CN108950119B - 提高重轨钢洁净度的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高重轨钢洁净度的冶炼方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明解决的技术问题是现有国内重轨钢洁净度难以满足高速铁路的要求。该方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和连铸，该方法在转炉冶炼过程以活性石灰、石英砂、高镁石灰、炼钢污泥球和纯碱为造渣材料对铁水进行吹炼，将P含量控制在0.003％以内。本发明通过上述步骤可控制钢轨中P≤0.0060％、S≤0.0030％、O≤0.0010％、N≤0.0050％以及H≤0.00015％，P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级，显著提高了重轨钢洁净度，具有一定的社会效益，值得推广应用。

Description

提高重轨钢洁净度的冶炼方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种提高重轨钢洁净度的冶炼方法。
背景技术
重轨钢是铁路轨道的主要组成部分，在铁路运输过程中，钢轨对机车提供有效支撑及引导，需承受来自车轮的巨大垂向压力。基于我国基础建设发展需求，铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。这无疑对钢轨的质量提出了更加严苛的要求。
钢轨与车轮接触的时候，承受着机车回环往复且多变的载荷，其洁净度对钢轨的寿命有着重要影响，钢中夹杂物是造成重轨内部损伤、产生疲劳破损的主要原因。钢中夹杂物对钢材基体组织连续性的阻碍作用，使得钢材在轧制加工、热处理以及使用过程中与夹杂物发生分离，导致缝隙产生，对钢材力学性能、抗腐蚀性等指标产生消极影响。对于钢轨的生产，其变形量轧制、复杂的热处理工艺、特殊的受力条件及气候环境等一系列影响因素对钢轨夹杂物的评级不利。
随着我国高铁的快速发展和重轨铁路的提速，高速钢轨的需求越来越大，高速铁路对疲劳性能要求非常高，而重轨钢的洁净度能在很大程度上影响其疲劳性能，为提高疲劳性能，需要控制重轨钢的洁净度。一般而言，洁净度包含P+S+O+N+H以及夹杂物。在本技术开发前，国内重轨钢洁净度P+S+O+N+H≤200ppm，夹杂物各类评级≤1.5级。为满足高速铁路的要求，进一步提高钢水洁净度，需要开发P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级的高速轨生产技术。
专利CN104975130A公开了一种控制重轨钢洁净度的方法，该方法包括转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理及连铸，其中在LF精炼过程使用活性石灰、碳化硅及石英砂造渣的精炼，控制制备得到的重轨钢连铸坯硫含量≤0.006％，得到钢中夹杂物A类为1.5～2.0级，B类、C类、D类为0.5级，难以满足高速铁路的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有国内重轨钢洁净度难以满足高速铁路P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级的要求。
本发明为解决其技术问题采用的技术方案是提供了一种提高重轨钢洁净度的冶炼方法，该方法包括如下步骤：
a、铁水预处理：以活性石灰和钝化镁粉作为脱硫剂对铁水脱硫，获得S含量≤0.003％，P含量为0.080％～0.120％的脱硫后铁水；
b、转炉冶炼：向转炉内加入步骤a脱硫后铁水，加入活性石灰、石英砂、高镁石灰、炼钢污泥球和纯碱进行转炉冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，吹炼结束后得到P含量≤0.003％的钢水，钢水出钢过程中加入低氮合金；
c、LF精炼：将步骤b所得钢水送至LF钢包炉，加入0.2～0.8kg/t钢水的碳化钙和1～5kg/t钢水的高碱度精炼渣后加热，精炼20～30min后，向钢水中加入0.2～0.8kg/t钢水的石英砂，精炼5～10min后，钢水进行钙处理，吹氩处理后钢水出站；
d、RH精炼：LF精炼完成后，将钢水转入RH钢包炉进行真空处理，加入低氮合金，真空处理完成后，对钢水进行钙处理，吹氩处理后钢水出站；
e、连铸：对步骤d所得钢水进行连铸。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤a中，所述活性石灰的用量为4～6kg/t铁水；钝化镁粉的用量为1～3kg/t铁水。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤a和b中，所述活性石灰含CaO90％以上，余为杂质；步骤b中，所述活性石灰的用量为15～20kg/t铁水；所述石英砂的用量为10～15kg/t铁水，含SiO295％以上，余为杂质；所述高镁石灰的用量为10～15kg/t铁水，含MgO30％～40％、CaO50％～60％，余为杂质；所述炼钢污泥球是由炼钢转炉烟气中回收得到的尘泥制备得到的球状固体；其用量为2～3kg/t铁水，含CaO30％～40％、SiO210％～20％、Fe10％～20％，余为杂质；所述纯碱为碳酸钠，含Na2CO399.5％以上，其余为杂质，其用量为10～20kg/t铁水。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤b中，所述钢水出钢过程中，当出钢量为1/2以上加入低氮合金。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤b中，所述吹炼过程中，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤b中，所述吹炼过程中，温度控制在1640～1670℃。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c和d中，所述LF和RH精炼吹氩处理的流量为50～80NL/min，持续时间为5～10min。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，所述碳化钙含CaC295％以上，其余为杂质；所述高碱度精炼渣含CaO60％～70％、Al2O30～10％、SiO220％～30％，其余为杂质。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，所述LF精炼温度为1580～1595℃。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，所述RH精炼控制真空度≤100Pa，真空处理15～20min。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，所述RH精炼温度为1535～1550℃。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，所述LF精炼过程钙处理是向钢水中加入1～3m/t钢水的铁钙线；步骤d中，所述RH精炼过程钙处理是向钢水中加入3～5m/t钢水的铁钙线。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述铁钙线的成分以质量百分数计包括68％的Fe和30％的Ca，其余为杂质；所述铁钙线的规格为200g/m；所述铁钙线的直径为10mm。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述转炉冶炼和RH精炼加入的低氮合金的含氮量≤0.01％。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述低氮合金包括含氮量为0.005％的硅铁、含氮量为0.003％的硅锰、含氮量为0.002％的硅铁、含氮量为0.001％的锰铁。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述含氮量为0.005％的硅铁合金的组成以质量百分数计为75％Si、24％Fe、0.005％N，余为杂质；所述含氮量为0.003％的硅锰合金的组成以质量百分数计为28％Si、70％Mn、0.003％N，余为杂质；所述含氮量为0.002％的硅铁合金的组成以质量百分数计为75％Si、24％Fe、0.002％N，余为杂质；所述含氮量为0.001％的锰铁合金的组成以质量百分比计为75％Mn、24％Fe、0.001％N，余为杂质。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述冶炼过程加入含氮量为0.005％的硅铁合金的量为10～15kg/t钢水；加入含氮量为0.003％的硅锰合金的量为15～20kg/t钢水；所述RH精炼过程加入含氮量为0.002％的硅铁合金的量为1～3kg/t钢水；加入含氮量为0.001％的锰铁合金的量为1～3kg/t钢水。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤e中，所述连铸过程采用大方坯连铸，生产成横截面为250mm×250mm以上的大方连铸坯产品。
本发明的有益效果是：
本发明方法提高了重轨钢的洁净度，控制钢轨中P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级，满足了目前对高速钢轨的要求，直接提高了钢轨的疲劳性能和力学性能，为下一代钢轨的生产提供了有力的技术支撑，具有显著的社会效益。本发明方法可以控制重轨钢中P≤0.0060％、S≤0.0030％、O≤0.0010％、N≤0.0050％及H≤0.00015％，适用P、S、O、N和H单个元素有控制要求的钢种。在转炉冶炼过程中向造渣材料中加入纯碱对铁水进行吹炼，Na2CO3在炉内分解为Na2O和CO2，Na2O可以增加炉内熔渣的流动性，提高炉渣和钢液的界面反应；CO2可以氧化钢水中的P，将钢水中的P氧化成P2O5进入钢渣，提高脱磷效率，本发明方法可将P含量控制在0.003％以内。本发明方法冶炼过程结束后出钢时，当出钢量为1/2以上时加入低氮合金进行脱氧，抑制氮进入钢水中，有效控制钢水中氮含量。
具体实施方式
基于现有国内重轨钢的洁净度P+S+O+N+H≤200ppm，夹杂物各类评级≤1.5级，难以满足高速铁路的要求，为了寻找提高重轨钢洁净度的方法，发明人通过大量研究，提供了一种提高重轨钢洁净度的方法，可使洁净度P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级。
本发明提供了一种提高重轨钢洁净度的方法，该方法包括如下步骤：
a、铁水预处理：以活性石灰和钝化镁粉作为脱硫剂对铁水脱硫，获得S含量≤0.003％，P含量为0.080％～0.120％的脱硫后铁水；
b、转炉冶炼：向转炉内加入步骤a脱硫后铁水，加入活性石灰、石英砂、高镁石灰、炼钢污泥球和纯碱进行转炉冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，吹炼结束后得到P含量≤0.003％的钢水，钢水出钢过程中加入低氮合金；
c、LF精炼：将步骤b所得钢水送至LF钢包炉，加入0.2～0.8kg/t钢水的碳化钙和1～5kg/t钢水的高碱度精炼渣后加热，精炼20～30min后，向钢水中加入0.2～0.8kg/t钢水的石英砂，精炼5～10min后，钢水进行钙处理，吹氩处理后钢水出站；
d、RH精炼：LF精炼完成后，将钢水转入RH钢包炉进行真空处理，加入低氮合金，真空处理完成后，对钢水进行钙处理，吹氩处理后钢水出站；
e、连铸：对步骤d所得钢水进行连铸。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤a中，所述活性石灰的用量为4～6kg/t铁水；钝化镁粉的用量为1～3kg/t铁水。铁水预处理利用惰性气体将活性石灰粉和钝化镁粉混合，利用旋转脱硫喷枪喷入铁水中，喷吹时间为15～30min，喷吹完成后获得脱硫后铁水，其中S含量≤0.003％，P含量为0.080％～0.120％。本发明中脱硫前铁水为炼钢一般铁水，铁水S含量范围可以在0.060％～0.120％，大于0.012％也可以实施，但是会延长脱硫时间，影响生产进度。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤a和b中，所述活性石灰含CaO90％以上，余为杂质；步骤b中，所述活性石灰的用量为15～20kg/t铁水；所述石英砂的用量为10～15kg/t铁水，含SiO295％以上，余为杂质；所述高镁石灰的用量为10～15kg/t铁水，含MgO30％～40％、CaO50％～60％，余为杂质；所述炼钢污泥球是由炼钢转炉烟气中回收得到的尘泥制备得到的球状固体；其用量为2～3kg/t铁水，含CaO30％～40％、SiO210％～20％、Fe10％～20％，余为杂质；所述纯碱为碳酸钠，含Na2CO399.5％以上，其余为杂质，其用量为10～20kg/t铁水。本发明中活性石灰、石英砂、高镁石灰、炼钢污泥球和碳酸钠分批次加入，先分别加入活性石灰、石英砂高镁石灰、炼钢污泥球和碳酸钠，待炉渣熔化后，再分别加入活性石灰、石英砂高镁石灰、炼钢污泥球和碳酸钠，多批次加入至全部加入。Na2CO3在炉内分解为Na2O和CO2，Na2O可以增加炉内熔渣的流动性，提高炉渣和钢液的界面反应。CO2可以氧化钢水中的P，将钢水中的P氧化成P2O5进入钢渣，提高脱磷效率。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤b中，所述吹炼过程中，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤b中，所述吹炼过程中，温度控制在1640～1670℃。温度不应超过1670℃，温度过高，不利于脱磷反应的进行。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，为了保证钢水中较低的氮含量，钢水出钢过程中，当出钢量为1/2以上时加入低氮合金进行扩散脱氧和钢水合金化，确保了出钢前期钢水氧活度较高，从而抑制氮进入钢水。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，所述碳化钙含CaC295％以上，其余为杂质；所述高碱度精炼渣含CaO60％～70％、Al2O30～10％、SiO220％～30％，其余为杂质。加入碳化钙和高碱度精炼渣的目的可以均匀地降低LF炉内钢渣的氧化性，降低其熔点，利于吸附钢水中的夹杂物，进行扩散脱氧，控制钢水中氧活度≤0.0015％，一方面为了控制夹杂物，防止连铸过程氧化钢水中的Al、Si等元素；另一方面是为了提高Ca的收得率，减少铁钙线加入钢水后被钢水中的O氧化成CaO。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，LF精炼过程中，为了把合金中带入的少量金属铝被氧化后产生的大颗粒高熔点的脆性Al2O3夹杂物变为低熔点的钙铝酸盐夹杂物，有效促进夹杂物的上浮，提高钢水的洁净度，向钢包内加入1～3m/t钢水的铁钙线进行钙处理。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，LF精炼过程中，为了促进钢渣之间的化学反应、加速钢渣之间的物质传递、利于钢水脱氧和脱硫反应的进行，钙处理结束后向LF炉内以50～80NL/min吹氩5～10min。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤c中，所述LF精炼温度为1580～1595℃。LF精炼可以深度脱氧、脱硫、降低钢水夹杂物、提高钢水的洁净度。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，RH精炼控制真空度≤100Pa，真空处理15～20min。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，RH精炼温度为1535～1550℃。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，为了使钢水合金化、保证钢水成分满足目标要求，钢水进入RH钢包炉真空处理8min后开始加入低氮合金，控制钢水中氮含量≤0.0050％，控制钢水中氧活度≤0.0010％。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，为了保证钢水中残留的S与Ca能有效结合，需要钢水中具有一定的钙含量，从而避免形成大量MnS大型夹杂物，向钢包内加入3～5m/t钢水的铁钙线进行钙处理。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤d中，为了保证钙能均匀分布在钢水中以50～80NL/min的氩流量吹氩气5～10min。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述铁钙线的成分以质量百分数计包括68％的Fe和30％的Ca，其余为杂质；所述铁钙线的规格为200g/m；所述铁钙线的直径为10mm。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述转炉冶炼和RH精炼加入的低氮合金的含氮量≤0.01％。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述低氮合金包括含氮量为0.005％的硅铁、含氮量为0.003％的硅锰、含氮量为0.002％的硅铁、含氮量为0.001％的锰铁。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述含氮量为0.005％的硅铁合金的组成以质量百分数计为75％Si、24％Fe、0.005％N，余为杂质；所述含氮量为0.003％的硅锰合金的组成以质量百分数计为28％Si、70％Mn、0.003％N，余为杂质；所述含氮量为0.002％的硅铁合金的组成以质量百分数计为75％Si、24％Fe、0.002％N，余为杂质；所述含氮量为0.001％的锰铁合金的组成以质量百分比计为75％Mn、24％Fe、0.001％N，余为杂质。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，所述冶炼过程加入含氮量为0.005％的硅铁合金的量为10～15kg/t钢水；加入含氮量为0.003％的硅锰合金的量为15～20kg/t钢水；所述RH精炼过程加入含氮量为0.002％的硅铁合金的量为1～3kg/t钢水；加入含氮量为0.001％的锰铁合金的量为1～3kg/t钢水。
其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤e中，所述连铸过程在开浇前对中间包进行吹氩5min～10min；长水口采用密封垫圈密封；生产成横截面为250mm×250mm以上的大方连铸坯产品。
下面将通过具体的实施例对本发明进行详细的阐述。
实施例1
铁水预处理：以铁水为原料，利用载气将4kg/t铁水的活性石灰和1kg/t铁水的钝化镁粉混合，利用旋转脱硫喷枪喷入铁水中，其喷吹时间为15min，脱硫后获得低硫铁水，S含量：0.001％，P含量：0.082％。
转炉冶炼：向转炉内加入脱硫后铁水，加入15kg/t铁水的活性石灰、10kg/t铁水的石英砂、10kg/t铁水的高镁石灰和2kg/t铁水的炼钢污泥球和10kg/t铁水的碳酸钠，单渣法冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m，吹炼过程温度为1668℃。冶炼结束后将铁水初炼成钢水，P含量为0.0013％。转炉冶炼结束后出钢，当出钢量为1/2以上时加入10kg/t钢水含氮量为0.005％的硅铁，加入15kg/t钢水含氮量为0.003％的硅锰。
LF精炼：将转炉冶炼得到的钢水送至LF炉钢包中进行精炼，LF炉加热前，向钢包内加入0.2kg/t钢水的碳化钙、1kg/t钢水的高碱度精炼渣，加热至1580℃，精炼20min后，向钢包内加入0.2kg/t钢水的石英砂，继续精炼5min后，向钢包内加入1m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后向LF炉内以50NL/min的流量吹氩5min，钢水出站。
RH精炼：LF炉精炼完成后，将钢水转入RH炉钢包进行真空处理，控制真空度为70Pa，精炼温度为1535℃，钢水进入RH钢包炉真空处理8min后开始加入2.5kg/t钢水含氮量为0.002％的硅铁，加入2.5kg/t钢水含氮量为0.001％的锰铁。真空处理18min后，向钢包内加入3m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后以50NL/min的流量吹氩气5min，钢水出站。
连铸：钢水送至连铸工序，开浇前对中间包进行吹氩5min；长水口采用密封垫圈密封，生产成横截面为280mm×380mm的大方连铸坯产品。
将得到的连铸坯轧制成60kg/m钢轨，所生产的钢轨P+S+O+N+H＝0.0145％，其中，P0.0060％、S 0.0030％、O 0.0010％、N 0.0044％、H 0.0001％。夹杂物各类评级：A类1.0级，B类、C类、D类均为0级。
实施例2
铁水预处理：以铁水为原料，利用载气将6kg/t铁水的活性石灰和3kg/t铁水的钝化镁粉混合，利用旋转脱硫喷枪喷入铁水中，其喷吹时间为30min，脱硫后获得低硫铁水，S含量：0.001％，P含量：0.120％。
转炉冶炼：向转炉内加入脱硫后铁水，加入20kg/t铁水的活性石灰、15kg/t铁水的石英砂、15kg/t铁水的高镁石灰和3kg/t铁水的炼钢污泥球和20kg/t铁水的碳酸钠，单渣法冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m，吹炼过程温度为1658℃。冶炼结束后将铁水初炼成钢水，P含量为0.0011％。转炉冶炼结束后出钢，当出钢量为1/2以上时加入15kg/t钢水含氮量为0.005％的硅铁，加入20kg/t钢水含氮量为0.003％的硅锰。
LF精炼：将转炉冶炼得到的钢水送至LF炉钢包中进行精炼，LF炉加热前，向钢包内加入0.8kg/t钢水的碳化钙、5kg/t钢水的高碱度精炼渣，加热至1595℃，精炼30min后，向钢包内加入0.8kg/t钢水的石英砂，继续精炼10min后，向钢包内加入3m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后向LF炉内以80NL/min的流量吹氩10min，钢水出站。
RH精炼：LF炉精炼完成后，将钢水转入RH炉钢包进行真空处理，控制真空度为60Pa，精炼温度为1550℃，钢水进入RH钢包炉真空处理8min后开始加入1kg/t钢水含氮量为0.002％的硅铁，加入1kg/t钢水含氮量为0.001％的锰铁。真空处理19min后，向钢包内加入5m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后以80NL/min的流量吹氩气10min，钢水出站。
连铸：钢水送至连铸工序，开浇前对中间包进行吹氩10min；长水口采用密封垫圈密封，生产成横截面为280mm×380mm的大方连铸坯产品。
将得到的连铸坯轧制成60kg/m钢轨，所生产的钢轨P+S+O+N+H＝0.0131％，其中，P0.0050％、S 0.0030％、O 0.0007％、N 0.0043％、H 0.0001％。夹杂物各类评级：A类0.5级，B类、C类、D类均为0级。
实施例3
铁水预处理：以铁水为原料，利用载气将5kg/t铁水的活性石灰和2kg/t铁水的钝化镁粉混合，利用旋转脱硫喷枪喷入铁水中，其喷吹时间为20min，脱硫后获得低硫铁水，S含量：0.0006％，P含量：0.105％。
转炉冶炼：向转炉内加入脱硫后铁水，加入18kg/t铁水的活性石灰、13kg/t铁水的石英砂、13kg/t铁水的高镁石灰和2.5kg/t铁水的炼钢污泥球和15kg/t铁水的碳酸钠，单渣法冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m，吹炼过程温度为1658℃。冶炼结束后将铁水初炼成钢水，P含量为0.0012％。转炉冶炼结束后出钢，当出钢量为1/2以上时加入12kg/t钢水含氮量为0.005％的硅铁，加入18kg/t钢水含氮量为0.003％的硅锰。
LF精炼：将转炉冶炼得到的钢水送至LF炉钢包中进行精炼，LF炉加热前，向钢包内加入0.6kg/t钢水的碳化钙、3kg/t钢水的高碱度精炼渣，加热至1590℃，精炼25min后，向钢包内加入0.6kg/t钢水的石英砂，继续精炼8min后，向钢包内加入2m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后向LF炉内以70NL/min的流量吹氩8min，钢水出站。
RH精炼：LF炉精炼完成后，将钢水转入RH炉钢包进行真空处理，控制真空度为70Pa，精炼温度为1545℃，钢水进入RH钢包炉真空处理8min后开始加入2kg/t钢水含氮量为0.002％的硅铁，加入2kg/t钢水含氮量为0.001％的锰铁。真空处理18min后，向钢包内加入4m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后以50NL/min的流量吹氩气8min，钢水出站。
连铸：钢水送至连铸工序，开浇前对中间包进行吹氩8min；长水口采用密封垫圈密封，生产成横截面为280mm×380mm的大方连铸坯产品。
将得到的连铸坯轧制成60kg/m钢轨，所生产的钢轨P+S+O+N+H＝0.0135％，其中，P0.0060％、S 0.0020％、O 0.0009％、N 0.0045％、H 0.0001％。夹杂物各类评级：A类0.5级，B类、C类、D类均为0级。
对比例1
铁水预处理：以铁水为原料，利用载气将4kg/t铁水的活性石灰和1kg/t铁水的钝化镁粉混合，利用旋转脱硫喷枪喷入铁水中，其喷吹时间为15min，脱硫后获得低硫铁水，S含量：0.001％，P含量：0.098％。
转炉冶炼：向转炉内加入脱硫后铁水，加入15kg/t铁水的活性石灰、10kg/t铁水的石英砂、10kg/t铁水的高镁石灰和2kg/t铁水的炼钢污泥球，单渣法冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m，吹炼过程温度为1668℃。冶炼结束后将铁水初炼成钢水，P含量为0.0055％。转炉冶炼结束后出钢，当出钢量为1/2以上时加入12kg/t钢水含氮量为0.005％的硅铁，加入12kg/t钢水含氮量为0.003％的硅锰。
LF精炼：将转炉冶炼得到的钢水送至LF炉钢包中进行精炼，LF炉加热前，向钢包内加入0.6kg/t钢水的碳化钙、3kg/t钢水的高碱度精炼渣，加热至1590℃，精炼25min后，向钢包内加入0.6kg/t钢水的石英砂，继续精炼8min后，向钢包内加入2m/t的铁钙线。钙处理结束后向LF炉内以70NL/min的流量吹氩8min，钢水出站。
RH精炼：LF炉精炼完成后，将钢水转入RH炉钢包进行真空处理，控制真空度为70Pa，精炼温度为1545℃，钢水进入RH钢包炉真空处理8min后开始加入2kg/t钢水含氮量为0.002％的硅铁，加入2kg/t钢水含氮量为0.001％的锰铁。真空处理18min后，向钢包内加入3m/t钢水的铁钙线进行钙处理，钙处理结束后以60NL/min的流量吹氩气5min，钢水出站。
连铸：钢水送至连铸工序，开浇前对中间包进行吹氩8min；长水口采用密封垫圈密封，生产成横截面为280mm×380mm的大方连铸坯产品。
将得到的连铸坯轧制成60kg/m钢轨，所生产的钢轨P+S+O+N+H＝0.0167％，其中，P0.0083％、S 0.0030％、O 0.0010％、N 0.0043％、H 0.0001％。夹杂物各类评级：A类1.5级，B类1.0、C类、D类均为0级。
由实施例1～3和对比例1可知，本发明方法通过对钢水中P、S、O、N和H的控制，使P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级，显著提高了重轨钢洁净度，具有显著的社会效益，值得推广应用。

Claims (8)

1.提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于包括如下步骤：
a、铁水预处理：以活性石灰和钝化镁粉作为脱硫剂对铁水脱硫，获得S含量≤0.003％，P含量为0.080％～0.120％的脱硫后铁水；
b、转炉冶炼：向转炉内加入步骤a脱硫后铁水，加入活性石灰、石英砂、高镁石灰、炼钢污泥球和纯碱进行转炉冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，吹炼结束后得到P含量≤0.003％的钢水，钢水出钢过程中加入低氮合金；所述钢水出钢过程中，当出钢量为1/2以上时加入低氮合金；
c、LF精炼：将步骤b所得钢水送至LF钢包炉，加入0.2～0.8kg/t钢水的碳化钙和1～5kg/t钢水的高碱度精炼渣后加热，精炼20～30min后，向钢水中加入0.2～0.8kg/t钢水的石英砂，精炼5～10min后，钢水进行钙处理，吹氩处理后钢水出站；
d、RH精炼：LF精炼完成后，将钢水转入RH钢包炉进行真空处理，加入低氮合金，真空处理完成后，对钢水进行钙处理，吹氩处理后钢水出站；
所述转炉冶炼和RH精炼加入的低氮合金的含氮量≤0.01％；
e、连铸：对步骤d所得钢水进行连铸；
所述炼钢污泥球是由炼钢转炉烟气中回收得到的尘泥制备得到的球状固体。
2.根据权利要求1所述的提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于：步骤a中，所述活性石灰的用量为4～6kg/t铁水；钝化镁粉的用量为1～3kg/t铁水。
3.根据权利要求1或2所述的提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于：步骤b中，所述活性石灰的用量为15～20kg/t铁水；所述石英砂的用量为10～15kg/t铁水；所述高镁石灰的用量为10～15kg/t铁水；所述炼钢污泥球的用量为2～3kg/t铁水；所述纯碱的用量为10～20kg/t铁水。
4.根据权利要求1所述的提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于：步骤b所述吹炼过程中，氧枪的吹炼枪位控制在1.5～2.5m。
5.根据权利要求1所述的提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于：步骤c和d中，所述LF和RH精炼吹氩处理的流量为50～80NL/min，持续时间为5～10min。
6.根据权利要求1所述的提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于：步骤d中，所述RH精炼控制真空度≤100Pa，真空处理15～20min。
7.根据权利要求1所述的提高重轨钢洁净度的冶炼方法，其特征在于：步骤c中，所述LF精炼过程钙处理是向钢水中加入1～3m/t钢水的铁钙线；步骤d中，所述RH精炼过程钙处理是向钢水中加入3～5m/t钢水的铁钙线。
8.根据权利要求1所述的提高重轨钢洁净度的冶炼 方法，其特征在于：步骤e中，所述连铸过程采用大方坯连铸，生产成横截面为250mm×250mm以上的大方连铸坯产品。
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