CN111560493A - 一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法 - Google Patents

一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，包括：采用稀土铈铁合金对夹杂物进行变质处理，铈铁合金按质量百分比Ce:10‑30％,O％≤0.005％；在保持原生产工艺的基础上，采用稀土铈铁合金在LF离位前加入，Ce加入量0.03‑0.05kg/t；3)加入前要求钢液O％≤0.002％、S％≤0.02％；加入过程中调节钢包吹氩流量，将钢包表面渣面吹开直径小于500mm的范围；将夹杂空脱气工艺按照原有工艺进行，VD后软吹要求≥20min；软吹后上铸机浇注。本发明的目的是克服重轨钢VD真空脱气的工艺下所形成的多相复合夹杂物不易去除的问题。

Description

一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法
技术领域
本发明涉及炼钢精炼工艺技术领域，尤其涉及一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法。
背景技术
铁路实现高速、重载的前提是钢轨的服役长寿化，钢轨洁净度是影响钢轨长寿化的主要因素之一。TB/T3276-2011《高速铁路用钢轨》技术条件要求夹杂物A类≤2.0级、B类≤1.0级、C类≤1.0级、D类≤1.0级。国内钢轨生产厂均采用无铝脱氧工艺生产，工艺流程为：BOF转炉—LF精炼—VD或RH真空脱气—CC大方坯铸机。其中采用VD真空脱气的工艺，由于在VD真空条件下钢渣的充分反应，导致其夹杂物为多相复合夹杂物，该类型夹杂物熔点低、尺寸大、高温下为液态，不易去除，易在铸坯中心聚集长大，并最终导致钢轨轨腰出现夹杂、疏松、偏析等缺陷，显著影响钢轨的服役性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，克服重轨钢VD真空脱气的工艺下，所形成的多相复合夹杂物不易去除的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，包括：
1)采用稀土铈铁合金对夹杂物进行变质处理，铈铁合金按质量百分比Ce:10-30％,O％≤0.005％；
2)在保持原生产工艺的基础上，采用稀土铈铁合金在LF离位前加入，Ce加入量0.03-0.05kg/t；
3)加入方法：加入前要求钢液O％≤0.002％、S％≤0.02％；加入过程中调节钢包吹氩流量，将钢包表面渣面吹开直径小于500mm的范围，将密封保存的稀土铈铁合金快速由此加入，避免稀土合金和炉渣接触反应；
4)后续VD深真
将夹杂空脱气工艺按照原有工艺进行，VD后软吹要求≥20min；软吹后上铸机浇注。
进一步的，所述1)中，转炉采用双渣法“高拉补吹”工艺，使用硅钙钡脱氧，脱氧强度3kg/吨钢,控制终点C％≥0.010％，P％≤0.020％,出钢温度1620-1650℃。
进一步的，所述3)中，加入后调节钢包吹氩至“软吹”流量，避免钢液同空气接触，保持10min。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1)本方法实施物的将夹杂物数密度和面积分数减少85％以上；
2)本方法对关键的技术要求进行了量化，因此易推广实施，并能保证实施效果；
3)本方法可以推广应用到无铝脱氧钢复合夹杂物的去除。
具体实施方式
案例1：
该实施例是运用本发明的方法在150吨转炉生产3炉高强钢轨U20MN2SICRNIMO，化学成分见表1。
表1 U20MN2SICRNIMO化学成分/％
Figure BDA0002487421610000031
生产工艺路线为：KR铁水预处理脱硫——顶底复吹转炉——LF精炼——VD精炼——280×380mm大方坯连铸。
其中：
采用的稀土合金为铈铁合金，Ce％:10％，O％：0.0034％；
铈铁合金加入量45kg/炉，折合Ce％:0.03kg/t；
铁水全部经KR铁水预处理，入炉前成分及温度控制情况见下表2：
表2
Figure BDA0002487421610000032
转炉采用双渣法“高拉补吹”工艺，使用硅钙钡脱氧，脱氧强度3kg/吨钢,控制终点C％≥0.010％，P％≤0.020％,出钢温度1620～1650℃,实际控制情况见下表3：
表3
Figure BDA0002487421610000033
其后，进入LF精炼处理，调整钢水温度、成分，调整炉渣物性。使用硅钙钡还原炉渣，通过沾渣样来观察白渣的粘度、颜色，形成“白渣”，脱氧强度1kg/吨钢，通过扩散脱氧进一步降低钢水氧活度。在LF离位前加入稀土，加入前使用定氧仪检测钢水氧活度，取样检测钢水成分，实际情况见下表4：
表3
Figure BDA0002487421610000041
使用吊车吊挂起密封好的稀土合金，调节钢包吹氩流量，将钢包表面渣面吹开直径小于500mm的范围，将密封的稀土铈铁合金快速加入，避免稀土合金和炉渣接触反应。加入后调节钢包吹氩至“软吹”流量，避免钢液同空气接触，保持10min。
其后，进入VD处理。处理工艺见下表5：
表5
Figure BDA0002487421610000042
VD真空处理后为了促进夹杂物上浮，软吹大于20min。
其后，上铸机浇注。
通过本方法的实施，所生产的3炉钢夹杂物检验指标见下表6：
表6
Figure BDA0002487421610000043
由上表可见，夹杂物数密度由44.22个/mm2,减少到4.65个/mm2，减少了89.5％；夹杂物的面积分数由119.43×10-6锐减到16.03×10-6，减少了86.6％。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，其特征在于：包括：
1)采用稀土铈铁合金对夹杂物进行变质处理，铈铁合金按质量百分比Ce:10-30％,O％≤0.005％；
2)在保持原生产工艺的基础上，采用稀土铈铁合金在LF离位前加入，Ce加入量0.03-0.05kg/t；
3)加入方法：加入前要求钢液O％≤0.002％、S％≤0.02％；加入过程中调节钢包吹氩流量，将钢包表面渣面吹开直径小于500mm的范围；
4)后续VD深真
将夹杂空脱气工艺按照原有工艺进行，VD后软吹要求≥20min；软吹后上铸机浇注。
2.根据权利要求1所述的改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，其特征在于：转炉采用双渣法“高拉补吹”工艺，使用硅钙钡脱氧，脱氧强度3kg/吨钢,控制终点C％≥0.010％，P％≤0.020％,出钢温度1620-1650℃。
3.根据权利要求1所述的改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，其特征在于：所述3)中，加入后调节钢包吹氩至“软吹”流量，避免钢液同空气接触，保持10min。
4.根据权利要求1所述的改质重轨钢复合夹杂物的控制方法，其特征在于：所述3)中，将密封保存的稀土铈铁合金快速加入以避免稀土合金和炉渣接触反应。
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