CN104805251A

CN104805251A - 一种用于向钢水中加入稀土的添加桶及其方法

Info

Publication number: CN104805251A
Application number: CN201510252958.4A
Authority: CN
Inventors: 林立洲; 舒美良; 徐涛; 王中宏
Original assignee: ANHUI FUKAI STAINLESS STEEL Co Ltd
Current assignee: ANHUI FUKAI STAINLESS STEEL Co Ltd
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2015-07-29

Abstract

本发明公开了一种用于向钢水中加入稀土的添加桶及其方法，所述钢水为经氩氧脱碳精炼炉冶炼后的出炉钢水，所述添加桶包括钢桶(1)，以及焊接在该钢桶(1)桶壁上的钢筋手柄(2)，在所述钢桶(1)桶壁上还设有若干竖向长条形缝隙(3)，该添加桶可用于向钢水中加入稀土，其步骤包括：先将稀土表面打磨后，装入所述添加桶中，然后，将添加桶插入钢包底部，同时向钢包中吹压氩气，整个过程中，全程保护钢水中的全氧含量小于100ppm，硫磺质量百分数小于0.010％；与现有技术相比，本发明所述方法无需增加投资，所用材料价格低廉；同时，无水口结瘤的问题，稀土加入量大，收得率高，减少了稀土消耗，降低了制造成本。

Description

一种用于向钢水中加入稀土的添加桶及其方法

技术领域

本发明涉及的是钢铁冶金技术领域，尤其涉及的是一种用于向钢水中加入稀土的添加桶及其方法。

背景技术

钢锭的质量对轧制有着十分重要的影响，特别是夹杂物性质状态，晶粒等级分布，加工韧性，热敏感性等性能。稀土在钢中的应用在50年代初美国Carpenter公司便进行过以稀土处理高合金不锈钢的尝试，随着稀土在钢中有效应用，很多厂家都进行了相关的研究和尝试。目前，冶炼不锈钢钢锭可通过电弧炉—氩氧脱碳精炼炉—钢包精炼炉—连铸/模铸的工艺流程完成，特别是大锭型和一些特殊钢种，在轧制过程中加工性能差，出现裂纹，分层，甚至断裂，导致轧废率较高，钢锭成材率低，严重制约了公司的产品开发，增加制造成本。通过生产实践，用特定的方式向钢水中添加一定量的稀土，使钢水合金化，可以达到改善钢锭加工性能的目的。

稀土在钢中的作用主要表现几个方面：

1)在低硫钢中稀土有硫化物形态控制作用,可进一步提高低硫钢抗氢致裂纹的能力和冲击韧性；

2)稀土可净化钢液和变质非金属夹杂物，改善铸钢组织、细化等轴晶区，减少柱状晶区的枝晶臂间距，减轻钢的偏析；

3)稀土能改善铸钢的工艺性能，提高了铸钢的流动性和抗裂性，降低铸钢的热裂敏感性。

稀土加入工艺不同，直接影响了稀土的回收率，稀土回收率决定着稀土在钢中的残留，而稀土残留量对稀土钢的性能起着决定性的因素。目前，稀土加入工艺主要包括三种：结晶器喂稀土丝工艺、中间包喂稀土丝工艺、以及钢包喂稀土复合包芯线工艺，其中：

A、结晶器喂稀土丝工艺：是用喂丝机将包覆铁皮的稀土丝喂入结晶器内，其优点是稀土收得率高，稀土加入量较高，不发生水口结瘤，缺点是稀土残留量多，绝大部分反应生成物残留在钢中，易造成钢质污染，且钢坯横断面上RE分布不均，多流连铸时，操作复杂，需要多台喂丝机同时工作时，场地受到限制，也影响操作，增加了设备和人力；

B、中间包喂稀土丝工艺：是用喂丝机将包覆铁皮的稀土丝喂入中间包T型口，钢水从中间包T型口留到结晶器中，其优点是操作简单方便，稀土的收得率高，稀土在钢液中分布均匀，缺点是需要增加喂丝机等设备和操作人员，有水口结瘤和稀土加入量偏少的问题；

C、钢包喂稀土复合包芯线工艺，是利用喂丝机将直径13mm的稀土包芯线用铁皮将硅钙粉和稀土丝包覆喂入钢包内，优点为操作简单，稀土在钢液中分布均匀，缺点是增加了设备和操作人员，稀土的收得率低，有水口结瘤和稀土加入量偏少的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于向钢水中加入稀土的添加桶及其方法，以提供一种成本低、稀土回收率高的新的稀土添加工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于向钢水中加入稀土的添加桶，包括钢桶1，以及焊接在该钢桶1桶壁上的钢筋手柄2，在所述钢桶1桶壁上还设有若干30cm×5cm的竖向长条形缝隙3。

所述钢桶1桶壁上的竖向长条形缝隙3的个数为2～4条。

所述钢桶1的直径为15～20cm，壁厚为1.5～2.5mm。

所述钢筋手柄2长度为4～5m。

一种利用上述添加桶向钢水中加入稀土的方法，所述钢水为经AOE炉冶炼后的出炉钢水，包括以下步骤：

(1)将稀土表面打磨后，装入所述添加桶中，桶口用钢板焊封；

(2)将钢水放入钢包中，再将钢包吊至加沙平台上，然后从加沙平台的添加孔处将添加桶迅速插入钢包底部，并停留20～30秒，同时，向钢包中吹压氩气，促使稀土在钢水中分布均匀，此时，添加桶和桶中的稀土融化在钢水中，最后移出钢筋手柄2；整个过程中，全程保护钢水中的全氧含量小于100ppm，硫磺质量百分数小于0.010％。

所述稀土为工业提纯后的块状稀土，其铈含量的质量百分比大于65％。

所述添加桶在使用前用炉渣涮洗若干次。

所述吹压氩气的压力调节阀控制在中、低位水平，优选控制在0.05～0.1MPa的范围内，以防止钢水裸露。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种向钢水中加入稀土的方法，该方法与现有技术相比无需增加投资，所用材料价格低廉；同时，该方法无水口结瘤的问题，稀土加入量大，收得率高，减少了稀土消耗，降低了制造成本。

附图说明

图1为添加桶结构示意图；

图2为稀土收得率曲线图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例提供了一种向钢水中加入稀土的方法，所述钢水为经AOE炉冶炼后的出炉钢水，包括以下步骤：

(1)选取15个氩氧脱碳精炼炉(AOD)试验炉，分别为试验炉01～15，测定出炉钢水中的全氧含量和硫磺含量，其中，钢水的全氧含量小于100ppm，脱氧良好，硫磺质量百分数小于0.010％，出钢温度为1640℃，加入稀土的量为25kg；

(2)制作若干个添加桶：所述添加桶具有如图1所示的结构，包括直径为15～20cm的钢桶1，以及焊接在该钢桶1桶壁上的钢筋手柄2，所述钢管壁厚1.5～2.5mm，所述钢筋手柄2长度为4～5m；所述钢桶1桶壁上割有30cm×5cm的竖向长条形缝隙2～4条，使用前将添加桶用电炉炉渣涮洗2次；

(3)使用的稀土为工业提纯后的稀土，块状，铈含量的质量百分比均为65％，使用前先用砂纸对稀土表面进行打磨，去除氧化物杂质，再将磨好的稀土装入添加桶中，桶口用钢板盖上，并点焊封闭；

(4)将AOD冶炼后的出炉钢水放入钢包中，再将钢包吊至加沙平台上，然后手持钢筋手柄2，从加沙平台的添加孔处将添加桶迅速插入钢包底部，并停留20～30秒，同时，向钢包中吹压氩气，促使稀土在钢水中分布均匀，此时，添加桶和桶中的稀土都融化在钢水中，最后移出钢筋手柄2，其中，吹压氩气的压力应控制在中、低位，以防止钢水裸露，本实施例中氩气压力控制在0.1Mp；

(5)计算成品钢中的铈含量和收得率，成品钢中铈含量由光谱通道打出，稀土收得率计算方法为：(成品钢水质量×成品钢中铈含量)/(稀土加入量×稀土铈品味)，获得如下表1和附图2所示的结果：

表1：各实验炉次稀土加入情况及其收得率结果统计表(按重量计)

实验炉次	稀土加入量kg	成品钢中铈含量％	收得率
				试验炉01	25	0.033	64％
试验炉02	25	0.036	67％
				试验炉03	25	0.037	62％
试验炉04	25	0.033	67％
				试验炉05	25	0.039	66％
试验炉06	25	0.038	62％
				试验炉07	25	0.032	64％
试验炉08	25	0.034	67％
				试验炉09	25	0.035	71％
试验炉10	25	0.035	68％
				试验炉11	25	0.034	69％
试验炉12	25	0.036	64％
				试验炉13	25	0.038	71％
试验炉14	25	0.037	66％
				试验炉15	25	0.036	68％

稀土回收和钢种、造渣和稀土成分的稳定程度有着密切的关系，表1中实验的炉次为同一钢种，碳含量质量比为0.04～0.08％，稀土铈含量质量比为65.00％，从表1和图2中可看出，成品铈含量在0.030～0.040％，稀土的收得率在60～70％左右，稀土回收相对较高，并且比较稳定，说明使用本方法添加稀土可以降低稀土资源消耗，精确控制成品铈含量。

Claims

1.一种用于向钢水中加入稀土的添加桶，其特征在于，包括钢桶(1)，以及焊接在该钢桶(1)桶壁上的钢筋手柄(2)，在所述钢桶(1)桶壁上还设有若干30cm×5cm的竖向长条形缝隙(3)。

2.根据权利要求1所述的一种用于向钢水中加入稀土的添加桶，其特征在于，所述钢桶(1)桶壁上的竖向长条形缝隙(3)的个数为2～4条。

3.根据权利要求1所述的一种用于向钢水中加入稀土的添加桶，其特征在于，所述钢桶(1)的直径为15～20cm，壁厚为1.5～2.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于向钢水中加入稀土的添加桶，其特征在于，所述钢筋手柄(2)长度为4～5m。

5.一种利用如权利要求1～4任一所述的添加桶向钢水中加入稀土的方法，其特征在于，所述钢水为经氩氧脱碳精炼炉AOD冶炼后的出炉钢水，包括以下步骤：

(2)将钢水放入钢包中，再将钢包吊至加沙平台上，然后从加沙平台的添加孔处将添加桶迅速插入钢包底部，并停留20～30秒，同时，向钢包中吹压氩气，最后移出钢筋手柄(2)；整个过程中，全程保护钢水中的全氧含量小于100ppm，硫磺质量百分数小于0.010％。

6.根据权利要求5所述的利用添加桶向钢水中加入稀土的方法，其特征在于，所述稀土为工业提纯后的块状稀土，其铈含量的质量百分比大于65％。

7.根据权利要求5所述的利用添加桶向钢水中加入稀土的方法，其特征在于，所述添加桶在使用前用电炉炉渣涮洗若干次。

8.根据权利要求5所述的利用添加桶向钢水中加入稀土的方法，其特征在于，所述吹压氩气的压力调节阀控制在0.05～0.1MPa。