CN112195310A - 一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法 - Google Patents

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宋海
辛广胜
王文义
翁举
邬美强
杨乐
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Abstract

本发明公开了一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其工艺流程如下：KR铁水预处理—转炉—LF精炼—VD精炼—LF精炼—大方坯铸机；其中在VD精炼工艺前的LF精炼工艺采用高碱度的炉渣，在VD精炼工艺后的LF精炼工艺采用低碱度的炉渣。本发明的目的是提供一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，通过精炼双渣工艺方法来改变夹杂物组分、形态，提升夹杂物去除能力，实现铸坯洁净度水平的显著提升。

Description

一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法
技术领域
本发明涉及炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法。
背景技术
钢轨作为铁路交通的重要组件，其产品质量、使用性能等关系到铁路的安全运行，是影响国计民生的重要产品。钢轨钢洁净度是影响钢轨疲劳和冲击性能的关键指标，钢中的夹杂物是氢和应力集中的区域，是导致钢轨脆性断裂的直接原因。重轨钢的冶炼工艺流程较长，工艺较为复杂，通过对重轨钢夹杂物组分研究，虽然国内各重轨生产厂的生产工艺有所不同，但典型夹杂物通常由四元氧化物CaO、Al2O3、SiO2、MgO构成，文献资料2015年4月《四川冶金》第37卷第3期《重轨钢夹杂物生产过程中的变化行为分析研究》，和2016年10月《包钢科技》第42卷第5期《包钢重轨钢典型夹杂物研究》均对不同工艺下夹杂物组分的成因进行了说明。重轨钢夹杂物去除的难点在于，由于重轨钢对氢元素敏感，通常需要通过RH或VD脱气工艺将氢含量降低到0.0002％以下。在脱气过程中，夹杂物和炉渣充分的反应，形成由氧化物CaO、Al2O3、SiO2、MgO组成的复合夹杂物，该类型的夹杂物熔点在1300℃-1500℃之间，在钢液中为液态，尺寸小，不易上浮去除，是导致钢轨核伤、疲劳伤损以及氢致裂纹等多种失效形式的主要原因或诱发原因之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，通过精炼双渣工艺方法来改变夹杂物组分、形态，提升夹杂物去除能力，实现铸坯洁净度水平的显著提升。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其工艺流程如下：KR铁水预处理—转炉—LF精炼—VD精炼—LF精炼—大方坯铸机；
其中在VD精炼工艺前的LF精炼工艺采用高碱度的炉渣，在VD精炼工艺后的LF精炼工艺采用低碱度的炉渣。
进一步的，高碱度的炉渣的工艺参数：炉渣碱度R＝1.9-2.1之间，炉渣MgO％≤12％、Al2O3％≤4％，总渣量8-10kg/t。
进一步的，低碱度的炉渣的工艺参数：使用高纯度的石英砂根据实际炉渣碱度进行调整，目标控制为R＝1.25-1.55之间。
进一步的，高纯度的石英砂的SiO2百分含量≥98％。
进一步的，调整炉渣碱度前对炉渣碱度进行实时分析，采用了X射线—荧光分析压片法在很短的时间内得到炉渣碱度的测定结果。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
通过本方法的实施能够通过变渣系操作，有效提升重轨钢典型夹杂物的去除效率，提升钢坯洁净度。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为重轨钢典型夹杂物的形貌和组分。
具体实施方式
一种精炼双渣工艺提升重轨钢铸坯洁净度的方法，主要在精炼过程中通过对关键技术参数的优化来实现，具体包括以下：
技术思路：使用分割原理，将通常的精炼炉一种渣系，通过变渣系操作，转变为两种渣系，在不同的时期发挥不同的作用。具体为：在VD前采用高熔点、高碱度的炉渣，避免VD过程中炉渣与夹杂物充分反应；VD后调整为低熔点、低碱度的炉渣，强化炉渣的吸附去除夹杂物的作用。
工艺流程设计：KR铁水预处理—转炉—LF精炼—VD精炼—LF精炼—大方坯铸机，设计的关键在于，2次使用LF炉进行改变炉渣操作。
在VD工艺前的LF精炼工艺采用高碱度的炉渣，优选的工艺参数：炉渣碱度R＝1.9-2.1之间，炉渣MgO％≤12％、Al2O3％≤4％，总渣量8-10kg/t。
在VD工艺后的LF精炼工艺采用低碱度的炉渣，优选的工艺参数：使用高纯度的石英砂(SiO2≥98％)根据实际炉渣碱度进行调整，目标控制为R＝1.25-1.55之间。
为了提高炉渣碱度的控制精度，调整炉渣碱度前对炉渣碱度进行实时分析，采用了X射线—荧光分析压片法在很短的时间内得到炉渣碱度的测定结果。
实施例：
该实施例是运用本发明的方法在150吨转炉贝氏体钢轨U20MN2SICRNIMO，化学成分见表1。
表1 U20MN2SICRNIMO化学成分/％
成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo
要求 0.17-0.22 0.80-1.00 2.20-2.45 ≤0.022 ≤0.015 0.85-1.05 0.55-0.70 0.30-0.45
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——LF精炼——280×380mm大方坯连铸,共计生产6炉钢。过程炉渣的实际控制情况见下表：
表2炉渣化学成分/％
Figure BDA0002680753320000041
通过时时取样分析，快速造渣的方法，炉渣的碱度及成分控制在目标范围内。按照本发明生产的钢轨按照TB/T-2344(2003)进行夹杂物检测评级如下表：
表3钢轨夹杂物评级
Figure BDA0002680753320000042
夹杂物检测照片如下图1所示。
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 (5)

1.一种精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其特征在于，其工艺流程如下：KR铁水预处理—转炉—LF精炼—VD精炼—LF精炼—大方坯铸机；
其中在VD精炼工艺前的LF精炼工艺采用高碱度的炉渣，在VD精炼工艺后的LF精炼工艺采用低碱度的炉渣。
2.根据权利要求1所述的精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其特征在于，高碱度的炉渣的工艺参数：炉渣碱度R＝1.9-2.1之间，炉渣MgO％≤12％、Al2O3％≤4％，总渣量8-10kg/t。
3.根据权利要求1所述的精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其特征在于，低碱度的炉渣的工艺参数：使用高纯度的石英砂根据实际炉渣碱度进行调整，目标控制为R＝1.25-1.55之间。
4.根据权利要求3所述的精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其特征在于，高纯度的石英砂的SiO2百分含量≥98％。
5.根据权利要求1所述的精炼双渣系提高钢质洁净度的方法，其特征在于，调整炉渣碱度前对炉渣碱度进行实时分析，采用了X射线—荧光分析压片法在很短的时间内得到炉渣碱度的测定结果。
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CN115652030A (zh) * 2022-10-28 2023-01-31 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种提高低碳、高硅锰焊接钢洁净度的生产方法

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