CN111020116A - 一种降低rh法制备低碳钢终点氧含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，该方法在RH真空深脱碳处理步骤与RH合金化处理步骤之间设置了脱氧处理步骤，且该脱氧处理步骤中，通过在RH真空深脱碳处理后的钢水中加入碳质脱氧剂，以碳氧反应的形式完成脱氧处理，其中，将碳质脱氧剂的加入量与步骤1)检测的钢水氧含量限制为，按照质量比，碳：氧＝3:4，使其在脱氧的同时，还能够满足低碳钢的要求；该方法具有操作简单、易于实现等优点，而且制得的低碳钢夹杂物少、纯净度高。

Description

一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法

技术领域

本发明公开涉及RH脱碳工艺的技术领域，尤其涉及一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法。

背景技术

RH法，即钢液真空循环脱气法，因处理时间短、成本低，可以大量处理钢水等优点，而成为真空炼钢技术的主流。

在超低碳钢的生产中，RH脱碳结束后，一般用铝对钢水进行脱氧操作，但脱氧产物，即三氧化二铝，在钢中是不易去除的夹杂物，影响钢的表面和力学性能，因此，在RH法生产超低碳钢脱碳结束，得到尽可能低的氧含量，减少脱氧剂铝的加入，使产物三氧化二铝尽可能减少，即减少夹杂物的数量，是RH工序关注的重要问题。

为减少脱氧剂铝的加入，通常采用的方法是控制钢水转炉的氧含量，保证RH脱氧反应的进行即可，但转炉的氧含量受各方面的制约因素较多，控制不稳定，导致RH的脱碳终点氧偏差较大。

因此，如何研究一种方法可降低RH法制备低碳钢终点氧含量，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，以至少解决以往采用铝进行脱氧时，会生成三氧化二铝，导致精炼后的低碳钢中含有夹杂物，纯度低，影响成品的表面性能等问题。

本发明提供的技术方案，具体为，一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，所述RH法包括如下步骤：

1)测定钢水的氧含量；

2)将钢水进行RH真空深脱碳处理；

3)将RH真空深脱碳处理后的钢水进行脱氧处理；

4)将脱氧处理后的钢水进行RH合金化处理；

5)将RH合金化处理后的钢水进行RH净循环复压处理；

6)在RH净循环复压处理后的钢水中加入保温剂，获得精炼后的低碳钢；

上述步骤3)所述的脱氧处理具体为：

真空条件下，向RH真空脱碳处理后的钢水中加入碳质脱氧剂，在温度为1590℃～1640℃的环境中，进行碳氧反应，完成脱氧处理；

其中，按照质量计，所述碳质脱氧剂的加入量与步骤1)检测的钢水氧含量之间满足，碳：氧＝3:5。

优选，步骤3)中所述真空条件下的真空度为小于100Pa。

进一步优选，步骤3)中，所述的加入碳质脱氧剂为，由碳粉以及调节剂压制而成的碳块或碳球；

按照质量百分比计，所述碳质脱氧剂中调节剂的加入量为碳粉的2％～6％。

进一步优选，按照质量计，所述调节剂由以下成分组成：石灰石1～5份以及粘结剂1份。

进一步优选，所述碳块或碳球的长度或直径为20～40mm。

进一步优选，所述碳粉的粒度小于1mm。

本发明提供的降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，该方法在RH真空深脱碳处理步骤与RH合金化处理步骤之间设置了脱氧处理步骤，且该脱氧处理步骤中，通过在RH真空深脱碳处理后的钢水中加入碳质脱氧剂，以碳氧反应的形式完成脱氧处理，其中，将碳质脱氧剂的加入量与步骤1)检测的钢水氧含量限制为，按照质量比，碳：氧＝3:5，使其在脱氧的同时，还能够满足低碳钢的要求。

本发明提供的降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，该方法具有操作简单、易于实现等优点，而且制得的低碳钢夹杂物少、纯净度高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开实施例提供的一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。

现有技术中，为降低低碳钢中精炼钢水的氧含量，一般是加入脱氧剂铝，进行脱氧处理，但是脱氧剂铝的加入会导致精炼的钢水中夹杂有三氧化二铝，影响纯净度，为实现减少脱氧剂铝的加入，研究人员曾想试图通过控制钢水转炉的氧含量方式，将RH深脱碳处理后钢水中的氧含量限定在一定范围内，从而降低脱氧剂铝的加入，在实践中发现：由于转炉钢水中的氧含量受各方面的制约因素较多，控制不稳定，导致最终的氧含量与设定的理想值偏差较大，无法达到目的。为了解决上述问题，发明人通过大量的研究，最终确定了一种既能降低氧含量，又能避免脱氧剂铝加入的方法。具体而言，该方法为一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，参见图1，该RH法主要包括如下步骤：

1)测定钢水的氧含量；

2)将钢水进行RH真空深脱碳处理；

3)将RH真空深脱碳处理后的钢水进行脱氧处理；

4)将脱氧处理后的钢水进行RH合金化处理；

5)将RH合金化处理后的钢水进行RH净循环复压处理；

6)在RH净循环复压处理后的钢水中加入保温剂，获得精炼后的低碳钢；

上述步骤中，步骤3)为发明人研发的创新步骤，该步骤具体为：真空条件下，向RH真空脱碳处理后的钢水中加入碳质脱氧剂，在温度为1590℃～1640℃的环境中，进行碳氧反应，完成脱氧处理；

其中，按照质量计，碳质脱氧剂的加入量与步骤1)检测的钢水氧含量之间满足，碳：氧＝3:5。

上述降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法中，步骤1)、步骤2)、步骤4)、步骤5)以及步骤6)采用的都是现有RH法的步骤，因此，在此就不一一赘述。

步骤3)中通过在真空条件下，引入碳质脱氧剂，使碳与钢水中的游离氧在高温条件下发生碳氧反应，进行氧消耗，进行实现钢水脱氧的目的。考虑到低碳钢的制备，该步骤引入的碳质脱氧剂的量至关重要，其既要满足脱氧的要求，同时还不能在钢水中引入额外的碳，以满足低碳的要求，最终，发明人通过大量的实验研究，最终将引入碳质脱氧剂的量限定为满足碳：氧＝3:4。

上述实施方案中，步骤3)中的真空条件下为真空度小于100Pa。

上述实施方案中，在真空的条件下，如何引入碳质脱氧剂其实也是一个技术难度，实质上要想引入的碳与钢水中的游离氧进行碳氧反应，而且不能结余太多的碳导致低碳钢无法满足低碳的要求，最好的方式是加入颗粒度小于1mm的碳粉，以使加入的碳充分反应，但碳粉是无法直接加入真空环境中。因此，通过大量的实验，最终通过将碳粉压制成碳块或碳球的形式进行加入，但如何使加入的碳块或碳球能够在真空和高温环境下，再次呈现成粉末状，以使其充分反应。

最终确定将加入的碳质脱氧剂选用为，由碳粉以及调节剂压制而成的碳块或碳球；

按照质量百分比计，碳质脱氧剂中调节剂的加入量为碳粉的2％～6％；按照质量计，调节剂由以下成分组成：石灰石1～5份以及粘结剂1份。

上述碳质脱氧剂加入后，在高温条件下，由于石灰石的存在，碳块或碳球发生炸裂，使碳粉再次恢复到粉状，与钢水中的游离氧进行反应，而粘结剂主要用于辅助成型，可选用粘结微粉，通常压制的碳块或碳球其要求的强度为，从1米高度下落到地面不破碎，即可。

为了保证碳块或碳球炸裂后的颗粒度，优选压制而成的碳块或碳球的长度或直径为20～40mm。

下面以具体的实施例对本发明进行更进一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。

实施例1

**40374炉次，钢种SEDDQV，转炉终点氧含量680ppm，精炼前定氧值为580ppm，C含量0.0307％，RH脱碳终点氧含量388ppm，碳含量0.0021％，按照碳氧比3:4，在真空度为90pa，温度为1590℃～1630℃下，加入长度为40mm块状的碳质脱氧剂18kg，定氧值264pm，脱氧量124ppm，合金化化成分C为0.0013％，夹杂物为1.15mg/10Kg。

其中，碳质脱氧剂是由1％石灰石，1％粘结剂(硅微粉)，余量粒度小于1mm的石墨粉压制而成。

实施例2

**51254炉次，钢种SEDDQV，转炉终点氧含量679ppm，精炼前定氧值为576ppm，C含量0.030％，RH脱碳终点氧含量375ppm，碳含量0.0013％，按照碳氧比3:4，在真空度为95pa，温度为1600℃～1625℃下，加入半径为20mm球状的碳质脱氧剂16kg，定氧值259pm，脱氧量116ppm，合金化后精炼成分C为0.0013％，夹杂物为1.09mg/10Kg。

其中，碳质脱氧剂是由5％石灰石，1％粘结剂(硅微粉)，余量粒度小于1mm的石墨粉压制而成。

对比例1

**41054炉次，钢种SEDDQV，转炉终点氧含量620ppm，精炼前定氧值为548ppm，C含量0.0312％，RH脱碳终点氧含量367ppm，碳含量0.0022％，在真空度为85pa，温度为1590℃～1620℃下，采用铝作为脱氧剂，加入铝粒21kg，定氧值266ppm，合金化后成分C为0.0019％，夹杂物为1.45mg/10Kg。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，所述RH法包括如下步骤：

1)测定钢水的氧含量；

2)将钢水进行RH真空深脱碳处理；

3)将RH真空深脱碳处理后的钢水进行脱氧处理；

4)将脱氧处理后的钢水进行RH合金化处理；

5)将RH合金化处理后的钢水进行RH净循环复压处理；

6)在RH净循环复压处理后的钢水中加入保温剂，获得精炼后的低碳钢；

其特征在于，步骤3)所述的脱氧处理具体为：

真空条件下，向RH真空脱碳处理后的钢水中加入碳质脱氧剂，在温度为1590℃～1640℃的环境中，进行碳氧反应，完成脱氧处理；

其中，按照质量计，所述碳质脱氧剂的加入量与步骤1)检测的钢水氧含量之间满足，碳：氧＝3:4。

2.根据权利要求1所述降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，其特征在于，步骤3)中所述真空条件下的真空度为小于100Pa。

3.根据权利要求1或2所述降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，其特征在于，步骤3)中，所述加入的碳质脱氧剂为，由碳粉以及调节剂压制而成的碳块或碳球；

按照质量百分比计，所述碳质脱氧剂中调节剂的加入量为碳粉的2％～6％。

4.根据权利要求3所述降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，其特征在于，按照质量计，所述调节剂由以下成分组成：石灰石1～5份以及粘结剂1份。

5.根据权利要求3所述降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，其特征在于，所述碳块或碳球的长度或直径为20～40mm。

6.根据权利要求3所述降低RH法制备低碳钢终点氧含量的方法，其特征在于，所述碳粉的粒度小于1mm。

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