CN110616294B - 含硫含铝钢及其冶炼方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种含硫含铝钢及其冶炼方法和应用,属于精炼技术领域。一种含硫含铝钢的冶炼方法,包括:对转炉冶炼过程的钢水进行脱氧合金化和一次造渣处理,其中,转炉冶炼前不进行铁水脱硫预处理。精炼过程中对经过一次造渣的钢水进行二次造渣处理和脱氧,出站前对钢水进行增硫处理,其中,转炉至精炼过程中不加入萤石。在真空处理过程中加入金属铝以调节铝含量。真空处理结束后加入金属钙以调节钙含量。该冶炼方法可以显著降低萤石对夹杂物的影响,可以显著减少在LF炉中调整铝含量导致的氧化铝等杂质的生成及结瘤的增加,可以显著减少钙在精炼及真空处理过程中生成钙铝酸盐等复合夹杂物,以降低夹杂物的生成,较大程度提高浇铸后钢的质量。
Description
技术领域
本申请涉及精炼技术领域,且特别涉及一种含硫含铝钢及其冶炼方法和应用,尤其涉及一种不添加萤石的含硫含铝钢及其冶炼方法和应用。
背景技术
冶炼含硫含铝钢中,冶炼工艺是保证钢水在浇铸过程塞棒曲线平稳的关键。若冶炼工艺不合理,在浇铸过程因钢水纯净度差,导致钢水在浇铸过程水口结瘤严重,塞棒曲线上涨明显,水口结瘤物在浇铸过程脱落,产生宏观夹杂物缺陷。萤石主要成分为氟化钙,现有冶炼采用萤石以改善炉渣的流动性。然而萤石的加入会造成高炉的炉衬侵蚀严重,产生炉缸堆积等问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本申请实施例的目的包括提供一种含硫含铝钢及其冶炼方法和应用,以改善水口生成结瘤物的技术问题。
第一方面,本申请实施例提出了一种含硫含铝钢的冶炼方法,包括:转炉冶炼及出钢:对转炉冶炼过程的钢水进行脱氧合金化和一次造渣处理,其中,转炉冶炼前不进行铁水脱硫预处理。LF炉精炼:精炼过程中对经过一次造渣的钢水进行二次造渣处理和脱氧,出站前对钢水进行增硫处理,其中,转炉至精炼过程中不加入萤石。RH炉真空处理:在真空处理过程中加入金属铝以调节铝含量。真空处理结束后加入金属钙以调节钙含量。
本申请采用精炼过程中不加入萤石、在RH(真空循环脱气)真空处理过程中调整铝含量以及真空处理后调整钙含量,可以显著降低萤石对夹杂物的影响,可以显著减少在LF炉(钢包精炼炉)中调整铝含量导致的氧化铝等杂质的生成及结瘤的增加,可以显著减少钙在精炼及真空处理过程中生成钙铝酸盐等复合夹杂物,以降低夹杂物的生成,较大程度提高浇铸后钢的质量。
在本申请的部分实施例中,在真空处理3min后,加入金属铝至钢水中铝含量达内控范围上限±0.005%。
本申请发明人通过实验研究发现,在LF炉精炼过程中调整铝含量会导致钢水中铝含量下降,浪费铝。并且在精炼过程中添加铝会导致在后续工艺中产生更多的氧化铝杂质,导致结瘤量增加。经过本申请发明人的劳动,提出在真空过程中调节铝含量。在RH真空处理过程钢水和渣基本不发生反应,使得铝的收得率稳定。
在本申请的部分实施例中,真空处理结束后,金属钙的加入量为0.01kg/t-0.015kg/t。
本申请发明人发现目前的冶炼工艺在LF精炼或RH真空过程中控制钙含量,该工艺导致在冶炼过程中,因钙处理量偏大而生产钙铝酸盐类复合夹杂物。本申请采用真空处理后调节钙含量,降低钙的用量,且可以显著减少因钙处理量偏大而导致大量钙铝酸盐类复合夹杂物的产生,从而改善D、Ds类夹杂物控制效果。其中,D类夹杂物为球状氧化物团聚,Ds类夹杂物为单颗粒球状。
在本申请的部分实施例中,RH炉真空处理的真空度小于0.266KPa,真空处理时间为28min-33min。
本申请采用长时间的真空体系,一方面隔绝了空气等参与钢水反应的可能,避免了氧化夹杂物的进一步富集;另一方面,长时间的高温环境静置,钢水流动性好,方便夹杂物的上浮,因此,达到改善B、D、Ds类夹渣物含量的效果。其中,B类夹杂物为主要为氧化铝颗粒。
在本申请的部分实施例中,精炼过程中的脱氧处理的步骤包括:向经过一次造渣的钢水中加入碳化硅和金属铝进行渣面脱氧,再加入金属铝进行深脱氧,然后调控钢水中的铝含量至0.010%-0.030%。可选的,碳化硅的加入量为0.8kg/t-1.0kg/t,渣面脱氧过程中的金属铝的加入量为0.4kg/t-0.8kg/t,深脱氧过程中的金属铝的加入量为0.1kg/t-0.25kg/t。
本申请采用先进行渣面脱氧再从炉身喂入金属铝进行深脱氧,使得碳化硅与铝将钢水表面的氧都脱除,使得在深脱氧、底吹氩气的过程中钢水中的成分不会与渣面的氧气反应生成夹杂物,减少夹杂物的生成。可以避免直接深脱氧后,在底吹氩气的过程中钢水中的成分与炉渣中的氧化物反应生成夹杂物。
在本申请的部分实施例中,精炼过程采用底吹氩气,其中,造渣脱氧过程中的氩气流量为30Nm3/h-60Nm3/h,调控铝含量过程后的氩气流量为10Nm3/h-20Nm3/h。
本申请先采用较大的氩气流量,可以较大程度上保证钢水中的各成分混合充分,达到较好的脱氧及脱氧产物的去除效果,减少钢水中夹杂物含量。在调控铝含量过程中降低氩气流量以减少钢渣间反应,一方面避免了中后期精炼过程大量的铝(Als)损失,从而产生大量的夹杂物,改善了B类夹杂物的控制效果,另一方面避免了因底吹氩气流量过大而导致卷渣现象,细小炉渣液滴进入钢水中而产生D、Ds类夹杂物,改善LF炉精炼过程夹杂物去除效果。
在本申请的部分实施例中,增硫处理的步骤包括:在出站前向钢水中加入硫铁,使钢水中的硫含量达到目标值±0.003%。增硫处理过程中采用小流量底吹氩气,可选的,氩气流量为1Nm3/h-5Nm3/h。
本申请采用在LF炉精炼过程中调控硫含量,较大程度上保证硫含量稳定,避免逐步调整成分,在钢包底吹搅拌作用下硫的收得率降低,而产生大量夹杂物。
在本申请的部分实施例中,脱氧合金化的步骤包括:向转炉冶炼过程的钢水中加入铝铁,再加入合金元素调整钢水成分,使钢水中碳含量为内控下限-0.02%至内控下限。可选的,铝铁的加量为1.5kg/t-2.5kg/t。
本申请严格控制转炉出钢碳含量是为了可以在LF炉精炼过程不增碳,较大程度上避免在LF炉精炼处理过程因调整碳而提高底吹氩气流量,导致大量Als损失,较大程度上保证LF炉精炼处理过程Als损失在0.010%以内。显著减少LF炉中氧化铝夹杂物含量,尽量避免钢中产生大量B类夹杂物。
第二方面,本申请实施例提出了一种含硫含铝钢,由上述含硫含铝钢的冶炼方法制得,按质量百分比计,含硫含铝钢包括:Als:0.010%-0.030%,S:0.010%-0.050%。
本申请通过优化精炼脱氧方法,精炼渣系控制、RH炉真空处理工艺制得的钢,成分中夹杂物的含量在控制范围内,具有较好的机械性能。
第三方面,本申请实施例提出了上述含硫含铝钢在制造汽车曲轴、发动机及变速箱的关键零部件的应用。
本申请提供的含硫含铝钢夹杂物含量低,机械性能好,可以用于制备对钢材质量要求高的零部件,如机械、汽车和航空领域。
本申请的有益效果包括:
本申请通过转炉冶炼前铁水不进行脱硫预处理,较大程度保证转炉冶炼后钢水中有足够量的硫。
在转炉出钢过程中严格控制碳含量,尽量避免在精炼过程中调整碳而导致Als损失,避免因调整铝含量而产生夹杂物。
通过不添加萤石、渣面脱氧、深脱氧、控制精炼渣组成以及增硫处理,较大程度上保证精炼的钢水具有较低的氧含量的同时提升了硫的收得率,保证硫的稳定控制。
本申请在RH真空处理过程调节铝含量,降低氧化铝的生成量,进而减少结瘤的生成。在真空处理后调节钙含量可以显著减少钙铝酸盐类复合夹杂物的产生,从而改善D、Ds类夹杂物控制效果。
应该指出的是,虽然各工艺步骤存在其单独的技术效果,但只有按照本申请记载将上述系列制备工艺进行特定的协同组合,才能保证制得性能优异的含硫含铝钢。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
目前的含硫含铝钢冶炼工艺中,钢水在浇注过程水口结瘤严重。水口结瘤物在浇注过程落至生产炉中,导致钢铁产生夹杂物缺陷。本申请发明人通过研究发现,含硫含铝钢中夹杂物的含量对结瘤物的生成影响很大,因此对含硫含铝钢的工艺进行了研究。
现有技术中了通过使用铝粒、电石脱氧,精炼终渣使用高碱度、高氧化铝含量精炼渣组成,在LF炉对钢水进行钙处理,同时调整硫含量,具有较强的脱氧效果。
本申请发明人发现,上述工艺在LF过程钙处理后调整硫,硫的收得率低且不稳定,且需多次调整硫,合金成本浪费大。且炉渣与加入硫铁粉反应剧烈,炉渣中氧向钢中传递,与钢水中Al反应产生大量氧化铝夹杂物。精炼过程中进行钙处理后,仅通过软吹控制促进夹杂物上浮去除,不能完全去除钢水中夹杂物,虽然能实现浇铸,但对夹杂物控制情况未进行评价说明。
此外,现有技术中也使用高碱度、高氧化铝含量精炼渣系,在LF处理结束对钢水进行钙处理,在RH调整硫含量,真空处理结束软吹。
本申请发明人发现在RH处理过程增硫一方面硫收得率低,增硫过程硫与炉渣反应剧烈,炉渣中氧大量进入钢中,与钢中Al反应产生大量氧化铝夹杂物,通过短时间的软吹难以上浮去除。虽然能实现浇铸,但对夹杂物控制情况未进行评价说明。
本申请发明人针对现有技术存在的缺陷,通过优化含硫含铝钢的工艺,解决含硫含铝钢中B、D、Ds类夹杂物控制效果不稳定的技术问题。
下面对本申请实施例的一种含硫含铝钢及其冶炼方法和应用进行具体说明。
本申请实施例提出了一种含硫含铝钢的冶炼方法,包括:
S1:转炉冶炼及转炉出钢。
转炉冶炼前,铁水不进行脱硫预处理。该步骤为了较大程度保证转炉冶炼后钢水中有足够量的硫,同时省去铁水预脱硫工序,降低成本。
冶炼后,转炉出钢对钢水进行脱氧合金化,转炉终点将碳含量控制至≥0.10%。在本申请的部分实施例中,脱氧合金化的步骤包括:向转炉冶炼过程的钢水中加入铝铁,再加入Si、Mn、Cr等合金元素调整钢水成分至范围下限。其中,钢水中碳含量为内控下限-0.02%至内控下限。转炉出钢成分调控严格控制碳含量是为了可以在LF炉精炼过程不增碳,较大程度上避免在LF炉精炼处理过程因调整碳而提高底吹氩气流量,导致大量Als损失,较大程度上保证LF炉精炼处理过程Als损失在0.010%以内。显著减少LF炉产生大量氧化铝夹杂物,避免钢中产生大量B类夹杂物。
为了达到较好的脱氧效果,在本申请的部分实施例中,铝铁的加量为1.5kg/t-2.5kg/t。可选的,铝铁的加量可以为1.5kg/t、1.8kg/t、2kg/t、2.2kg/t或2.5kg/t。
脱氧合金化后向钢水中加入渣料石灰2.5kg/t-3.5kg/t和合成渣2.0kg/t-3.0kg/t以进行一次造渣处理,减少钢水中的夹杂物。可选的,渣料石灰的加量可以为2.5kg/t、2.8kg/t、3kg/t、3.2kg/t或3.5kg/t。合成渣的加量可以为2.0kg/t、2.3kg/t、2.5kg/t、2.8kg/t或3.0kg/t。
S2:LF炉精炼。
钢水进入LF炉中进行精炼,向钢水中加入石灰1.0kg/t-2.0kg/t和低碱度渣6.0kg/t-7.0kg/t以进行二次造渣。二次造渣需要控制精炼渣组成,在本申请实施例中,精炼渣的组分及重量百分比含量为:CaO 42-48%,SiO2 10-20%,氧化铝15-20%,MgO 3-8%,TFe+MnO≤1.5%,精炼渣碱度为2.0-3.0。可选的,石灰的添加量可以为1.0kg/t、1.2kg/t、1.5kg/t、1.6kg/t、1.8kg/t或2.0kg/t,低碱度渣可以为6.0kg/t、6.1kg/t、6.3kg/t、6.5kg/t、6.7kg/t、6.8kg/t或7.0kg/t。
向造渣后的钢水中加入碳化硅0.8kg/t-1.0kg/t和金属铝0.4kg/t-0.8kg/t进行渣面脱氧,再从炉身喂入金属铝0.1kg/t-0.25kg/t对炉内部的钢水进行深脱氧。先进行渣面脱氧为了避免直接深脱氧后,在底吹氩气的过程中钢水中的成分与渣面的氧气反应生成夹杂物。在本申请的部分实施例中,脱氧降低渣中氧含量的同时要求钢中Als含量控制在0.010-0.030%,保证炉渣和钢水较低的氧含量。在本申请的部分实施例中,渣面脱氧中的碳化硅采用70碳化硅,金属铝采用铝粒,深脱氧中的金属铝采用铝丝,对钢水取样以调整Als含量。可选的,深脱氧中金属铝的加入量可以为0.1kg/t、0.13kg/t、0.15kg/t、0.180kg/t、0.20kg/t、0.22kg/t或0.25kg/t。
本申请通过渣面脱氧、深脱氧以及控制精炼渣组成,较大程度上保证精炼的钢水具有较低的氧含量的同时提升了硫的收得率,保证硫的稳定控制。较为重要的是,本申请转炉至精炼过程不加任何萤石或萤石球,以显著降低萤石对D、Ds类夹杂物的影响,同时也有效避免了环境污染。
本申请LF炉精炼过程采用底吹氩气,根据LF炉处理过程不同,采用不同的氩气流量控制方式。
精炼前期造渣脱氧过程中的氩气流量为30Nm3/h-60Nm3/h,使得钢水中的各成分混合充分,达到较好的脱氧及脱氧产物去除效果,减少钢水中夹杂物含量。可选的,氩气流量可以为40Nm3/h、45Nm3/h、50Nm3/h或55Nm3/h。
调控铝含量后的氩气流量为10Nm3/h-20Nm3/h。降低氩气流量以减少钢渣间反应,一方面较大程度上避免了中后期精炼过程大量的Als损失,从而产生大量的夹杂物,改善了B类夹杂物的控制效果,另一方面较大程度上避免了因底吹氩气流量过大而导致卷渣现象,细小炉渣液滴进入钢水中而产生D、Ds类夹杂物,改善LF炉精炼过程夹杂物去除效果。可选的,氩气流量可以为12Nm3/h、14Nm3/h、15Nm3/h、16Nm3/h或18Nm3/h。
本申请实施例中的钢水经过脱氧和二次造渣后,出站之前,还对钢水进行增硫处理。在本申请的部分实施例中,增硫处理的步骤包括:LF精炼炉根据出站前1个样,在出站前4min内补加硫铁或硫铁线至内控范围上限,使LF炉精炼结束硫含量达到目标值±0.003%。在LF炉精炼过程中调控硫含量,较大程度上保证硫含量稳定,避免逐步调整成分。
在增硫过程中,氩气流量控制在1Nm3/h-5Nm3/h,尽量避免因底吹搅拌作用太强导致硫的收得率低而产生大量夹杂物。可选的,氩气流量可以为2Nm3/h、3Nm3/h或4Nm3/h。
S3:RH炉真空处理。
精炼后,在真空度小于0.266KPa的条件下,对钢水进行RH炉真空处理28-33min。本申请通过长时间的真空处理,钢中夹杂物进一步上浮去除,改善了B、D、Ds类夹杂物的去除效果。
本申请发明人通过实验研究发现,在LF炉精炼过程中调整铝含量会导致钢水中铝含量下降,浪费铝。并且在精炼过程中添加铝会导致在后续工艺中产生更多的氧化铝杂质,导致B类夹杂物超标。经过本申请发明人的劳动,提出在真空过程中调节铝含量。在本申请的部分实施例中,在真空处理3min后,向钢水中加入金属铝至钢水中铝含量达内控范围上限±0.005%。RH真空处理过程钢水和渣基本不发生反应,使得铝的收得率稳定。
S4:调节钙含量。
含硫含铝钢的冶炼过程中,钙含量的调控是必要的。本申请发明人发现目前的冶炼工艺在LF精炼或RH真空过程中调节钙含量,该工艺导致在冶炼过程中,因钙处理量偏大而生产钙铝酸盐类复合夹杂物。本申请发明人提出在真空处理结束后向钢水中喂入纯钙线,进一步地,金属钙的加入量为0.01kg/t-0.015kg/t。通过微量钙处理,降低钙的用量,且显著降低因钙处理量偏大而导致大量钙铝酸盐类复合夹杂物的产生,从而改善D、Ds类夹杂物控制效果。
S5:钙处理结束后软吹20min以上,软吹过程通过钢包底部两块透气砖分别吹入1-30Nm3/h的氩气以对钢水进行弱搅拌,进一步促进夹杂物上浮去除,改善了B、D、Ds夹杂物控制效果。同时避免卷渣导致夹杂物缺陷。氩气控制以渣面微微波动、钢水不裸露为控制原则。本申请采用长时间的真空体系,一方面隔绝了空气等参与钢水反应的可能,避免了氧化夹杂物的进一步富集;另一方面,长时间的高温环境静置,钢水流动性好,方便夹杂物的上浮,因此,达到改善B、D、Ds类夹渣物含量的效果。
本申请通过转炉冶炼前铁水不进行脱硫预处理,较大程度保证转炉冶炼后钢水中有足够量的硫。在转炉出钢过程中严格控制碳含量,显著减少在精炼过程中调整碳而导致Als损失,显著减少调整铝含量产生夹杂物。通过不添加萤石、渣面脱氧、深脱氧、控制精炼渣组成以及增硫处理,较大程度上保证精炼的钢水具有较低的氧含量的同时提升了硫的收得率,保证硫的稳定控制。本申请在RH真空处理过程调节铝含量,降低氧化铝的生成量,进而减少结瘤的生成。在真空处理后调节钙含量可以显著减少钙铝酸盐类复合夹杂物的产生,从而改善D、Ds类夹杂物控制效果。
本申请实施例提出了由上述含硫含铝钢的冶炼方法制得的含硫含铝钢,按质量百分比计,含硫含铝钢包括:Als:0.010%-0.030%,S:0.010%-0.050%。
该类含硫含铝钢通过本申请提供的冶炼方法制得,成分中夹杂物的含量在控制范围内,极大提高了零部件的疲劳使用寿命,可以应用于机械、汽车、航空等领域。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种含硫含铝钢及其冶炼方法,包括:
生产某钢种,其成品成分控制要求为:C:0.43-0.47%、Si:0.20-0.30%、Mn:0.50-0.80%、Als:0.015-0.030%、P:≤0.025%、S:0.020-0.030%。
具体步骤为:
转炉冶炼前,铁水不进行脱硫预处理。转炉终点碳按0.08-0.15%控制,出钢1/3加入铝铁2.3kg/t,出钢2/3加入C、Si、Mn合金元素调整钢水成分至范围下限。碳按0.41-0.0.43%配加,出钢3/4加入渣料石灰3.0kg/t,合成渣2.5kg/t。
精炼炉到站加入石灰1.5kg/t,低碱度渣6.5kg/t,炉渣化开后加入70碳化硅1.0kg/t及铝粒0.5kg/t,取样1前喂入铝丝0.2kg/t,样1Als0.032%,后续未调整Als。出站前增硫至0.030%,Als:0.15-0.025%,取样1前底吹流量35Nm3/h,样1后底吹流量15Nm3/h,增硫过程底吹流量1Nm3/h。在转炉至LF精炼过程不加任何含萤石或萤石球。
RH处理5min加入台铝0.1-0.2kg/t,RH炉在≤0.266KPa下高真空处理时间30min。
真空处理后,向钢水中喂纯钙线0.02kg/t,软吹时间20-30min。
钢水在浇铸过程中未发生结瘤,塞棒曲线平稳。
实施例2
本实施例提供一种含硫含铝钢及其冶炼方法,包括:
生产某钢种,其成品成分控制要求为:C:0.40-0.42%、Si:0.20-0.30%、Mn:0.60-0.70%、Cr:0.90-1.10%、Als:0.015-0.030%、P:≤0.025%、S:0.020-030%。
具体步骤为:
转炉冶炼前,铁水不进行脱硫预处理。转炉终点碳按0.08-0.15%控制,出钢1/3加入铝铁2.3kg/t,出钢2/3加入C、Si、Mn、Cr合金元素调整钢水成分至范围下限,碳按0.37-0.40%配加,出钢3/4加入渣料石灰3.0kg/t,合成渣2.5kg/t。
精炼炉到站加入石灰1.5kg/t,低碱度渣6.5kg/t,炉渣化开后加入70碳化硅0.9kg/t及铝粒0.6kg/t,取样1前喂入铝丝0.22kg/t,样1Als含量0.026%,根据样1喂铝丝0.03kg/t,出站前增硫至0.030%,Als:0.15-0.025%,取样1前底吹流量43Nm3/h,样1后底吹流量12Nm3/h,增硫过程底吹流量2Nm3/h。在转炉至LF精炼过程不加任何含萤石或萤石球。
RH处理5min加入台铝0.1-0.2kg/t,RH炉在≤0.266KPa下高真空处理时间30min。
真空处理后,向钢水中喂纯钙线0.02kg/t,软吹时间20-30min。
钢水在浇铸过程中未发生结瘤,塞棒曲线平稳。
实施例3
本实施例提供一种含硫含铝钢及其冶炼方法,包括:C:0.41-0.43%、Si:0.20-0.30%、Mn:0.60-0.70%、Cr:0.90-1.10%、Mo:0.20-0.360%、Als:0.010-0.030%、P:≤0.025%、S:0.015-030%。
具体步骤为:
转炉冶炼前,铁水不进行脱硫预处理。转炉终点碳0.15%,出钢1/3加入铝铁2.3kg/t,出钢2/3加入C、Si、Mn、Cr合金元素调整钢水成分至范围下限,出钢3/4加入渣料石灰3.0kg/t,合成渣2.5kg/t。
精炼炉到站加入石灰1.5kg/t,低碱度渣6.5kg/t,炉渣化开后加入70碳化硅0.9kg/t及铝粒0.7kg/t,取样1前喂入铝丝0.23kg/t,样1Als含量0.025%,样1碳:0.40%。根据样1喂铝丝0.03kg/t,出站硫:0.025%,出站Als:0.024%,取样1前底吹流量43Nm3/h,样1后底吹流量12Nm3/h,增硫过程底吹流量3Nm3/h。在转炉至LF精炼过程未加萤石球。
RH处理5min加入台铝0.15kg/t,RH炉在≤0.266KPa下高真空处理时间32min。
真空处理后,向钢水中喂纯钙线0.02kg/t,软吹时间27min。
钢水在浇注过程中未发生结瘤,塞棒曲线平稳。
对比例1
本对比例提供一种含硫含铝钢及其冶炼方法,与实施例1的不同之处主要在于:LF样1碳较低,底吹氩气流量控制不管控、增硫在LF过程进行。
生产某钢种,其成品成分控制要求为:包括:C:0.41-0.43%、Si:0.20-0.30%、Mn:0.60-0.70%、Cr:0.90-1.10%、Mo:0.20-0.360%、Als:0.010-0.030%、P:≤0.025%、S:0.015-030%。
具体步骤为:
转炉冶炼前,铁水不进行脱硫预处理。转炉终点碳0.14%,出钢1/3加入铝铁2.3kg/t,出钢2/3加入C、Si、Mn、Cr合金元素调整钢水成分至范围下限,出钢3/4加入渣料石灰3.0kg/t,合成渣2.5kg/t。
精炼炉到站加入石灰1.5kg/t,低碱度渣6.5kg/t,炉渣化开后加入70碳化硅0.9kg/t及铝粒0.7kg/t,取样1前喂入铝丝0.23kg/t,样1Als含量0.025%,样1碳:0.30%。根据样1喂铝丝0.03kg/t,出站硫:0.025%,出站Als:0.006%,取样1前底吹流量43Nm3/h,样1后底吹流量40Nm3/h,增硫过程底吹流量40Nm3/h。在转炉至LF精炼过程未加萤石球。
RH处理5min加入台铝0.15kg/t,RH炉在≤0.266KPa下高真空处理时间30min。
真空处理后,向钢水中喂纯钙线0.02kg/t,软吹时间25min。
钢水在浇注过程塞棒曲线有明显上涨。
对比例2
本对比例提供一种含硫含铝钢及其冶炼方法,与实施例1的不同之处主要在于:RH炉高真空时间按12-15min控制,软吹时间按5-10min控制,钙处理量:0.12kg/t。
生产某钢种,其成品成分控制要求为:包括:C:0.43-0.47%、Si:0.20-0.30%、Mn:0.50-0.80%、Als:0.015-0.030%、P:≤0.025%、S:0.020-0.030%。
具体步骤为:
转炉冶炼前,铁水不进行脱硫预处理。转炉终点碳0.14%,出钢1/3加入铝铁2.3kg/t,出钢2/3加入C、Si、Mn、Cr合金元素调整钢水成分至范围下限,出钢3/4加入渣料石灰3.0kg/t,合成渣2.5kg/t。
精炼炉到站加入石灰1.5kg/t,低碱度渣6.5kg/t,炉渣化开后加入70碳化硅0.8kg/t及铝粒0.8kg/t,取样1前喂入铝丝0.22kg/t,样1Als含量0.030%,样1碳:0.43%。根据样1喂铝丝0.02kg/t,出站硫:0.025%,出站Als:0.025%,取样1前底吹流量43Nm3/h,样1后底吹流量15Nm3/h,增硫过程底吹流量3Nm3/h。在转炉至LF精炼过程未加萤石球。
RH处理5min加入台铝0.15kg/t,RH炉在≤0.266KPa下高真空处理时间14min。真空处理后,向钢水中喂纯钙线0.12kg/t,软吹时间10min。
钢水在浇注过程塞棒曲线有明显上涨。
对实施例1-3、对比例1-2制得的钢进行非金属夹杂物检测,夹杂物检查实绩见下表:
表1夹杂物检测结果(最大)
B细 | B粗 | C细 | C粗 | D细 | D粗 | Ds | |
实施例1 | 1.5 | 0 | 0 | 0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
实施例2 | 1.0 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
实施例3 | 1.0 | 0 | 0 | 0 | 1.0 | 0.5 | 1.0 |
对比例1 | 2.0 | 2.0 | 0 | 0 | 2.0 | 0.5 | 1.5 |
对比例2 | 1.5 | 2.5 | 0 | 0 | 1.5 | 1.0 | 2.0 |
由表1可知,实施例1-3采用本申请提供的含硫含铝钢的冶炼方法,对钢中的夹杂物进行较好的控制。对比例1-2由于工艺参数未按本申请要求进行控制最大夹杂物评级结果明显差于实施例1-3。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
Claims (4)
1.一种含硫含铝钢的冶炼方法,其特征在于,包括:
转炉冶炼及出钢:对转炉冶炼过程的钢水进行脱氧合金化和一次造渣处理,其中,转炉冶炼前不进行铁水脱硫预处理;
LF炉精炼:精炼过程中对经过一次造渣的钢水进行二次造渣处理和脱氧,出站前对钢水进行增硫处理,其中,转炉至精炼过程中不加入萤石;
脱氧处理的步骤包括:向所述经过一次造渣的钢水中加入碳化硅和金属铝进行渣面脱氧,再加入金属铝进行深脱氧,然后调控所述钢水中的铝含量至0.010%-0.030%;所述碳化硅的加入量为0.8kg/t-1.0kg/t,渣面脱氧过程中的金属铝的加入量为0.4kg/t-0.8kg/t,深脱氧过程中的金属铝的加入量为0.1kg/t-0.25kg/t;
精炼过程采用底吹氩气,其中,造渣脱氧过程中的氩气流量为30Nm3/h-60Nm3/h,调控铝含量过程后的氩气流量为10Nm3/h-20Nm3/h;
所述增硫处理的步骤包括:在出站前向所述钢水中加入硫铁,使所述钢水中的硫含量达到目标值±0.003%;增硫处理过程中采用底吹氩气,氩气流量为1Nm3/h-5Nm3/h;
RH炉真空处理:在真空处理3min后,加入金属铝至钢水中铝含量达内控范围上限±0.005%;所述RH炉真空处理的真空度小于0.266k Pa,真空处理时间为28min-33min;
真空处理结束后加入金属钙0.01kg/t-0.015kg/t以调节钙含量,再进行软吹处理,软吹时间不小于20min,氩气流量为1-30Nm3/h。
2.根据权利要求1所述的含硫含铝钢的冶炼方法,其特征在于,所述脱氧合金化的步骤包括:向转炉冶炼过程的钢水中加入铝铁,再加入合金元素调整钢水成分,使所述钢水中碳含量为内控下限-0.02%至内控下限;
所述铝铁的加量为1.5kg/t-2.5kg/t。
3.一种含硫含铝钢,其特征在于,由权利要求1或2述的含硫含铝钢的冶炼方法制得,按质量百分比计,所述含硫含铝钢包括:Als:0.010%-0.030%,S:0.010%-0.050%。
4.如权利要求3所述的含硫含铝钢在制造汽车曲轴、发动机及变速箱的关键零部件的应用。
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