现有技术在冶炼高钛含量合金结构钢时，存在高钛含量合金结构钢中的纯的TiN夹杂物含量高，使得高钛合金结构钢的疲劳寿命降低的技术问题。
本申请实施例提供了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，包括以下步骤：
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.020wt％～0.070wt％；
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为200mm～300mm，且所述炉渣中CaO的含量为50wt％～65wt％，SiO2的含量为0％～10wt％，Al2O3含量为25wt％～35wt％；
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼20min～40min；
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.05wt％-0.35wt％；
步骤e：在调钛结束后，进行软吹9min～15min，使得钢液中的钛均匀分布。
可选的，所述造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为210mm～290mm。
可选的，在步骤c中在造渣处理结束后进行LF精炼28min～37min。
可选的，在步骤d中，在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.014wt％-0.015wt％。
可选的，在步骤e中，在调钛结束后，进行软吹10min，其中，所述软吹流量为40L/min。
可选的，在步骤b中通过加入石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理。
可选的，在LF精炼结束后，在向钢液中加入钛铁进行调钛之前，钢液中Ca的含量为0.0006wt％～0.0009wt％。
可选的，在步骤a中，所述铝铁脱氧后的钢液中的AL的含量为0.025wt％～0.060wt％。
本发明有益效果如下：
本申请技术方案是在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉进行精炼，再对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，以及在造渣处理结束后进行LF精炼20min～40min，然后在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，以及在调钛结束后，进行软吹9min～15min，使得钢液中的钛均匀分布即可，由于在加入钛铁之前，所述炉渣中CaO的含量为50wt％～65wt％和Al2O3含量为25wt％～35wt％，使得钢液中存在大量粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，而在加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，且在钢的轧制和变形过程中，以钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，与纯的TiN夹杂物相比，有核心的TiN夹杂物对钢的疲劳性能影响较小，从而解决了现有技术中高钛含量合金结构钢中的纯的TiN夹杂物含量高，使得高钛合金结构钢的疲劳寿命降低的技术问题，实现了降低高钛含量合金结构钢中的纯的TiN夹杂物含量，提高高钛合金结构钢的疲劳寿命的技术效果。
具体实施方式
针对现有技术在冶炼高钛含量合金结构钢时，存在高钛含量合金结构钢中的纯的TiN夹杂物含量大，使得高钛合金结构钢的疲劳寿命降低的技术问题，本发明实施例提出的技术方案中，在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，再对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，以及在造渣处理结束后进行LF精炼20min～40min，然后在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，以及在调钛结束后，进行软吹9min～15min，使得钢液中的钛均匀分布即可，由于在加入钛铁之前，所述炉渣中CaO的含量为50wt％～65wt％和Al2O3含量为25wt％～35wt％，使得钢液中存在大量粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，而在加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，且在钢的轧制和变形过程中，以钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，与纯的TiN夹杂物相比，有核心的TiN夹杂物对钢的抗疲劳性能影响较小，从而解决了现有技术中高钛含量合金结构钢中的纯的TiN夹杂物含量大，使得高钛合金结构钢的疲劳寿命降低的技术问题，实现了降低高钛含量合金结构钢中的纯的TiN夹杂物含量，提高高钛合金结构钢的疲劳寿命的技术效果。
下面对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
实施例一：
本发明实施例一提出了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，该方法具体处理过程如下：
下面具体以210吨氧气复吹转炉为例，当然也可以120吨，300吨氧气复吹转炉来进行冶炼，本申请不作具体限制。
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.020wt％。
在具体实施过程中，在转炉出钢过程加入铝铁脱氧，并控制在通过铝铁脱氧结束后的钢液中的Al的含量为0.020wt％，然后再将脱氧后的钢液运输到LF炉中精炼。
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为200mm，且所述炉渣中CaO的含量为50wt％，SiO2的含量为10wt％，Al2O3含量为35wt％。
在具体实施过程中，在钢液转入所述LF炉之后，首先对所述LF炉中的钢液进行造渣处理，可以采用石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，由于采用的是210吨氧气复吹转炉，因此需要向所述LF炉中加入1400kg石灰和200kg萤石进行造渣，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为200mm，且所述炉渣中CaO的含量为50wt％，SiO2的含量为10wt％，Al2O3含量为35wt％。
具体来讲，由于采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0005wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物。
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼20min。
在具体实施过程中，在造渣处理结束之后，进行LF精炼20min。
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.05wt％。
在具体实施过程中，在LF精炼20min之后，向钢液中加入钛铁进行调钛，使得加入钛铁后的钢液中钛合金含量为0.05wt％，在进行调钛时具体钛含量满足钢种成分即可。
步骤e：在调钛结束后，进行软吹9min，使得钢液中的钛均匀分布即可。
在具体实施过程中，在调钛结束后，可以进行钢包底部软吹9min，使钢液中的钛均匀分布，具体可以将软吹流量控制在40L/min，以及在软吹之后进行浇铸，浇铸后进行轧制，轧制后得到钢的板卷，其中，有核心的TiN夹杂物在钢的轧制过程中变为颗粒较小的夹杂物，夹杂物的棱角不再尖利，使得所述钢的板卷的疲劳寿命得以提高，根据在疲劳试验结果，本实验得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为1.32×106，而采用现有技术得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为为5.72×105，从而与现有技术相比，本申请技术方案得到的高钛含量结构钢的疲劳寿命有较大提高。
具体的，由于本申请实施例采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0005wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液中会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，在LF精炼结束后加入钛铁调钛，加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的CaS夹杂物和/或以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，使得在钢的轧制和变形过程中，纯的TiN夹杂物不会变形，而且纯的TiN夹杂物有尖利的棱角，在钢的使用过程中，夹杂物的棱角处容易形成微裂纹，使钢的疲劳寿命降低，而以CaS夹杂物或钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，和纯的TiN夹杂物比较，有核心的TiN夹杂物对钢的疲劳性能影响较小，有利于提高钢的疲劳寿命。
实施例二：
本发明实施例二提出了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，该方法具体处理过程如下：
下面具体以210吨氧气复吹转炉为例，当然也可以120吨，300吨氧气复吹转炉来进行冶炼，本申请不作具体限制。
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.070wt％。
在具体实施过程中，在转炉出钢过程加入铝铁脱氧，并控制在通过铝铁脱氧结束后的钢液中的Al的含量为0.070wt％，然后再将脱氧后的钢液运输到LF炉中精炼。
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为300mm，且所述炉渣中CaO的含量为65wt％，Al2O3含量为25wt％。
在具体实施过程中，在钢液转入所述LF炉之后，首先对所述LF炉中的钢液进行造渣处理，可以采用石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，由于采用的是210吨氧气复吹转炉，因此需要向所述LF炉中加入1400kg石灰和200kg萤石进行造渣，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为300mm，且所述炉渣中CaO的含量为65wt％，Al2O3含量为25wt％。
具体来讲，由于采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0008wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物。
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼40min。
在具体实施过程中，在造渣处理结束之后，进行LF精炼40min。
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.35wt％。
在具体实施过程中，在LF精炼40min之后，向钢液中加入钛铁进行调钛，使得加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.35wt％，在进行调钛时具体钛含量满足钢种成分即可。
步骤e：在调钛结束后，进行软吹15min，使得钢液中的钛均匀分布即可。
在具体实施过程中，在调钛结束后，可以进行钢包底部软吹15min，使钢液中的钛均匀分布，具体可以将软吹流量控制在40L/min，以及在软吹之后进行浇铸，浇铸后进行轧制，轧制后得到钢的板卷，其中，有核心的TiN夹杂物在钢的轧制过程中变为颗粒较小的夹杂物，夹杂物的棱角不再尖利，使得所述钢的板卷的疲劳寿命得以提高，根据在疲劳试验结果，本实验得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为1.30×106，而采用现有技术得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为为5.82×105，从而与现有技术相比，本申请技术方案得到的高钛含量结构钢的疲劳寿命有较大提高。
具体的，由于本申请实施例采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0008wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液中会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，在LF精炼结束后加入钛铁调钛，加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的CaS夹杂物和/或以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，使得在钢的轧制和变形过程中，纯的TiN夹杂物不会变形，而且纯的TiN夹杂物有尖利的棱角，在钢的使用过程中，夹杂物的棱角处容易形成微裂纹，使钢的疲劳寿命降低，而以CaS夹杂物或钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，和纯的TiN夹杂物比较，有核心的TiN夹杂物对钢的疲劳性能影响较小，有利于提高钢的疲劳寿命。
实施例三：
本发明实施例三提出了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，该方法具体处理过程如下：
下面具体以210吨氧气复吹转炉为例，当然也可以120吨，300吨氧气复吹转炉来进行冶炼，本申请不作具体限制。
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.025wt％。
在具体实施过程中，在转炉出钢过程加入铝铁脱氧，并控制在通过铝铁脱氧结束后的钢液中的Al的含量为0.025wt％，然后再将脱氧后的钢液运输到LF炉中精炼。
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为270mm，且所述炉渣中CaO的含量为64wt％，Al2O3含量为28wt％和和SiO2含量为5wt％。
在具体实施过程中，在钢液转入所述LF炉之后，首先对所述LF炉中的钢液进行造渣处理，可以采用石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，由于采用的是210吨氧气复吹转炉，因此需要向所述LF炉中加入1400kg石灰和200kg萤石进行造渣，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为270mm，且所述炉渣中CaO的含量为64wt％，Al2O3含量为28wt％和和SiO2含量为5wt％。
具体来讲，由于采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0006wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物。
具体的，在造渣处理结束后钢液中Al含量及LF炉渣含量具体参见下表1：
| Al％ | CaO％ | Al2O3％ | SiO2％ | MgO％ | T.Fe | MnO％ | 其它 |
| 0.025 | 63.9 | 26.9 | 3.9 | 4.3 | 0.4 | 0.3 | 0.3 |
表1
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼28min。
在具体实施过程中，在造渣处理结束之后，进行LF精炼28min。
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.15wt％。
在具体实施过程中，在LF精炼28min之后，向钢液中加入钛铁进行调钛，使得加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.15wt％，在进行调钛时具体钛含量满足钢种成分即可。
步骤e：在调钛结束后，进行软吹10min，使得钢液中的钛均匀分布即可。
在具体实施过程中，在调钛结束后，可以进行钢包底部软吹10min，使钢液中的钛均匀分布，具体可以将软吹流量控制在40L/min，以及在软吹之后进行浇铸，浇铸后进行轧制，轧制后得到钢的板卷，其中，有核心的TiN夹杂物在钢的轧制过程中变为颗粒较小的夹杂物，夹杂物的棱角不再尖利，使得所述钢的板卷的疲劳寿命得以提高，根据在疲劳试验结果，本实验得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为1.34×106，而采用现有技术得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为为5.80×105，从而与现有技术相比，本申请技术方案得到的高钛含量结构钢的疲劳寿命有较大提高。
具体的，由于本申请实施例采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0006wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液中会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，在LF精炼结束后加入钛铁调钛，加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的CaS夹杂物和/或以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，使得在钢的轧制和变形过程中，纯的TiN夹杂物不会变形，而且纯的TiN夹杂物有尖利的棱角，在钢的使用过程中，夹杂物的棱角处容易形成微裂纹，使钢的疲劳寿命降低，而以CaS夹杂物或钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，和纯的TiN夹杂物比较，有核心的TiN夹杂物对钢的疲劳性能影响较小，有利于提高钢的疲劳寿命。
实施例四：
本发明实施例四提出了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，该方法具体处理过程如下：
下面具体以210吨氧气复吹转炉为例，当然也可以120吨，300吨氧气复吹转炉来进行冶炼，本申请不作具体限制。
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.025wt％。
在具体实施过程中，在转炉出钢过程加入铝铁脱氧，并控制在通过铝铁脱氧结束后的钢液中的Al的含量为0.004wt％，然后再将脱氧后的钢液运输到LF炉中精炼。
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为210mm，且所述炉渣中CaO的含量为55wt％，Al2O3含量为35wt％和SiO2含量为5wt％。
在具体实施过程中，在钢液转入所述LF炉之后，首先对所述LF炉中的钢液进行造渣处理，例如可以采用石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，由于采用的是210吨氧气复吹转炉，因此需要向所述LF炉中加入1400kg石灰和200kg萤石进行造渣，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为210mm，且所述炉渣中CaO的含量为55wt％，Al2O3含量为35wt％和SiO2含量为5wt％。
具体来讲，由于采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0009wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物。
具体的，在造渣处理结束后钢液中Al含量及LF炉渣含量具体参见下表2：
| Al％ | CaO％ | Al2O3％ | SiO2％ | MgO％ | T.Fe | MnO％ | 其它 |
| 0.04 | 52.2 | 34.8 | 4.4 | 6.3 | 0.7 | 0.9 | 0.7 |
表2
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼37min。
在具体实施过程中，在造渣处理结束之后，进行LF精炼37min。
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.14wt％。
在具体实施过程中，在LF精炼37min之后，向钢液中加入钛铁进行调钛，使得加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.14wt％，在进行调钛时具体钛含量满足钢种成分即可。
步骤e：在调钛结束后，进行软吹10min，使得钢液中的钛均匀分布。
在具体实施过程中，在调钛结束后，可以进行钢包底部软吹10min，使钢液中的钛均匀分布，具体可以将软吹流量控制在40L/min，以及在软吹之后进行浇铸，浇铸后进行轧制，轧制后得到钢的板卷，其中，有核心的TiN夹杂物在钢的轧制过程中变为颗粒较小的夹杂物，夹杂物的棱角不再尖利，使得所述钢的板卷的疲劳寿命得以提高，根据在疲劳试验结果，本实验得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为1.34×106，而采用现有技术得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为为5.80×105，从而与现有技术相比，本申请技术方案得到的高钛含量结构钢的疲劳寿命有较大提高。
具体的，由于本申请实施例采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0009wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液中会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，在LF精炼结束后加入钛铁调钛，加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的CaS夹杂物和/或以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，使得在钢的轧制和变形过程中，纯的TiN夹杂物不会变形，而且纯的TiN夹杂物有尖利的棱角，在钢的使用过程中，夹杂物的棱角处容易形成微裂纹，使钢的疲劳寿命降低，而以CaS夹杂物或钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，和纯的TiN夹杂物比较，有核心的TiN夹杂物对钢的疲劳性能影响较小，有利于提高钢的疲劳寿命。
实施例五：
本发明实施例五提出了一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，该方法具体处理过程如下：
下面具体以210吨氧气复吹转炉为例，当然也可以120吨，300吨氧气复吹转炉来进行冶炼，本申请不作具体限制。
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.06wt％。
在具体实施过程中，在转炉出钢过程加入铝铁脱氧，并控制在通过铝铁脱氧结束后的钢液中的Al的含量为0.06wt％，然后再将脱氧后的钢液运输到LF炉中精炼。
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为290mm，且所述炉渣中CaO的含量为57wt％，Al2O3含量为28wt％和SiO2含量为8wt％。
在具体实施过程中，在钢液转入所述LF炉之后，首先对所述LF炉中的钢液进行造渣处理，可以采用石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，由于采用的是210吨氧气复吹转炉，因此需要向所述LF炉中加入1400kg石灰和200kg萤石进行造渣，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为290mm，且所述炉渣中CaO的含量为57wt％，Al2O3含量为28wt％和SiO2含量为8wt％。
具体来讲，由于采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0008wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物。
具体的，在造渣处理结束后钢液中Al含量及LF炉渣含量具体参见下表3：
| Al％ | CaO％ | Al2O3％ | SiO2％ | MgO％ | T.Fe | MnO％ | 其它 |
| 0.06 | 55.3 | 26.7 | 7.3 | 9.6 | 0.3 | 0.5 | 0.3 |
表3
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼40min。
在具体实施过程中，在造渣处理结束之后，进行LF精炼40min。
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.14wt％。
在具体实施过程中，在LF精炼40min之后，向钢液中加入钛铁进行调钛，使得加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.14wt％，在进行调钛时具体钛含量满足钢种成分即可。
步骤e：在调钛结束后，进行软吹10min，使得钢液中的钛均匀分布即可。
在具体实施过程中，在调钛结束后，可以进行钢包底部软吹10min，使钢液中的钛均匀分布，具体可以将软吹流量控制在40L/min，以及在软吹之后进行浇铸，浇铸后进行轧制，轧制后得到钢的板卷，其中，有核心的TiN夹杂物在钢的轧制过程中变为颗粒较小的夹杂物，夹杂物的棱角不再尖利，使得所述钢的板卷的疲劳寿命得以提高，根据在疲劳试验结果，本实验得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为1.34×106，而采用现有技术得到的高钛含量合金结构钢的疲劳寿命为为5.80×105，从而与现有技术相比，本申请技术方案得到的高钛含量结构钢的疲劳寿命有较大提高。
具体的，由于本申请实施例采用较大渣量的高CaO含量、高Al2O3含量的炉渣，通过钢渣之间的反应，钢液中的Ca的含量为0.0008wt％，在钢渣之间进行化学反应时，所述钢液中会生成大量粒径在1～4μm的CaS夹杂物和粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物，在LF精炼结束后加入钛铁调钛，加入钛铁后，产生的TiN夹杂物以粒径在1～4μm的CaS夹杂物和/或以粒径在1～4μm的钙铝酸盐类夹杂物为核心生成，使得在钢的轧制和变形过程中，纯的TiN夹杂物不会变形，而且纯的TiN夹杂物有尖利的棱角，在钢的使用过程中，夹杂物的棱角处容易形成微裂纹，使钢的疲劳寿命降低，而以CaS夹杂物或钙铝酸盐类夹杂物核心的TiN夹杂物会被轧碎，夹杂物被轧碎后，没有尖利的棱角，和纯的TiN夹杂物比较，有核心的TiN夹杂物对钢的疲劳性能影响较小，有利于提高钢的疲劳寿命。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a：在转炉出钢过程中加入铝铁脱氧，并将铝铁脱氧后的钢液转入LF炉中精炼，其中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.020wt％～0.070wt％；
步骤b：对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理，其中，造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为200mm～300mm，且所述炉渣中CaO的含量为50wt％～65wt％，SiO2的含量为0％～10wt％，Al2O3含量为25wt％～35wt％；
步骤c：在造渣处理结束后进行LF精炼20min～40min；
步骤d：在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.05wt％-0.35wt％；
步骤e：在调钛结束后，进行软吹9min～15min，使得钢液中的钛均匀分布。
2.如权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述造渣处理结束后的炉渣的渣量厚度为210mm～290mm。
3.如权利要求2所述的冶炼方法，其特征在于，在步骤c中在造渣处理结束后进行LF精炼28min～37min。
4.如权利要求3所述的冶炼方法，其特征在于，在步骤d中，在LF精炼结束后，向钢液中加入钛铁进行调钛，其中，加入钛铁含量后的钢液中钛合金含量为0.14wt％-0.15wt％。
5.如权利要求4所述的冶炼方法，其特征在于，在步骤e中，在调钛结束后，进行软吹10min，其中，所述软吹流量为40L/min。
6.如权利要求1～5任一项所述的冶炼方法，其特征在于，在步骤b中通过加入石灰和萤石对转入所述LF炉中的钢液进行造渣处理。
7.如权利要求6所述的冶炼方法，其特征在于，在LF精炼结束后，在向钢液中加入钛铁进行调钛之前，钢液中Ca的含量为0.0006wt％～0.0009wt％。
8.如权利要求6所述的冶炼方法，其特征在于，在步骤a中，所述铝铁脱氧后的钢液中的Al的含量为0.025wt％～0.060wt％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410514267.2A CN104233043B (zh) | 2014-09-29 | 一种高钛含量合金结构钢的冶炼方法 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104233043A CN104233043A (zh) | 2014-12-24 |
| CN104233043B true CN104233043B (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 超低氧钢20CrMoH和60Si2MnA中TiN夹杂的控制;李海波等;《特殊钢》;20080401;第29卷(第2期);44-46 * |
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