CN110643783A - 一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢铁冶金领域的一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，包括以下具体步骤：S1：在电炉出钢时，进行钢包预脱氧及合金化，根据电炉终点碳含量控制钢包预脱氧时吨钢水铝锭加入量，保证到LF钢液中[Al]s≥0.030％、到LF钢液中溶解氧含量≤0.0005％、钢包顶渣中的SiO2含量≤10％、且二元碱度≥5、钢包顶渣中FeO+MnO≤1％；S2：在钢包顶渣中FeO+MnO≤1％条件下精炼时间≥20分钟，且精炼全程钢液中[Al]s≥0.020％；S3：精炼结束喂入硅钙线进行深脱氧钙处理，喂硅钙线结束后将氩气流量调整至10NL/min，然后再加入钛铁；S4：加入一定量钛铁后，在10NL/min的氩气流量条件下软吹≥10min；S5：检测成品钢液Ti含量，根据检测结果按与目标值±0.002％的范围完成Ti微合金化。

Description

一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法。

背景技术

Ti是易氧化的活泼金属元素，在精炼的条件下，Ti易氧化损失，在钢液脱氧效果较差和进行钛微合金化时机不当的情况下，Ti的回收率不稳定，因此Ti含量的波动范围较大，影响钢材性能的稳定性。

钢液脱氧效果较差时加入FeTi，或在FeTi加入后，熔池沸腾较重时，会引起Ti的氧化损失，同时Ti氧化生成的TiO2为高熔点脆性夹杂物，不容易上浮排出而较多存在于钢中，影响钢的洁净度和钢材的性能。

提高并稳定Ti微合金化时Ti的回收率，将钢中的Ti含量控制在较窄范围内，消除Ti微合金化钢中TiO2夹杂对钢材性能的影响，是各钢铁企业共同关注的重点。

基于此，本发明设计了一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，包括以下具体步骤：

S1：在电炉出钢时，进行钢包预脱氧及合金化，根据电炉终点碳含量控制钢包预脱氧时吨钢水铝锭加入量，保证到LF钢液中[Al]s≥0.030％、到LF钢液中溶解氧含量≤0.0005％、钢包顶渣中的SiO2含量≤10％、且二元碱度≥5、钢包顶渣中FeO+MnO≤1％；

S2：在钢包顶渣中FeO+MnO≤1％条件下精炼时间≥20分钟，且精炼全程钢液中[Al]s≥0.020％；

S3：精炼结束喂入硅钙线进行深脱氧钙处理，喂硅钙线结束后将氩气流量调整至10NL/min，然后再加入FeTi；

S4：加入一定量钛铁后，在10NL/min的氩气流量条件下软吹≥10min；

S5：检测成品钢液Ti含量，根据检测结果按与目标值值相差在±0.002％的范围完成Ti微合金化内。

优选的，所述钛铁选用牌号为FeTi30-A。

优选的，所述FeTi30-A加入量根据分析出的钢液中残Ti含量、FeTi30-A中Ti的含量和在此条件下Ti的收得率按90％计算而确定。

优选的，所述FeTi30-A加入量按下式计算：

1000W·(Ti_m-Ti₀)/C_Ti/90％，

其中，W为当炉钢液总量，单位为吨，Ti_m为成品钢液中Ti含量目标控制值，Ti₀为进行Ti微合金化前钢液残余Ti含量，C_Ti为使用的FeTi30-A中实际Ti含量。

优选的，所述检测成品钢液Ti含量为当炉钢液浇注一半时，中间包钢液取光谱样分析的结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在精炼全程控制钢中的Als含量≥0.020％、钢包顶渣中FeO+MnO≤1％、并严格控制在钢包顶渣中FeO+MnO≤1％的条件下精炼时间≥20min来确保Ti微合金化时，钢液中的[O]含量低且控制在较窄的范围内，以保证进行Ti的微合金化时，Ti的回收率高且稳定，实现Ti的窄范围控制。

2、在精炼结束时进行Ti的微合金化，钢液中的溶解[O]含量低，Ti的收得率高；将Ti微合金化时机控制在喂硅钙线结束后的软吹状态时进行，钢液吸气少，Ti氧化损失少；并在软吹状态下保持10min以上，保证获得成分均匀稳定的Ti含量。

3、本发明通过将钢包顶渣中的SiO2控制在≤10％范围内，将钢包顶渣碱度控制在≥5的范围内，减轻Ti与钢包顶渣中SiO2反应损失。

4、本发明选用牌号为FeTi30-A的钛铁来进行Ti的微合金化，来提高和稳定Ti的收得率。

5、本发明明确选用牌号为FeTi30-A的钛铁及其加入量，稳定将Ti含量控制在较窄范围内。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

以Ti含量要求在0.007％～0.013％之间的35Mn2VNTi为例予以说明。

电炉终点碳含量为0.11％，电炉出钢时，在出钢到1/5时加入1.0kg铝锭/t钢水、0.8kg电石/t钢水脱氧，在出钢到1/3时加入需要加入的硅锰合金、高锰、VN合金和各种渣料，各种渣料的重量分别为：石灰5kg/t钢水，预熔精炼渣4kg/t钢水，萤石1kg/t钢水；

到精炼钢液中的[Al]s为0.042％；

LF送电后，往钢包炉内加入各种渣料：石灰5kg/t钢水，预熔精炼渣3kg/t钢水，萤石1kg/t钢水；

上述物料加完后，飘入铝粒、电石、碳化硅进行扩散脱氧，以保证在10分钟内形成白渣，渣白取精炼渣样分析，分析结果为：(FeO)，0.37％；(MnO)，0.22％；(CaO)，58.2％；(SiO2)，7.54％；(Al2O3)，25.3％；(MgO)，4.8％。

白渣时对钢液取光谱样分析出[Al]s0.031％。

根据分析结果加入适量合金调整钢液成分，关注钢液中[Al]s，采取加铝粒喂铝线等措施，保证钢液中[Al]s≥0.020％，继续保持白渣精炼23min，温度1605℃，成分符合内控要求出钢；

出钢后先喂硅钙线进行钙处理，硅钙线喂入量：连浇炉次1.5m/t钢水；开浇炉次2.2m/t钢水，硅钙线喂入速度2.5m/s；

喂完硅钙线，氩气流量调整至10NL/min，熔池平稳后从氩气口加入FeTi30-A，FeTi30-A的Ti含量为33.9％，因残余Ti为0.004％，成品目标Ti含量为0.010％，在该条件下进行Ti的微合金化Ti的回收率为90％，当炉钢水量为85.3吨，计算将钢中Ti含量控制在0.010％应加入FeTi30-A的量为：

85.3*1000*(0.010％-0.004％)/33.9％/90％(kg)＝16.77(kg)，

实际加入16.8kgFeTi30-A，吊包时钢液中Ti含量为0.0115％，成品样中的Ti含量为0.011％。

成品中Ti含量实际值接近目标控制值。

满足Ti微合金化的Ti含量范围：0.007％≤Ti≤0.13％。

Ti是易氧化损失的活泼金属元素，进行Ti微合金化时，钢液中[O]含量决定了Ti的回收率，钢液中的[O]含量越高时，进行Ti的微合金化时，Ti的氧化损失量越大，Ti的回收率就越低；反之，则Ti的回收率越高。因此要实现Ti微合金化钢Ti含量的窄范围控制，首先要保证进行Ti的微合金化时，钢液中[O]含量低且稳定控制在较窄的含量范围内。

本发明通过在精炼全程控制钢中的Als含量≥0.020％、钢包顶渣中FeO+MnO≤1％、并严格控制在钢包顶渣中FeO+MnO≤1％的条件下精炼时间≥20min来确保Ti微合金化时，钢液中的[O]含量低且控制在较窄的范围内，以保证进行Ti的微合金化时，Ti的回收率高且稳定，实现Ti的窄范围控制。

Ti是易氧化损失的活泼金属元素，进行Ti的微合金化的时机不同，则Ti的收得率不同。如在精炼前期和在精炼结束时进Ti的微合金化，其收得率是不同的：在相同的精炼工艺条件下，精炼前期进行Ti的微合金化时，Ti收得率低，在精炼结束时进行Ti的微合金化，Ti的收得率高。

本发明确定进行Ti的微合金化时机为LF精炼结束(只经LF精炼的微钛合金化钢种)或VD破空后(需经VD脱气微钛合金化钢种)。

Ti是易氧化损失的活泼金属元素，熔池沸腾越剧烈，则钢液吸气越严重。用CaSi或纯钙线进行钙处理，均会引起熔池剧烈沸腾，在钙处理前完成Ti的微合金化，则在钙处理过程中熔池的剧烈沸腾会造成Ti的氧化损失，Ti的收得率低，除了会造成钛铁消耗增加影响生产成本，还会产生更多的TiO2脆性夹杂，影响钢的性能。

本发明将Ti微合金化时机控制在喂硅钙线结束后的软吹状态时进行。避免了熔池沸腾时引起的Ti的氧化损失。

Ti是易氧化的活泼金属元素，采用FeTi进行微合金化时，因Ti比较活泼，Ti与钢包顶渣长时间接触时，会与钢包顶渣中的SiO2发生如下反应：

Ti+SiO2＝TiO2+Si

从而使钢中的Si含量上升，使Ti回收率下降。因此，生产Ti微合金化的钢种时，严格控制钢包顶渣中SiO2含量和碱度。

本发明通过将钢包顶渣中的SiO2控制在≤10％范围内，将钢包顶渣碱度控制在≥5的范围内。减轻Ti与钢包顶渣中SiO2反应损失。

Ti属于轻金属，纯Ti的密度为4.5kg/dm3，FeTi中Ti含量越高，则FeTi密度越小，向钢包中加入FeTi后，FeTi浸入钢液中比表面小，不利于FeTi的熔化和Ti的成分的均匀；FeTi中Ti含量低，则FeTi密度大，向钢包中加入FeTi后，FeTi浸入钢液中比表面大，有利于FeTi的熔化和Ti的成分的均匀。

本发明选用牌号为FeTi30-A的FeTi来进行Ti的微合金化，来提高和稳定Ti的收得率。

要将钢中的Ti含量稳定控制在较窄的范围内，除了应采取上述一系列措施，还必须明确FeTi加入量的确定方法，方能稳定将Ti含量控制在较窄范围内。本发明采用如下计算方法确定FeTi加入量。本发明确定的生产工艺条件下，加入FeTi30-A后，Ti回收率按90％计算。FeTi30-A加入量的按下式计算：所述FeTi加入量按下式计算：

1000W·(Ti_m-Ti₀)/CTi/90％，

其中，W为当炉钢液总量，单位为吨，Ti_m为成品钢液中Ti含量目标控制值，Ti₀为进行Ti微合金化前钢液残余Ti含量，C_Ti为使用的FeTi30-A中实际Ti含量。

FeTi30-A加入钢包后，FeTi30-A的熔化和Ti的均匀均需要时间，为保证获得成分均匀稳定的Ti含量，本发明采取的方法是：在软吹状态下保持10min以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

S1：在电炉出钢时，进行钢包预脱氧及合金化，根据电炉终点碳含量控制钢包预脱氧时吨钢水铝锭加入量，保证到LF钢液中[Al]s≥0.030％、到LF钢液中溶解氧含量≤0.0005％、钢包顶渣中的SiO2含量≤10％、且二元碱度≥5、钢包顶渣中FeO+MnO≤1％；

S2：在钢包顶渣中FeO+MnO≤1％条件下精炼时间≥20分钟，且精炼全程钢液中[Al]s≥0.020％；

S3：精炼结束喂入硅钙线进行深脱氧钙处理，喂硅钙线结束后将氩气流量调整至10NL/min，然后再加入钛铁；

S4：加入一定量钛铁后，在10NL/min的氩气流量条件下软吹≥10min；

S5：检测成品钢液Ti含量，根据检测结果按与目标值值相差在±0.002％的范围完成Ti微合金化内。

2.根据权利要求1所述的一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，其特征在于：所述钛铁选用牌号为FeTi30-A。

3.根据权利要求2所述的一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，其特征在于：所述FeTi30-A加入量根据分析出的钢液中残Ti含量、FeTi30-A中Ti的含量和在此条件下Ti的收得率按90％计算而确定。

4.根据权利要求2所述的一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，其特征在于：所述FeTi30-A加入量按下式计算：

1000W·(Ti_m-Ti₀)/C_Ti/90％，

其中，W为当炉钢液总量，单位为吨，Ti_m为成品钢液中Ti含量目标控制值，Ti₀为进行Ti微合金化前钢液残余Ti含量，C_Ti为使用的FeTi30-A中实际Ti含量。

5.根据权利要求1所述的一种Ti微合金化钢Ti含量窄范围控制方法，其特征在于：所述检测成品钢液Ti含量为当炉钢液浇注一半时，中间包钢液取光谱样分析的结果。