CN108950136B - 一种稀土微合金钢的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土微合金钢的冶炼方法，此方法可以用于稀土微合金钢的冶炼，通过控制温度、真空度以及硫、稀土、氧、铝、磷的含量，经过两次冶炼得到高精度、高纯度、杂质含量低、符合生产要求的钢种；冶炼过程中有效防止了铁水中原有的钒(铌、铬、钼、钛)合金元素被氧化烧损，从而减少了后续添加钒(铌、铬、钼、钛)合金的量；此外，在添加稀土合金前降低铁水中硫、磷、氧、铝的含量，减少了稀土合金被氧化、硫化的量，有效降低钢中稀土合金的加入量；同时，减少了铝酸稀土、磷酸稀土或磷化稀土夹杂物形成，提高成品质量；本方法降低了冶炼成本，提高了冶炼稀土含钒(铌、钒、铬、钼、钛)钢的经济效益。

Description

一种稀土微合金钢的冶炼方法
技术领域
本发明具体涉及一种稀土微合金钢的冶炼方法, 涉及冶金工程领域。
背景技术
传统的含钒(铌、铬、钼、钛)铁水在炼钢过程中铁水中原有的钒(铌、铬、钼、钛)合金元素被氧化烧损，不能再利用，为冶炼含钒(铌、铬、钼、钛)钢，还需要额外加入昂贵的钒(铌、铬、钼、钛)合金；此外，将稀土金属或稀土铁合金采用喂丝法或冲入法加入钢液或铁液中时，由于稀土元素性质活泼，加入时极易氧化、硫化或形成铝酸稀土、磷酸稀土或磷化稀土夹杂物，稀土金属或稀土铁合金烧损多，易在水口结瘤而堵塞水口，且在钢或铁中形成较多的夹杂物，不但增加了稀土合金的使用量，提高了生产成本，而且恶化了钢材的使用性能，从而限制了稀土在钢铁中使用；因此，有必要开发一种采用含钒(铌、铬、钼、钛)铁水冶炼稀土钒(铌、铬、钼、钛)钢的冶炼方法，节省钒(铌、铬、钼、钛)合金和稀土合金用量，促进铁水中合金元素和稀土合金的高效利用。
通常钢中添加的稀土元素首先与钢中氧、硫、铝杂质元素发生反应生成的产物包括：CeO2(s)、Ce2O3(s)、Ce2O2S(s)、Ce2S3(s)、Ce3S4(s)和CeAlO3(s)，生成物的种类和含量是由钢中硫、氧、铝和铈的含量而定；图1是钢中硫与铈含量的变化对稀土夹杂物生成物的影响图；钢中稀土铈含量增加时，形成不同种类和含量的夹杂物，如图1所示，当铁水中硫的含量小于0.01%，稀土铈含量在0.02%以上时，产生的稀土硫化物种类相对较少；因此可以通过控制钢中硫、稀土、氧、铝的含量控制钢中夹杂物的形成种类和含量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稀土微合金钢的冶炼方法，此方法可以用于稀土微合金钢的冶炼，通过控制温度、真空度以及硫、稀土、氧、铝、磷的含量，经过两次冶炼得到符合要求的钢种；冶炼过程中有效防止了铁水中原有的钒(铌、铬、钼、钛)合金元素被氧化烧损，从而减少了后续添加钒(铌、铬、钼、钛)合金的量；此外，在添加稀土合金前降低铁水中硫、磷、氧、铝的含量，减少了稀土合金被氧化、硫化的量，有效降低钢中稀土的加入量；同时，减少了铝酸稀土、磷酸稀土或磷化稀土夹杂物形成，提高成品质量；本方法降低了冶炼成本，提高了冶炼稀土含钒(铌、钒、铬、钼、钛)钢的经济效益。
本发明采用的技术方案如下：一种稀土微合金钢的冶炼方法, 所述的稀土微合金钢为含铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种元素的钢，其特征在于：冶炼步骤为：
（1）步骤一：原料准备，采用的炼钢原料为含铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种元素的铁水；
（2）步骤二：将步骤一中的原料添加到感应炉中冶炼，冶炼过程中，底吹氧气，冶炼过程中冶炼温度控制在1500℃以上；1500℃以上的冶炼温度可以使铁水中原有合金元素不被氧化烧损情况下冶炼为合金钢水；之后，吹炼到碳含量为0.5%以下时，加入硅铁和锰铁进行脱氧，之后加入钙基合金还原脱磷、脱硫，控制铁水中磷含量降低到0.04%以下；根据钢种需要加入铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种铁合金，使钢液合金化，此时加入的铁合金量为初步的大概的量；出钢、铸锭、测定钢锭成分及含量；步骤二的主要目的在于，使铁水中原有合金元素不被氧化烧损情况下冶炼为合金钢水，并减少铁水中的氧、磷、硫等元素，此外，通过测定钢锭成分及含量，确定后续加入铁合金的量及稀土合金的量，为后续添加铁合金和稀土合金做好准备；
（3）步骤三：将步骤二冶炼的钢锭在真空感应中二次冶炼，冶炼过程中真空度控制在100Pa以下，此时，氧+氮+氢含量小于0.005%； 根据步骤二测定的钢锭成分及含量对比钢种成分要求，补加铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种铁合金，并根据钢种要求调节出钢温度；之后用铝脱氧；之后加入稀土合金，使钢液稀土合金化，静置3-5分钟后出钢，铸锭，钢中稀土含量控制在0.03%以上。
优选的，所述步骤一中采用的铁水可替换为在真空感应炉中采用掺熔法配制的纯净钢料，真空度为100Pa以下熔炼。
优选的，所述步骤二、步骤三采用真空感应炉进行冶炼。
本发明的有益效果在于：此方法可以用于稀土微合金钢的冶炼，通过控制温度、真空度以及硫、稀土、氧、铝、磷的含量，经过两次冶炼得到高精度、高纯度、杂质含量低、符合生产要求的钢种；冶炼过程中有效防止了铁水中原有的钒(铌、铬、钼、钛)合金元素被氧化烧损，从而减少了后续添加钒(铌、铬、钼、钛)合金的量；此外，在添加稀土合金前降低铁水中硫、磷、氧、铝的含量，减少了稀土合金被氧化、硫化的量，有效降低钢中稀土合金的加入量；同时，减少了铝酸稀土、磷酸稀土或磷化稀土夹杂物形成，提高成品质量；本方法降低了冶炼成本，提高了冶炼稀土含钒(铌、钒、铬、钼、钛)钢的经济效益。
附图说明
图1为本发明的铁水中硫与铈含量的变化对稀土夹杂生成物的影响图，其中水平坐标轴表示铈含量，竖直坐标轴表示硫的含量，图中曲线表示不同含量硫与铈产生不同的稀土夹杂生成物。
具体实施方式
以下为本发明的一个实施例,所描述的实施例仅仅是本发明众多实施例中的一个,并不因此而限定本发明的保护范围。
一种稀土含铌微合金钢的冶炼方法,冶炼步骤为：
（1）步骤一：原料准备，采用的炼钢原料为含铌铁水；
（2）步骤二：将步骤一中的原料添加到感应炉中冶炼，冶炼过程中，底吹氧气，冶炼过程中冶炼温度控制在1500℃以上；吹炼到碳含量为0.5%以下时，加入硅铁和锰铁进行脱氧，之后加入钙基合金还原脱磷、脱硫，控制铁水中磷含量降低到0.04%以下；加入铌合金，使钢液合金化；出钢、铸锭、测定钢锭成分及含量；
（3）步骤三：将步骤二冶炼的钢锭在真空感应中二次冶炼，冶炼过程中真空度控制在100Pa以下； 根据步骤二测定的钢锭成分及含量对比钢种成分要求，补加铌合金、并根据钢种要求调节出钢温度；之后用铝脱氧；之后加入稀土合金，使钢液稀土合金化，静置3-5分钟后出钢，铸锭，钢中稀土含量控制在0.03%以上。
尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种稀土微合金钢的冶炼方法, 所述的稀土微合金钢为含铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种元素的钢，其特征在于：冶炼步骤为：
步骤一：原料准备，采用的炼钢原料为含铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种元素的铁水；
步骤二：将步骤一中的原料添加到感应炉中冶炼，冶炼过程中，底吹氧气，冶炼过程中冶炼温度控制在1500℃以上；吹炼到碳含量为0.5%以下时，加入硅铁和锰铁进行脱氧，之后加入钙基合金还原脱磷、脱硫，控制铁水中磷含量降低到0.04%以下；根据钢种需要加入铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种铁合金，使钢液合金化；出钢、铸锭、测定钢锭成分及含量；
步骤三：将步骤二冶炼的钢锭在真空感应中二次冶炼，冶炼过程中真空度控制在100Pa以下； 根据步骤二测定的钢锭成分及含量对比钢种成分要求，补加铌、钒、铬、钼、钛中的一种或几种铁合金、并根据钢种要求调节出钢温度；之后用铝脱氧；之后加入稀土合金，使钢液稀土合金化，静置3-5分钟后出钢，铸锭，钢中稀土含量控制在0.03%以上。
2.根据权利要求1所述的稀土微合金钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤一中采用的铁水可替换为在真空感应炉中采用掺熔法配制的纯净钢料，真空度为100Pa以下熔炼。
3.根据权利要求1所述的稀土微合金钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤二、步骤三采用真空感应炉进行冶炼。
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