CN107955860A - 一种含k2o的lf炉用精炼渣 - Google Patents

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陈常勇
姜周华
孙萌
王�琦
白璐
张磊
蓝碧兰
马扬帆
吕凯凯
葛春朔
李青坡
李晶
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Abstract

本发明公开了一种含K2O的LF炉用精炼渣，用于冶炼帘线钢和超精细切割丝钢，其中各组分的质量百分比为：CaO：32％～42％，SiO2：40％～52％，Al2O3：不超过8％，K2O：不超过15％，MgO：小于5％。本发明通过添加K2O配置一种新的化学成分配比的LF炉精炼渣，其对钢水中夹杂物吸附、脱除的能力显著增强。在工业试验中超精细切割丝用钢使用该渣系精炼后，夹杂物数量显著减少，尺寸均控制在＜5μm的范围内，从而得到纯净度极高的切割丝用钢。同时，成品切割丝和钢帘线在检测和使用过程中断丝率均明显降低。

Description

一种含K2O的LF炉用精炼渣
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种超纯净钢的钢包炉精炼技术用的精炼渣，尤其涉及在LF炉中冶炼极低铝、低硫、低磷的帘线钢和超精细切割丝用钢等超纯钢的低Al2O3精炼渣。
背景技术
钢帘线是直径为0.15～0.38mm细钢丝，高端切割丝是径向为Φ0.55～0.18mm的极细钢丝，抗拉强度要求3200～4500MPa，主要用于太阳能级硅片的切割。为了减少切割时原材料硅的损耗，切割丝朝着直径更细和强度更高的方向发展。切割丝加工和使用过程中最主要的问题是断丝，大尺寸、不变形夹杂物是造成断丝的主要内因。生产试验表明，由于切割丝尺寸极细，直径＞5μm的硬质夹杂物都有可能导致断丝。因此，对切割丝用钢中夹杂物尺寸、数量、成分的要求极为严格。
LF炉作为纯净钢生产中主要的炉外精炼设备，它的主要任务是：①吸附钢中夹杂物，②调节钢液温度，③精确的成分微调，④改善钢液的纯净度，⑤脱气，⑥脱氧、脱硫。随着LF炉生产的钢材品种越来越多，产量规模越来越大，但是由于现有LF精炼渣系配方单一，已经难以满足超纯钢生产的需要，尤其是帘线钢和切割丝用钢等对夹杂物级别要求极为严格的超纯钢种。目前冶炼帘线钢和切割丝用钢的LF精炼渣较为成熟，碱度(w(CaO)/w(SiO2))在0.8～1.0范围内、Al2O3＜8wt％，能够精确地控制钢中SiO2-MnO-Al2O3、SiO2-CaO-Al2O3系夹杂物成分在低熔点区。但是国内钢厂生产试验表明，使用传统的LF精炼渣冶炼的帘线钢和切割丝用钢中夹杂物的数量和尺寸控制不理想，钢中经常出现尺寸＞10μm甚至是＞20μm的大颗粒硬质夹杂，导致钢丝断丝率高，难以达到控制钢中夹杂物尺寸＜5μm的要求。
发明内容
针对现有LF炉精炼渣配方单一，不能满足帘线钢和超精细切割丝用钢生产的需要之不足，本发明的目的是提供一种对钢中夹杂物吸附能力强，熔化性能、气泡性能、粘度、碱度等均能满足帘线钢和超精细切割丝用钢生产要求的LF炉精炼渣。
本发明的具体技术方案为：一种含K2O的LF炉用精炼渣，包括如下组分，CaO、SiO2、Al2O3、K2O、MgO，其中各组分的质量百分比为：
CaO：32％～42％；
SiO2：40％～52％；
Al2O3：不超过8％；
K2O：不超过15％；
MgO：小于5％。
进一步地，精炼渣的碱度(w(CaO)/w(SiO2))在0.8～1.0范围内。
优选地，精炼渣中K2O的质量百分比为5％～10％。
优选地，精炼渣中Al2O3的质量百分比为5％～8％。
优选地，精炼渣中MgO的质量百分比为不超过3％。
优选地，精炼渣中CaO的质量百分比为36％～42％。
优选地，精炼渣中SiO2的质量百分比为45％～52％。
相比现有技术，本发明的精炼渣的优点主要是：
(1)渣的粘度适当提高，显著改善了LF精炼渣吸附夹杂物的能力，钢中尺寸在5μm以上的夹杂物数量大大减少。
(2)渣的熔点、发泡性能、粘度、碱度等性能都处于LF精炼生产要求的范围，各项性能达到了最佳的配合，可以能满足帘线钢和超精细切割丝用钢生产需要。
附图说明
图1为实例1中盘条A1M2组夹杂物形貌。
图2为实例2中盘条A2M2组夹杂物形貌。
图3为实例3中盘条A3M2组夹杂物形貌。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例1～3对本发明进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。本实验中所选钢种为C96V切割丝用钢，是一种过共析钢，具体目标成分如表1所示。
表1实验钢种成分/wt,％
实施例1
一种含K2O的LF炉用精炼渣使用过程包括以下步骤：
按照本发明设计原则，C96V切割丝钢冶炼用LF炉精炼渣，按不同成分组合为多个成分配方，(化学成分的质量百分比)如表2的条件，不难计算所需原材料的质量；再将上述按比例称取的原料在矿热炉中熔化均匀，出炉后自然冷却；破碎加工装袋待使用。
按照表2所示配方进行C96V切割丝用钢的LF精炼，试验结果如表3所示。
表2帘线钢和超精细切割丝用钢用LF精炼渣配方(wt％)
注：渣中MgO＜5wt％。
表3C96V切割丝用钢的成分(wt％)
实施例1制备的切割丝用钢，轧制后的盘条中夹杂物主要为SiO2-MnO-Al2O3和SiO2-CaO-Al2O3系两大类，变形性良好，数量少，尺寸小。通过金相及扫描电镜分析，盘条中500mm2的面积中，各尺寸范围内的夹杂物数量分布情况如表4所示。从表4可以看出，LF精炼渣中添加K2O之后，钢中尺寸在5μm以上的夹杂物数量大大减少。
表4盘条中夹杂物数量和尺寸分布情况
将A1M0(LF精炼渣中含0.00wt％的K2O)和A1M4(LF精炼渣中含10.00wt％的K2O)的切割丝用钢轧制成盘条，然后拉拔成直径分别为70μm切割丝与120μm的钢帘线，进行拉拔检测以及生产试用，其断丝率情况如表5所示。从表5可以看出，与空白对照组A1M0相比，经LF精炼渣中添加10wt％K2O处理后，A1M4组钢生成的70μm的切割丝与120μm的钢帘线，断丝率大大降低。
表5钢丝断丝率情况
实施例2
一种含K2O的LF炉用精炼渣使用过程包括以下步骤：
按照本发明设计原则，C96V切割丝钢冶炼用LF炉精炼渣，按不同成分组合为多个成分配方，(化学成分的质量百分比)如表6的条件，不难计算所需原材料的质量；再将上述按比例称取的原料在矿热炉中熔化均匀，出炉后自然冷却；破碎加工装袋待使用。
按照表6所示配方进行C96V切割丝用钢的LF精炼，试验结果如表7所示。
表6帘线钢和超精细切割丝用钢用LF精炼渣配方(wt％)
注：渣中MgO＜5wt％。
表7C96V切割丝用钢的成分(wt％)
实施例2制备的切割丝用钢，轧制后的盘条中夹杂物主要为SiO2-MnO-Al2O3和SiO2-CaO-Al2O3系两大类，变形性良好，数量少，尺寸小。通过金相及扫描电镜分析，盘条中500mm2的面积中，各尺寸范围内的夹杂物数量分布情况如表8所示。从表8可以看出，LF精炼渣中添加K2O之后，钢中尺寸在5μm以上的夹杂物数量大大减少。
表8盘条中夹杂物数量和尺寸分布情况
将A2M0(LF精炼渣中含0.00wt％的K2O)和A2M4(LF精炼渣中含10.00wt％的K2O)的切割丝用钢轧制成盘条，然后拉拔成直径分别为65μm切割丝与115μm的钢帘线，进行拉拔检测以及生产试用，其断丝率情况如表9所示。从表9可以看出，与空白对照组A2M0相比，经LF精炼渣中添加10wt％K2O处理后，A2M4组钢生成的65μm的切割丝与115μm的钢帘线，断丝率大大降低。
表9钢丝断丝率情况
综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于，包括如下组分，CaO、SiO2、Al2O3、K2O、MgO；其中，各组分的质量百分比为：
CaO：32％～42％；
SiO2：40％～52％；
Al2O3：不超过8％；
K2O：不超过15％；
MgO：小于5％。
2.根据权利要求1所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣的碱度(w(CaO)/w(SiO2))在0.8～1.0范围内。
3.根据权利要求1或2所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中K2O的质量百分比为5％～10％。
4.根据权利要求1或2所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中Al2O3的质量百分比为5％～8％。
5.根据权利要求3所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中Al2O3的质量百分比为5％～8％。
6.根据权利要求1或2或5所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中MgO的质量百分比为不超过3％。
7.根据权利要求3所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中MgO的质量百分比为不超过3％。
8.根据权利要求4所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中MgO的质量百分比为不超过3％。
9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中CaO的质量百分比为36％～42％。
10.根据权利要求1或2或5或7或8所述的含K2O的LF炉用精炼渣，其特征在于：精炼渣中SiO2的质量百分比为45％～52％。
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