CN105063269B - 钢轨钢的调渣方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢轨钢的调渣方法，该方法包括转炉出钢过程采用活性石灰进行渣洗，然后采用碳化钙和刚玉渣进行钢包顶渣的改性；改性后的钢包送到LF进行调渣处理，采用活性石灰和碳化钙进行精炼，加入过程至少分两批次加入，且氩气流量满足前期氩气流量为100～200Nl/min，中期采用100～200Nl/min，后期采用100～150Nl/min氩气流量。经过LF处理后的钢水中硫含量≤0.006％，在LF处理后期加入石英砂降低钢包渣碱度，并再继续精炼适当时间后，再送RH真空处理。该方法适用于生产高品质钢轨钢，且钢中硫含量满足≤0.006％。

Description

钢轨钢的调渣方法
技术领域
本发明涉及钢轨钢的冶炼技术领域，具体涉及一种钢轨钢的调渣方法。
背景技术
在现有技术中，采用转炉—LF—RH—连铸工艺流程生产的钢轨钢的调渣方法已有报道，而对于一种采用转炉采用活性石灰、精炼过程采用活性石灰以及石英砂造渣的精炼方法未见报道。
如专利申请号为201210243888.2，该申请公开了一种重轨钢精炼快速脱硫的方法，该方法是在转炉出钢过程中，将石灰加入钢包内，每吨钢液中石灰的加入量为3～4kg；并在出钢过程形成“渣洗”时，LF炉钢中硫≤0.020％；在温度为1510～1530℃条件下进行化渣，并在升温过程中加入脱氧剂进行造渣和渣面脱氧；直至熔渣中MnO+FeO≤0.5％；保温直至转炉内熔渣的碱度为2.0～3.0时，向熔渣渣面补加按每吨钢液加入0.5～1kg的电石和0.5～1kg的萤石，并继续加热升温至1620℃；升温结束后，调整氩气流量至400L/min，吹氩时间15～30min，即实现钢水快速脱硫。但该申请要求碱度为2-3，同时，该申请降低MnS夹杂物的时候，没有考虑到其他夹杂物。
如专利公开号为CN104313245，专利名称为重轨钢精炼快速脱硫的方法的专利申请，公开了一种重轨钢精炼快速脱硫的方法，该方法是在转炉出钢过程中，将石灰加入钢包内，每吨钢液中石灰的加入量为3～4kg；并在出钢过程形成“渣洗”时，LF炉钢中硫≤0.020％；在温度为1510～1530℃条件下进行化渣，并在升温过程中加入脱氧剂进行造渣和渣面脱氧；直至熔渣中MnO+FeO≤0.5％；保温直至转炉内熔渣的碱度为2.0～3.0时，向熔渣渣面补加按每吨钢液加入0.5～1kg的电石和0.5～1kg的萤石，并继续加热升温至1620℃；升温结束后，调整氩气流量至400L/min，吹氩时间15～30min，即实现钢水快速脱硫。但该申请脱硫效率较低。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种钢轨钢的调渣方法。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种钢轨钢的调渣方法,所述的精炼方法包括以下步骤：
A、转炉冶炼
采用S质量百分比含量低于0.020％的铁水进行转炉冶炼；
转炉出钢过程中采用硅钙钡进行钢水脱氧，同时在出钢过程中加入活性石灰和刚玉渣；
转炉出钢结束后，先向钢包渣面加入碳化钙，所述碳化钙均匀覆盖在钢包渣面上，所述碳化钙加入量为0.2～0.4kg/t钢；然后进行底吹氩气，吹氩气流量为50～80Nl/min，吹氩时间≥5min；
B、LF精炼
当钢包进LF精炼站时进行钢包底吹氩，吹氩气流量为150～200Nl/min，吹氩2～3min后，向钢包内加入活性石灰，所述活性石灰加入量为2～3kg/t钢；
当活性石灰加入完成后，向钢包内再加入碳化钙0.2～0.4kg/t钢进行精炼；
精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100～200Nl/min，
再向钢包内加入碳化钙0.2～0.4kg/t钢进行精炼；
精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100～150Nl/min；
再向钢包内加入石英砂，所述石英砂加入量为1.5～2.5kg/t钢，继续进行加热，当钢水温度达到1570℃至1585℃后,调整钢包底吹氩气流量为50～80Nl/min，在此流量下吹氩气6～10min后，钢水出站；
C、RH真空处理
在RH真空处理过程中插入管提升气体流量为1200～1500NL/min，真空度小于300pa的处理时间20min以上；
RH真空处理15～18min后，保持真空度，加入合金，进行合金化；
合金化后，循环处理5min以上，使成分均匀，破真空；
采用钢包底吹氩气流量为50～80Nl/min吹氩气5min以上；然后将钢包进行连铸坯生产。
更进一步的技术方案是步骤A中活性石灰加入量为3～5kg/t钢；所述刚玉渣的加入量为1～3kg/t钢。
更进一步的技术方案是步骤A中碳化钙包括Ca2C，所述Ca2C占所述碳化钙总质量分数百分比98％以上。
更进一步的技术方案是步骤A中刚玉渣包括Al2O3，所述Al2O3占所述刚玉渣总质量分数百分比95％以上。
对本发明的技术内容的原理进行如下描述：
本专利要求碱度为3-4；采用更高的碱度，脱硫效率高且稳定，而且对于钢液各类夹杂物都可以起到明显的改善作用，不仅仅限于A类夹杂物。在控制MnS的同时，控制其他种类夹杂物。该方法包括转炉出钢过程采用活性石灰进行渣洗，然后采用碳化钙进行钢包顶渣的改性；改性后的钢包送到LF进行调渣处理，采用活性石灰和碳化钙进行精炼，加入过程至少分两批次加入，且氩气流量满足前期氩气流量为100～200Nl/min，中期采用100～200Nl/min，后期采用100～150Nl/min氩气流量。经过LF处理后的钢水中硫含量≤0.006％，在LF处理后期加入石英砂降低钢包渣碱度，并再继续精炼适当时间后，再送RH真空处理。该方法适用于生产高品质钢轨钢，且钢中硫含量满足≤0.006％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使重轨钢在LF炉内实现快速脱硫，使重轨钢LF炉离站硫≤0.006％，比例达90％以上，夹杂物各项评级均≤2.0级，T[O]均≤10×10-6。降低了重轨钢A类夹杂物的级别，净化了钢水，提高了重轨钢的洁净度。在控制MnS的同时，控制其他种类夹杂物。采用更高的碱度，脱硫效率高且稳定，而且对于钢液各类夹杂物都可以起到明显的改善作用，不仅仅限于A类夹杂物。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。
实施例1
入转炉炉铁水为0.016％，转炉冶炼结束后，开始出钢，出钢过程向钢包内加入硅钙钡合金进行脱氧，加入量为2.5kg/t钢，硅钙钡加入完成后随即加入钢种所需其他合金。当出钢为90吨时，向钢包内加入活性石灰5kg/t钢。出钢结束后，向钢包渣面均匀加入刚玉渣1.0kg/t钢、碳化钙0.2kg/t钢。上述出钢过程中钢包底吹氩气流量采用60Nl/min。出钢结束后，采用50Nl/min的底吹氩流量吹氩6min，然后钢水送往LF精炼。
钢水到LF站后接通底吹氩进行钢包底吹氩，吹氩流量采用150Nl/min，吹氩2min后，依次向钢包内加入活性石灰2.0kg/t钢、碳化钙0.2kg/t钢，渣料加完后继续加热精炼；精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为150Nl/min，然后向钢包内加入碳化钙0.4kg/t钢，渣料加完后继续进行精炼；再精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100Nl/min，向钢包内加入石英砂1.5kg/t，然后继续加热精炼，精炼8min后，钢水温度达到1575℃。此时，将钢包底吹氩气流量调整为80Nl/min，取样分析此时钢水S含量为0.006％,钢水LF出站并送往RH进行真空处理。
钢水到RH真空站后，设定RH插入管提升气体流量为1500NL/min，开始抽真空，3min后真空度达到100pa并稳定在此值上进行真空处理，当处理时间为18min时，保持真空度，加入增碳剂50kg、锰铁100kg，合金加完后，循环处理7min，使成分均匀，破真空。然后吹氩气6min，钢水送往连铸工序，生产成280×380mm大方坯连铸坯产品，连铸坯产品通过轧制工艺，生产成60kg/m的钢轨钢。通过对采用本发明提供的方法制得的该钢轨进行检测，采用该工艺生产的钢轨中硫含量为0.006％，夹杂物各项评级为A类1.5级，B类、C类、D类为0.5级，T[O]平均为9.4×10-6。
实施例2
入转炉炉铁水为0.020％，转炉冶炼结束后，开始出钢，出钢过程向钢包内加入硅钙钡合金进行脱氧，加入量为3.5kg/t钢，硅钙钡加入完成后随即加入钢种所需其他合金。当出钢为90吨时，向钢包内加入活性石灰5kg/t钢。出钢结束后，向钢包渣面均匀加入刚玉渣3.0kg/t钢、碳化钙0.4kg/t钢。上述出钢过程中钢包底吹氩气流量采用60Nl/min。出钢结束后，采用50Nl/min的底吹氩流量吹氩6min，然后钢水送往LF精炼。
钢水到LF站后接通底吹氩进行钢包底吹氩，吹氩流量采用150Nl/min，吹氩2min后，依次向钢包内加入活性石灰3.0kg/t钢、碳化钙0.4kg/t钢，渣料加完后继续加热精炼；精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为150Nl/min，然后向钢包内加入碳化钙0.2kg/t钢，渣料加完后继续进行精炼；再精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100Nl/min，向钢包内加入石英砂2.5kg/t，然后继续加热精炼，精炼8min后，钢水温度达到1580℃。此时，将钢包底吹氩气流量调整为80Nl/min，取样分析此时钢水S含量为0.005％,钢水LF出站并送往RH进行真空处理。
钢水到RH真空站后，设定RH插入管提升气体流量为1500NL/min，开始抽真空，3min后真空度达到100pa并稳定在此值上进行真空处理，当处理时间为17min时，保持真空度，加入增碳剂70kg、锰铁120kg，合金加完后，循环处理7min，使成分均匀，破真空。然后吹氩气6min，钢水送往连铸工序，生产成280×380mm大方坯连铸坯产品，连铸坯产品通过轧制工艺，生产成60kg/m的钢轨钢。通过对采用本发明提供的方法制得的该钢轨进行检测，采用该工艺生产的钢轨中硫含量为0.005％，夹杂物各项评级为A类1.0级，B类、C类、D类为0.5级，T[O]平均为8.6×10-6。
实施例3
入转炉炉铁水为0.010％，转炉冶炼结束后，开始出钢，出钢过程向钢包内加入硅钙钡合金进行脱氧，加入量为3.0kg/t钢，硅钙钡加入完成后随即加入钢种所需其他合金。当出钢为90吨时，向钢包内加入活性石灰3kg/t钢。出钢结束后，向钢包渣面均匀加入刚玉渣2.0kg/t钢、碳化钙0.3kg/t钢。上述出钢过程中钢包底吹氩气流量采用60Nl/min。出钢结束后，采用50Nl/min的底吹氩流量吹氩6min，然后钢水送往LF精炼。
钢水到LF站后接通底吹氩进行钢包底吹氩，吹氩流量采用150Nl/min，吹氩2min后，依次向钢包内加入活性石灰3.0kg/t钢、碳化钙0.3kg/t钢，渣料加完后继续加热精炼；精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为150Nl/min，然后向钢包内加入碳化钙0.3kg/t钢，渣料加完后继续进行精炼；再精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100Nl/min，向钢包内加入石英砂2.0kg/t,然后继续加热精炼，精炼8min后，钢水温度达到1577℃。此时，将钢包底吹氩气流量调整为80Nl/min，取样分析此时钢水S含量为0.005％,钢水LF出站并送往RH进行真空处理。
钢水到RH真空站后，设定RH插入管提升气体流量为1500NL/min，开始抽真空，3min后真空度达到100pa并稳定在此值上进行真空处理，当处理时间为18min时，保持真空度，加入增碳剂30kg、锰铁80kg，合金加完后，循环处理8min，使成分均匀，破真空。然后吹氩气6min，钢水送往连铸工序，生产成280×380mm大方坯连铸坯产品，连铸坯产品通过轧制工艺，生产成60kg/m的钢轨钢。通过对采用本发明提供的方法制得的该钢轨进行检测，采用该工艺生产的钢轨中硫含量为0.005％，夹杂物各项评级为A类2.0级，B类、C类、D类为0.5级，T[O]平均为8.7×10-6。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (4)

1.一种钢轨钢的调渣方法,其特征在于：所述的调渣方法包括以下步骤：
A、转炉冶炼
采用S质量百分比含量低于0.020％的铁水进行转炉冶炼；
转炉出钢过程中采用硅钙钡进行钢水脱氧，同时在出钢过程中加入活性石灰和刚玉渣；
转炉出钢结束后，先向钢包渣面加入碳化钙，所述碳化钙均匀覆盖在钢包渣面上，所述碳化钙加入量为0.2～0.4kg/t钢；然后进行底吹氩气，吹氩气流量为50～80NL/min，吹氩时间≥5min；
B、LF精炼
当钢包进LF精炼站时进行钢包底吹氩，吹氩气流量为150～200NL/min，吹氩2～3min后，向钢包内加入活性石灰，所述活性石灰加入量为2～3kg/t钢；
当活性石灰加入完成后，向钢包内再加入碳化钙0.2～0.4kg/t钢进行精炼；
精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100～200NL/min，
再向钢包内加入碳化钙0.2～0.4kg/t钢进行精炼；
精炼10min后，将钢包底吹氩气流量调整为100～150NL/min；
再向钢包内加入石英砂，所述石英砂加入量为1.5～2.5kg/t钢，继续进行加热，当钢水温度达到1570℃至1585℃后,调整钢包底吹氩气流量为50～80NL/min，在此流量下吹氩气6～10min后，钢水出站；
C、RH真空处理
在RH真空处理过程中插入管提升气体流量为1200～1500NL/min，真空度小于300Pa的处理时间20min以上；
RH真空处理15～18min后，保持真空度，加入合金，进行合金化；
合金化后，循环处理5min以上，使成分均匀，破真空；
采用钢包底吹氩气流量为50～80NL/min吹氩气5min以上；然后将钢包进行连铸坯生产。
2.根据权利要求1所述的钢轨钢的调渣方法，其特征在于所述的步骤A中活性石灰加入量为3～5kg/t钢；所述刚玉渣的加入量为1～3kg/t钢。
3.根据权利要求1所述的钢轨钢的调渣方法，其特征在于所述的步骤A中碳化钙包括CaC2，所述CaC2占所述碳化钙总质量分数百分比98％以上。
4.根据权利要求1或2或3所述的钢轨钢的调渣方法，其特征在于所述的步骤A中刚玉渣包括Al2O3，所述Al2O3占所述刚玉渣总质量分数百分比95％以上。
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