CN106521081A - 降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法，其包括电弧炉冶炼、LF精炼和VD精炼工序，所述电弧炉冶炼工序：出钢过程向钢包中加入Al 0.2～0.8千克/吨钢、硅铝钡钙1.0～2.0千克/吨钢；出钢全程吹氩，氩气压力0.6～0.7Mpa。本方法主要从脱氧、吹氩制度、造渣制度、抽真空及真空碳脱氧和变质五个方面进行重点控制，能有效降低合金钢轧辊夹杂物含量，提高合金钢轧辊钢液的洁净度，改善合金钢轧辊性能，保证轧辊内在质量符合用户要求、保证使用效果，满足轧钢企业提升轧材质量、降低成本、高效生产的要求。

Description

降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种炼钢方法，尤其是一种降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法。
背景技术
钢中非金属夹杂物是硫化物、氧化铝、硅酸盐、氧化物等以及由它们组成的各种复杂化合物的统称。根据国家标准，金属夹杂物分为五类，分为以硫化物为主的A类、以氧化铝为主的B类、以硅酸盐为主的C类、以球形氧化物为主的D类和以单颗粒为主的Ds类。
钢液中夹杂物含量过高，会降低钢液的纯净度，破坏基体的连续性，造成金属组织的不均匀；进而提高合金钢轧辊产生质量缺陷的几率，降低合金钢轧辊的性能，使之无法满足用户正常使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括电弧炉冶炼、LF精炼和VD精炼工序，(1)所述电弧炉冶炼工序：出钢过程向钢包中加入Al0.2～0.8千克/吨钢；出钢全程吹氩，氩气压力0.6～0.7Mpa；
(2)所述LF精炼工序：全程吹氩；初期起弧化渣阶段要求弱吹氩气，渣化后升温过程要求中吹氩气，取样、测温、喂线前和喂线后要求弱吹氩气，增碳、合金化时要求强吹氩气，喂线过程中要求弱吹氩气；所述强吹氩气的氩气压力为0.9～1.0MPa，中吹氩气的氩气压力为0.5～0.6MPa，弱吹氩气的氩气压力为0.2～0.4Mpa；
造渣时，采用CaO+Al2O3+SiO2三元渣系高碱度精炼渣，炉渣碱度R控制在3.0～3.5；控制FeO+MnO在0.5wt％及以下，进行上述喂线过程；
出站前喂Al线至钢水中Al含量≥0.04wt％，再喂CaSi线0.3～0.6千克/吨钢；
(3)所述VD精炼工序：真空处理时，在保持阶段控制氩气0.10～0.15MPa，保真空阶段采用真空碳脱氧冶炼工艺；
真空处理后，根据冶炼品种加入硅钙合金1.0～3.0千克/吨钢，23#稀土硅铁合金1.0～3.0千克/吨钢；
吹氩过程按下述进行控制：预吹氩阶段弱吹氩气5～8分钟，抽真空阶段弱吹氩气6分钟40秒～7分钟，保真空、真空碳脱氧阶段中吹氩气不小于15分钟；所述中吹氩气的氩气压力为0.10～0.15MPa，弱吹氩气的氩气压力为0.05～0.10MPa。
进一步的，所述电弧炉冶炼工序中，出钢过程向钢包中还加入有硅铝钡钙1.0～2.0千克/吨钢。
进一步的，所述LF精炼工序中，停电过程中要求弱吹氩气；出站前，还加入有硅铝钙钡0.2～0.8千克/吨钢。
进一步的，所述VD精炼工序中，真空处理时要求真空度67Pa以下保持不小于15min；真空处理后，还喂入有Ca线0.20～0.80kg/t钢；吹氩过程，在破真空后弱吹氩气10～15分钟。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明主要从脱氧、吹氩制度、造渣制度、抽真空及真空碳脱氧和变质五个方面进行重点控制，能有效降低合金钢轧辊夹杂物含量，提高合金钢轧辊钢液的洁净度，改善合金钢轧辊性能，保证轧辊内在质量符合用户要求、保证使用效果，满足轧钢企业提升轧材质量、降低成本、高效生产的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法的工艺路程为：电弧炉冶炼→LF精炼→VD精炼；各工序的工艺条件如下所述：
(1)电弧炉冶炼工序：
A、脱氧：出钢过程预脱氧：向钢包中加入Al 0.2～0.8千克/吨，加入硅铝钡钙1.0～2.0千克/吨。
B、吹氩制度：出钢同时全程吹氩，氩气压力为0.6～0.7MPa。
(2)LF精炼工序：
A、吹氩制度：钢包到达LF后，接好底吹氩气管，开氩气，要求精炼过程全程吹氩，且各阶段要求吹氩强度不同，具体如下所示：初期起弧化渣阶段要求弱吹氩气；渣化后升温过程要求中吹氩气；取样、测温、喂线前和喂线后要求弱吹氩气；增碳、合金化时要求强吹氩气，调合金后需吹氩气3分钟以上再取样；停电等待期间及喂线过程中要求弱吹氩气，吹氩时渣面涌动不露钢水。
吹氩强度根据氩气压力大小判断：强吹氩气的氩气压力为0.9～1.0MPa，中吹氩气的氩气压力为0.5～0.6MPa，弱吹氩气的氩气压力为0.2～0.4Mpa。
B、造渣制度：采用CaO+Al2O3+SiO2三元渣系高碱度精炼渣，炉渣碱度R控制在3.0～3.5，控制(FeO+MnO)在0.5wt％及以下，实施弱吹氩气搅拌并喂入Al线、CaSi线(即步骤A的喂线过程)，对Al2O3夹杂变形处理，生成低熔点、易于上浮的钙铝酸盐复合夹杂物。
C、脱氧、变质：LF精炼出站前，喂Al线使其化学成分Al≥0.04wt％，再喂CaSi线0.3～0.6千克/吨；还加入硅铝钙钡0.2～0.8千克/吨，最好0.5千克/吨钢。
(3)VD精炼工序：
A、高真空保持时间：生产过程中VD过程要求高真空67Pa以下保持时间不小于15min，最好保持15～25min；在保持阶段要适当调大氩气，据透气情况按0.10～0.15MPa控制，使钢液裸露充分脱气。这样，可有效地降低气体含量和夹杂物，其脱氢率60～80％、脱氧率25～30％、脱氮率20～30％。
B、真空碳脱氧：保真空阶段采用真空碳脱氧冶炼工艺；控制与[O]反应速度的主要环节取决于[O]，控制钢液中脱氧元素含量，特别是强脱氧剂Al的含量，实现冶炼过程真空碳脱氧。VD精炼真空条件下，碳是很强的的脱氧剂，并且脱氧产物是CO气体，不会形成新的夹杂物，真空有利于碳氧反应，达到理想的夹杂物去除效果，又可大幅降低脱氧和去夹杂物的成本。
C、变质：真空处理后，加入硅钙合金1.0～3.0千克/吨，23#稀土硅铁合金1.0～3.0千克/吨；还按0.20～0.80kg/t喂入Ca线，最好按0.50kg/t钢喂入Ca线。
D、吹氩制度：吹氩过程按下述进行控制。
预吹氩阶段：氩气压力0.05～0.1MPa，弱吹氩气5～8分钟；
抽真空阶段：氩气压力0.05～0.1MPa，弱吹氩气6分钟40秒～7分钟；
保真空、真空碳脱氧阶段：氩气压力0.10～0.15MPa，中强吹氩，不小于15分钟；
破真空后：氩气压力0.05～0.1MPa，弱吹氩气10～15分钟。
本方法适用于所有成分配比的轧辊钢：包括合金钢、半钢等，只要满足GB/T1503-2008《铸钢轧辊》的要求。
实施例1－4：实施例1为16C067钢、实施例2为16C073钢、实施例3为16C089钢、实施例4为16C067钢，采用上述工艺，具体工艺参数见表1；对比例为15C176钢，采用常规工艺冶炼具体工艺参数见表1。
表1：各实施例及对比例的具体工艺、成分以及夹杂和性能
由表1可见，本方法有效的降低了合金钢轧辊中夹杂物含量，提高了合金钢轧辊钢液的洁净度，改善了合金钢轧辊性能。

Claims (4)

1.一种降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法，其包括电弧炉冶炼、LF精炼和VD精炼工序，其特征在于：（1）所述电弧炉冶炼工序：出钢过程向钢包中加入Al 0.2～0.8千克/吨钢；出钢全程吹氩，氩气压力0.6～0.7Mpa；
（2）所述LF精炼工序：全程吹氩；初期起弧化渣阶段要求弱吹氩气，渣化后升温过程要求中吹氩气，取样、测温、喂线前和喂线后要求弱吹氩气，增碳、合金化时要求强吹氩气，喂线过程中要求弱吹氩气；所述强吹氩气的氩气压力为0.9～1.0MPa，中吹氩气的氩气压力为0.5～0.6MPa，弱吹氩气的氩气压力为0.2～0.4Mpa；
造渣时，采用CaO+Al2O3+SiO2三元渣系高碱度精炼渣，炉渣碱度R控制在3.0～3.5；控制FeO+MnO在0.5wt%及以下，进行上述喂线过程；
出站前喂Al线至钢水中Al含量≥0.04wt%，再喂CaSi线0.3～0.6千克/吨钢；
（3）所述VD精炼工序：真空处理时，在保持阶段控制氩气0.10～0.15MPa，保真空阶段采用真空碳脱氧冶炼工艺；
真空处理后，根据冶炼品种加入硅钙合金1.0～3.0千克/吨钢，23#稀土硅铁合金1.0～3.0千克/吨钢；
吹氩过程按下述进行控制：预吹氩阶段弱吹氩气5～8分钟，抽真空阶段弱吹氩气6分钟40秒～7分钟，保真空、真空碳脱氧阶段中吹氩气不小于15分钟；所述中吹氩气的氩气压力为0.10～0.15MPa，弱吹氩气的氩气压力为0.05～0.10MPa。
2.根据权利要求1所述的降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法，其特征在于：所述电弧炉冶炼工序中，出钢过程向钢包中还加入有硅铝钡钙1.0～2.0千克/吨钢。
3.根据权利要求1所述的降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法，其特征在于：所述LF精炼工序中，停电过程中要求弱吹氩气；出站前，还加入有硅铝钙钡0.2～0.8千克/吨钢。
4.根据权利要求1、2或3所述的降低轧辊用钢中夹杂物含量的冶炼方法，其特征在于：所述VD精炼工序中，真空处理时要求真空度67Pa以下保持不小于15min；真空处理后，还喂入有Ca线0.20～0.80kg/t钢；吹氩过程，在破真空后弱吹氩气10～15分钟。
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