CN111286577A - 一种超低钛钢的冶炼方法 - Google Patents

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肖冬
陈军
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Abstract

一种超低钛钢的冶炼方法，根据钢中钛含量的来源以及钛含量增加的基本原理，同时结合冶炼过程的热力学条件和动力学条件，在铁水、转炉冶炼、钢包精炼等过程工艺控制中，制定合理的过程冶炼控制工艺，实现钛含量达到Ti≤0.002%的超低钛冶炼，得到符合钢种要求的超低钛含量。

Description

一种超低钛钢的冶炼方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及一种成品钛含量低于0.002%的超越超低钛钢的冶炼方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展和科学技术的不断提高，许多钢种在成分设计上的要求更加具体化和精细化，特别是在残余元素的要求上都提出了明确的要求，如弹簧钢、帘线钢、轴承钢等等。为了改善拉拔性能、或者是为了提高钢材的抗疲劳断裂性能，这类钢种都要求钢中的钛含量越低越好，但是要求钢中完全没有残余钛几乎还做不到，但是可以通过生产工艺的优化来减少钢中的钛含量。
目前，大部分钢铁生产企业都是在冶炼过程中通过使用超低钛含量的合金和辅料，同时在精炼进站前进行扒渣操作，以此来减少带入钢中的钛含量。这种方法要求冶炼过程都使用超低钛含量的合金和辅料，这对原材料的提出了很高的要求，原材料的成本也会大大增加，同时要求在精炼进站前进行扒渣，扒渣需要半小时左右，不仅影响了生产节奏，而且渣也扒不干净，这种方法能得到0.003%左右的钛含量，但是要想进一步降低却是很难，而目前很多钢种都要求钢中钛含量不超过0.002%，采用已有技术的生产方法很难生产出满足钢种要求的钛含量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低钛钢的冶炼方法，解决成品钛含量要求低于0.002%的钢种冶炼技术控制工艺问题。
发明的技术方案：
一种超低钛钢的冶炼方法，具体控制包括以下步骤：
（1）采用铁水罐喷吹法对铁水进行预处理脱硫，脱硫剂用钝化颗粒镁并添加2kg/t钢的石灰，快速脱硫到硫含量为S≤0.001%，脱硫后扒除脱硫渣；
（2）转炉吹氧冶炼前期采用大渣量操作促进铁水中的钛氧化进入渣中，前期吹炼3min后倒三分之二的前期渣，然后再加渣料继续吹炼；
（3）转炉冶炼后期对钢水进行吹氧脱碳，提高终点氧含量，使钢水中钛进一步氧化去除；加入渣料进行降温稠渣操作以防止出钢下渣；
（4）转炉出钢时的硫含量控制为S≤0.010%，Ti≤0.001%，出钢过程加入合金对钢液进行脱氧及合金化，不用含铝元素的脱氧剂进行脱氧，同时加入适量的合成渣对钢水进行预精炼；出钢结束后将钢水运送到LF炉进行精炼；
（5）钢水在LF炉精炼造低碱度渣，精炼炉渣碱度为0.7～1.5，精炼结束得到钢水中的钛含量为Ti≤0.002%超低钛钢。
本发明的原理：根据钢中钛元素的来源及冶炼过程中钛-氧反应的基本原理，首先在来源上对钛元素进行控制，然后根据冶炼过程钛-氧反应应具备的基本条件，在转炉冶炼过程加速钢中钛-氧反应的发生及钛氧反应产物的去除，从而减少钢中的钛含量，而在精炼过程除了减少合金带进钢中的钛元素外，更主要的是通过改变造渣和脱氧方式来抑制渣中钛氧化物被还原而通过钢渣界面进入钢液中，从而减少钢中的钛含量。采用本方法能使钢中的钛含量达到钢种要求的0.002%以下。
本发明的有益效果：在铁水、转炉冶炼、钢包精炼等过程工艺控制中，根据钢水中钛含量的来源以及钛含量增加的基本原理，结合冶炼过程的热力学条件和动力学条件，制定合理的过程冶炼控制工艺，实现超低钛冶炼，得到符合钢种要求的超低钛含量的一种冶炼工艺控制方法。
附图说明
图1为采用本工艺冶炼过程钛含量的变化情况。
具体实施方式
实施例一
超低钛钢的冶炼方法。转炉入炉铁水先进行铁水预处理，处理后铁水硫含量为0.001%，温度1302 ℃，铁水入转炉前必须将铁水预处理渣扒干净。转炉冶炼前一炉结束后应将转炉中的残钢残渣倒干净，转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水126t，废钢25t，铁水中碳含量为4.86%，Si含量为0.46%，Ti含量为0.043%。
转炉冶炼前期加入第一批渣料进行造渣，加入渣料为：石灰3.23t，白云石1.12t，吹炼过程实行顶底复吹操作，供氧流量按正常要求控制，枪位采用低枪位并根据实际情况进行适当调整，快速化渣，渣化好后吹炼3min，倒掉2/3的前期渣，倒完前期渣后接着加入第二批渣料，二批渣料加入量为石灰2.1t，采用正常的顶吹供氧工艺（氧枪位、流量等）进行吹炼，吹炼过程因转炉实际温度高加入500kg矿石，出钢前因炉渣太稀，加入了300 kg白云石进行稠渣操作，转炉终点温度1623 ℃，终点碳含量为0.067%，终点钛含量为0.0007%，终点硫含量为0.008%，出钢过程实行严格挡渣操作，严禁出钢下渣，出钢过程加入常规使用的合金对钢液进行脱氧及合金化，同时加入300kg的合成渣对钢液进行预精炼，出钢结束后将钢包吊到LF精炼工位进行精炼；钢水在LF精炼造低碱度渣，渣碱度按0.8控制，合金化采用常规使用的合金，精炼结束钢水中钛含量为0.0016%，精炼结束后将钢包吊到连铸进行浇铸，浇铸50t后取中包样，成品钛含量为0.0012%。
实施例二
超低钛钢的冶炼方法。转炉入炉铁水先进行铁水预处理，处理后铁水硫含量S=0.001%，温度1299 ℃，铁水入转炉前必须将铁水预处理渣扒干净。转炉冶炼前一炉结束后应将转炉中的残钢残渣倒干净，转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水122t，废钢28t，铁水中碳含量为4.65%，Si含量为0.43%，Ti含量为0.047%。
转炉冶炼前期加入第一批渣料进行造渣，加入渣料为：石灰3.15t，白云石1.2t，吹炼过程实行顶底复吹操作，供氧流量按正常要求控制，枪位采用低枪位并根据实际情况进行适当调整，快速化渣，渣化好后吹炼3min，倒掉2/3的前期渣，倒完前期渣后接着加入第二批渣料，二批渣料加入量为石灰2.3t，采用正常的顶吹供氧工艺（氧枪位、流量等）进行吹炼，吹炼过程因转炉实际温度高加入300kg矿石，出钢前因炉渣太稀，加入了280 kg白云石进行稠渣操作，转炉终点温度1628 ℃，终点碳含量为0.081%，终点钛含量为0.0009%，终点硫含量为0.008%，出钢过程实行严格挡渣操作，严禁出钢下渣，出钢过程加入常规使用的合金对钢液进行脱氧及合金化，同时加入300kg的合成渣对钢液进行预精炼，出钢结束后将钢包吊到LF精炼工位进行精炼；钢水在LF精炼造低碱度渣，渣碱度按1.4控制，合金化采用常规使用的合金，精炼结束钢水中钛含量为0.0018%，精炼结束后将钢包吊到连铸进行浇铸，浇铸50t后取中包样，成品钛含量为0.0015%。

Claims (1)

1.一种超低钛钢的冶炼方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）采用铁水罐喷吹法对铁水进行预处理脱硫，脱硫剂用钝化颗粒镁并添加2kg/t钢的石灰，快速脱硫到硫含量为S≤0.001%，脱硫后扒除脱硫渣；
（2）转炉吹氧冶炼前期采用大渣量操作促进铁水中的钛氧化进入渣中，前期吹炼3min后倒三分之二的前期渣，然后再加渣料继续吹炼；
（3）转炉冶炼后期对钢水进行吹氧脱碳，提高终点氧含量，使钢水中钛进一步氧化去除；加入渣料进行降温稠渣操作以防止出钢下渣；
（4）转炉出钢时的硫含量控制为S≤0.010%，Ti≤0.001%，出钢过程加入合金对钢液进行脱氧及合金化，不用含铝元素的脱氧剂进行脱氧，同时加入适量的合成渣对钢水进行预精炼；出钢结束后将钢水运送到LF炉进行精炼；
（5）钢水在LF炉精炼造低碱度渣，精炼炉渣碱度为0.7～1.5，精炼结束得到钢水中的钛含量为Ti≤0.002%超低钛钢。
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