CN108018397B - 一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法 - Google Patents

一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法，该方法包括：Ⅰ VOD出钢前的成分调控；Ⅱ VOD出钢后的扒渣处理；Ⅲ LF进站后，温度控制在1590~1620℃；Ⅳ 调整渣系成分；Ⅴ 向钢液中喂入稀土合金包芯线：稀土合金包芯线严格控制H含量；Ⅵ LF出站前底吹氩搅拌。该方法避免了铸坯的气孔缺陷，铸坯表面质量好，且稀土回收率60~75%，稀土含量稳定可控。

Description

一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法
技术领域
本发明涉及一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法，属于不锈钢冶炼技术领域。
背景技术
铁铬铝是一种常见的电热合金钢，具有电阻率高、电阻温度系数小、使用温度高等特点，而且相比高温镍基合金成本低廉，因此，被广泛应用于各行业的电热电阻原件及机动车尾气净化三元催化剂用金属载体领域。铁铬铝中添加少量稀土可以显著提高其高温抗氧氧化性，延长使用寿命。
然而稀土化学性质活泼，和氢或者水蒸气常温下即可发生反应，用于制备储氢材料。在稀土的制备存放过程中，很容易吸氢，目前稀土相关标准没有对氢做特殊要求，正常条件下，稀土中氢含量可达50~700ppm。铁铬铝不同于常规不锈钢，其对钢中的氢特别敏感。氢含量超标，电热合金钢轻则容易产生氢脆现象，重则在铸坯中易形成氢气孔缺陷，无法满足后续加工要求。
此外，稀土在高温下极易发生氧化，加入钢液过程中容易与炉渣或者结晶器保护渣反应，造成稀土回收率低，含量不稳定，保护渣恶化，铸坯质量差等不利影响。
因此，采用常规的钢包直接加入法及结晶器喂丝均不能满足铁铬铝的稀土合金化要求，这就需要对铁铬铝中稀土的制备、贮存以及添加方法进行改进与创新。
发明内容
为了克服上述不足，本发明旨在提供一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法，通过该方法避免了铸坯的氢气孔缺陷，由此得到的铸坯表面质量好，而且稀土回收率较高，在60~75%之间，稀土含量稳定可控。
本发明提供了一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法，包括以下关键步骤：
Ⅰ VOD出钢时H含量控制在1.5ppm以下；
Ⅱ VOD出钢后对钢包渣进行扒渣处理，保留钢液表面余渣厚度80~120mm；
Ⅲ LF进站后，将温度控制在1590~1620℃；
Ⅳ 调整渣系，渣系中各组分的重量百分比控制在：CaO 50~55%；SiO2 0~2%；Al2O335~40%；MgO 5~10%； CaF2 2~5%；其余为不可避免的杂质；
Ⅴ 用喂线机将稀土合金包芯线喂入钢液，喂线速度100~150m/min，喂线量根据钢水量、稀土控制目标及收得率确定，底吹氩搅拌流量为吨钢1.0~1.5L/min；
Ⅵ LF出站前底吹氩搅拌时间不超过5min，底吹氩搅拌流量为吨钢1.0~1.5L/min，LF出站温度1580~1600℃。
上述冶炼方法中，所述的稀土合金包芯线，由外层的08Al钢皮包覆稀土合金线制成，其中稀土合金成分重量百分比为：La：75~100%；Ce：0~25%；稀土合金线直径为4~10mm，外层钢皮厚度为1~2mm。
上述冶炼方法中，为避免稀土合金将氢带入钢液，造成钢液增氢，本发明要求：所述的稀土合金在冶炼过程中需经过真空脱气处理，稀土包芯线在制备过程中严禁与水或水溶液接触；贮存及运输过程中采用真空袋包装。
本发明的有益效果：
（1）由于铁铬铝中铝含量较高，其次，本发明采用的钢包渣中Al2O3含量高，属于高铝渣系，与稀土的反应性较小，扒渣处理、减少LF出站前的搅拌时间以及采用稀土合金包芯线等一系列措施，进一步减少了稀土的氧化以及与钢包渣的反应，提高了稀土收得率；
（2）采用结晶器喂稀土La丝方法制备铁铬铝合金，稀土收得率虽然达到了80~90%，收得率虽然高，但保护渣与稀土反应剧烈，保护渣渣况严重恶化，铁铬铝作为一种裂纹敏感性钢种，很容易形成铸坯缺陷，不能稳定生产；而本发明由于在LF精炼过程中进行稀土合金化，避免了保护渣与稀土合金的直接接触，减少了保护渣与钢液的反应。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
钢种0Cr21Al6La
本实施例的操作步骤为：
Ⅰ VOD出钢成分的重量百分比为C 0.011；Si 0.12；Mn 0.05；P 0.013；S 0.001；Cr19.94；Al 5.62；Ni 0.11；H 1.1ppm；其余为铁和不可避免的杂质；
Ⅱ VOD出钢后扒渣，留渣厚度100mm；
Ⅲ LF进站钢水量81t，进站后，送电升温，测温为1595℃；
Ⅳ 调整渣系成分为CaO 51.5%；SiO2 1.27%；Al2O3 38.4%；MgO 5.98% CaF2 2.0%；其余为不可避免的杂质；
Ⅴ 用喂线机将稀土合金包芯线喂入钢液，喂线速度120m/min，喂线量15.0m/t，底吹氩搅拌流量为100L/min；
稀土包芯线由外层的08Al钢皮包覆稀土合金线制成，其中稀土合金成分（重量百分比）为：La：80%；Ce：20%；稀土合金线直径为4mm，外层钢皮厚度为1.5mm。稀土包芯线在生产过程中严格控制H含量。
Ⅵ LF出站前底吹氩搅拌时间5min，底吹氩搅拌流量为100L/min，出站温度1583℃。
实施例中间包钢液成分分析结果为：
C 0.018；Si 0.15；Mn 0.05；P 0.013；S 0.001；Cr 19.94；Al 5.51；Ni 0.11；La0.062；
本实施例的稀土La的收得率为67.5%。
本实施例获得的铸坯内部及表面质量良好，无气孔缺陷，轧制0.1mm精密冷轧薄带后无缺陷。
实施例2
钢种0Cr21Al6La
本实施例的操作步骤为：
Ⅰ VOD出钢成分的重量百分比为C 0.009；Si 0.11；Mn 0.08；P 0.014；S 0.001；Cr19.87；Al 5.67；Ni 0.11；H 0.9ppm；其余为铁和不可避免的杂质；
Ⅱ VOD出钢后扒渣，留渣厚度100mm；
Ⅲ LF进站钢水量83t，进站后，送电升温，测温为1598℃；
Ⅳ 调整渣系成分为CaO 50.6%；SiO2 1.37%；Al2O3 37.8%；MgO 6.83% CaF2 2.1%；其余为不可避免的杂质；
Ⅴ 用喂线机将稀土合金包芯线喂入钢液，喂线速度100m/min，喂线量7.3m/t，底吹氩搅拌流量为100L/min；
稀土包芯线由外层的08Al钢皮包覆稀土合金线制成，其中稀土合金成分（重量百分比）为：La：80%；Ce：20%；稀土合金线直径为6mm，外层钢皮厚度为1.5mm。稀土包芯线在生产过程中严格控制H含量。
Ⅵ LF出站前底吹氩搅拌时间5min，底吹氩搅拌流量为100L/min，出站温度1588℃。
实施例中间包钢液成分分析结果为：
C 0.016；Si 0.12；Mn 0.08；P 0.014；S 0.001；Cr 19.92；Al 5.34；Ni 0.11；La0.075；
本实施例的稀土La的收得率为73.3%。
本实施例获得的铸坯内部及表面质量良好，无气孔缺陷，轧制0.1mm精密冷轧薄带后无缺陷。

Claims (1)

1.一种铁铬铝电热合金钢中稀土的加入方法，其特征在于：包括以下关键步骤：
Ⅰ VOD出钢时H含量控制在1.5ppm以下；
Ⅱ VOD出钢后对钢包渣进行扒渣处理，保留钢液表面余渣厚度80~120mm；
Ⅲ LF进站后，将温度控制在1590~1620℃；
Ⅳ 调整渣系，渣系中各组分的重量百分比控制在：CaO 50~55%；SiO2 1.27~2%；Al2O335~40%；MgO 5~10%； CaF2 2~5%；其余为不可避免的杂质；
Ⅴ 用喂线机将稀土合金包芯线喂入钢液，喂线速度100~150m/min，喂线量根据钢水量、稀土控制目标及收得率确定，底吹氩搅拌流量为吨钢1.0~1.5L/min；
所述的稀土合金包芯线，由外层的08Al钢皮包覆稀土合金线制成，其中稀土合金成分重量百分比为：La：75~100%；Ce：0~25%；稀土合金线直径为4~10mm，外层钢皮厚度为1~2mm；
所述的稀土合金在冶炼过程中需经过真空脱气处理，稀土合金包芯线在制备过程中严禁与水或水溶液接触；贮存及运输过程中采用真空袋包装；
Ⅵ LF出站前底吹氩搅拌时间不超过5min，底吹氩搅拌流量为吨钢1.0~1.5L/min，LF出站温度1580~1600℃。
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