CN114134391A - 控制含硫低合金钢硫含量的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,包括:采用电弧炉冶炼含硫低合金中碳钢,电炉出钢脱氧采用Al、Si作为脱氧剂,电炉出钢的钢水转入LF炉精炼,采用造渣材料、脱氧剂进行造渣和扩散脱氧;分阶段控制熔渣碱度,LF精炼期间熔渣碱度R控制在3.0‑4.0,LF结束时S≤0.002%;LF炉精炼结束后、VD精炼处理前,翻掉部分熔渣,VD精炼处理后,进行调整S成分、Al合金化操作;钢水成分合格后对钢包内钢水进行软吹操作,软吹时间≥20min,钢水成分、温度合格后钢水进行模注成钢锭。本发明既能够提高硫的收得率,还可以均匀钢水成分、提升钢水纯净度。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及一种控制含硫低合金钢硫含量的冶炼方法。
背景技术
目前承揽的一类特殊用途含硫低合金钢,有的订货厂家要求采用电渣方式交货。其中主要元素C、S、P、Al成分要求如下表:
以往冶炼中S、Al成分难控制,S、Al合金化操作在LF结束前进行,经过VD处理后,S、Al含量变化大,VD后还需要多次调整S、Al成分,S的收得率仅为40%,电炉钢锭成品S含量在0.025%-0.050%波动,电渣后S成分也不稳定,对后道工序锻件夹杂物级别、力学性能有一定影响,有可能产生废品。这种操作方法不仅造成材料的浪费、炼钢成本的增加,也对产品质量有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制含硫低合金钢硫含量的冶炼方法,既能够提高硫的收得率,降低生产成本,还可以均匀钢水成分、提升钢水纯净度,为钢锭锻造后锻件的非金属夹杂物级别控制和性能保证提供了技术支撑。
为达到上述目的,本发明使用的技术解决方案是:
控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,包括:
采用电弧炉冶炼含硫低合金中碳钢,电炉出钢前钢水中C、S的质量百分比含量:C≥0.30%、S≤0.020%;
电炉出钢脱氧采用Al、Si作为脱氧剂,电炉出钢的钢水转入LF炉精炼,采用造渣材料、脱氧剂进行造渣和扩散脱氧;分阶段控制熔渣碱度,LF精炼期间熔渣碱度R控制在3.0-4.0,LF结束时S≤0.002%;
LF炉精炼结束后、VD精炼处理前,翻掉部分熔渣,VD精炼处理后,进行调整S成分、Al合金化操作;钢水成分合格后对钢包内钢水进行软吹操作,软吹时间≥20min,钢水成分、温度合格后钢水进行模注成钢锭。
进一步,当钢水中S≤0.002%,熔渣碱度R 2.5时,开始进行调整S成分、Al合金化操作。
进一步,白灰、电石作为造渣材料,Al粉、Si-Fe粉作为脱氧剂,LF精炼全程Al含量控制在0.008%-0.015%范围内。
进一步,脱氧剂加入量根据浇注锭型及出钢前钢水中自由氧含量进行确定。
进一步,LF炉精炼过程中,熔渣总量控制在总钢水量的2%-3%范围内。
进一步,当渣中FeO≤0.6%,熔渣碱度R在3.0-4.0,白渣时间大于20分钟后调整钢水中除S、Al外元素成分到内控范围。
进一步,VD精炼处理过程中,在0.5毫米汞柱下保持时间≥20min。
进一步,VD处理后当钢水中S≤0.002%,熔渣碱度控制在R:2.5时开始进行调整S成分、Al合金化操作。
进一步,采用向钢液内喂硫包芯线的方式调整S成分,向钢液内喂Al线的方式进行Al合金化。
进一步,钢锭的S成分0.030%-0.036%,Al成分0.055%-0.060%。
本发明技术效果包括:
1、本发明操作实用性强,效果明显。
本发明中,含硫低合金钢电炉冶炼制定出钢前C、S控制工艺参数,LF精炼过程制定脱氧调渣操作和成分调整控制、熔渣碱度工艺参数,制定VD后S合金化操作办法,能够提高和稳定硫收得率。
本发明通过对含硫低合金钢冶炼时制定出电炉冶炼出钢前C、S控制参数;在LF精炼过程中制定脱氧、造渣、调合金操作办法以及分阶段控制熔渣碱度、重点元素成分控制范围、翻渣操作等关键工艺参数;在VD精炼过程中给出熔渣控制、硫合金化调整的工艺方法,来提高和稳定冶炼含硫低合金钢硫收得率的冶炼方法。
2、本发明既可以提高硫的收得率,降低生产成本,还可以均匀钢水成分、提升钢水纯净度,为钢锭锻造后锻件的非金属夹杂物级别控制和性能保证提供了技术支撑。
本发明冶炼含硫低合金钢提高和稳定硫收得率的方法,应用在我厂承揽的含硫曲轴钢上,硫的收得率稳定和提高在90%以上,较之前的操作方法收得率提升了50%,减少了硫线使用量,降低了炼钢成本,同时提高了冶炼钢质,避免了因成分不稳定而导致后道工序的废品损失,为电渣后锻件的非金属夹杂物级别含量和性能满足用户要求提供了技术支撑。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践和再现。
控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,步骤包括:
步骤1:采用电弧炉冶炼含硫低合金中碳钢,电炉出钢前钢水中C≥0.30%、S≤0.020%;
百分比含量%为质量百分比。
步骤2:电炉出钢脱氧采用Al、Si作为脱氧剂,脱氧剂加入量根据浇注锭型及出钢前钢水中自由氧含量进行计算;
步骤3:电炉出钢的钢水转入LF炉精炼,采用白灰、Al粉、Si-Fe粉(硅铁粉)、电石作为造渣材料和脱氧剂进行造渣(白灰、电石作为造渣材料)和扩散脱氧(Al粉、Si-Fe粉作为脱氧剂和合金剂);分阶段控制熔渣碱度,LF精炼期间熔渣碱度R控制在3.0-4.0,LF精炼全程Al含量控制在0.008%-0.015%范围内,LF结束时S≤0.002%;
LF炉精炼过程中,熔渣总量控制在总钢水量的2%-3%范围内。当渣中(FeO)≤0.6%,熔渣碱度R在3.0-4.0,白渣时间大于20分钟后调整钢水中除S、Al外元素成分到内控范围。
LF炉精炼是利用白渣进行精炼的,它不同于主要靠真空脱气的其他精炼法。白渣在LF炉内具有很强的还原性,这是LF炉内良好的还原气氛和氩气搅拌,互相作用的结果,精炼过程熔渣总量控制在总钢水量的2%-3%范围内。通过白渣的精炼作用可以降低钢中氧、硫及夹杂物含量。白渣对氧化物的吸附作用也具有脱氧作用。
步骤4:LF炉精炼结束后、VD(真空脱气)精炼处理前,翻掉部分熔渣,VD精炼处理后,当钢水中S≤0.002%,熔渣碱度R 2.5时,开始进行调整S成分、Al合金化操作;
真空处理(0.5乇(Torr,1乇=1/760大气压=1毫米汞柱))保持时间≥20min。VD处理后当钢水中S≤0.002%,熔渣碱度控制在R:2.5时开始进行S、Al合金化操作。
本发明在LF精炼过程中制定脱氧、造渣、调合金操作以及分阶段控制熔渣碱度、重点元素成分控制范围、翻渣操作等关键工艺参数,在VD精炼过程中给出熔渣控制、硫合金化调整的工艺方法,将原来工艺路线VD前调S、Al成分改在VD精炼后调整,既能够提高和稳定冶炼含硫低合金钢硫收得率,还能够将S、Al控制的要求范围内。
采用向钢液内喂硫包芯线的方式调整S成分,向钢液内喂Al线的方式进行Al合金化。采用VD后喂硫包芯线的方式可提高硫收得率至90%以上,且S成分均匀,浇注后的含硫低合金钢S含量稳定在0.030%-0.036%,满足了电渣重熔的要求。
步骤5:钢水成分合格后对钢包内钢水进行软吹操作,软吹时间≥20min,钢水成分、温度合格后钢水进行模注成钢锭。
电渣重熔前的电炉钢锭的S成分控制规定范围。电渣前电炉钢锭的S成分控制到0.030%-0.036%,Al成分控制到0.055%-0.060%。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,包括:
采用电弧炉冶炼含硫低合金中碳钢,电炉出钢前钢水中C、S的质量百分比含量:C≥0.30%、S≤0.020%;
电炉出钢脱氧采用Al、Si作为脱氧剂,电炉出钢的钢水转入LF炉精炼,采用造渣材料、脱氧剂进行造渣和扩散脱氧;分阶段控制熔渣碱度,LF精炼期间熔渣碱度R控制在3.0-4.0,LF结束时S≤0.002%;
LF炉精炼结束后、VD精炼处理前,翻掉部分熔渣,VD精炼处理后,进行调整S成分、Al合金化操作;钢水成分合格后对钢包内钢水进行软吹操作,软吹时间≥20min,钢水成分、温度合格后钢水进行模注成钢锭。
2.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,当钢水中S≤0.002%,熔渣碱度R 2.5时,开始进行调整S成分、Al合金化操作。
3.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,白灰、电石作为造渣材料,Al粉、Si-Fe粉作为脱氧剂,LF精炼全程Al含量控制在0.008%-0.015%范围内。
4.如权利要求1或者3所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,脱氧剂加入量根据浇注锭型及出钢前钢水中自由氧含量进行确定。
5.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,LF炉精炼过程中,熔渣总量控制在总钢水量的2%-3%范围内。
6.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,当渣中FeO≤0.6%,熔渣碱度R在3.0-4.0,白渣时间大于20分钟后调整钢水中除S、Al外元素成分到内控范围。
7.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,VD精炼处理过程中,在0.5毫米汞柱下保持时间≥20min。
8.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,VD处理后当钢水中S≤0.002%,熔渣碱度控制在R:2.5时开始进行调整S成分、Al合金化操作。
9.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,采用向钢液内喂硫包芯线的方式调整S成分,向钢液内喂Al线的方式进行Al合金化。
10.如权利要求1所述的控制含硫低合金钢硫含量的电渣冶炼方法,其特征在于,钢锭的S成分0.030%-0.036%,Al成分0.055%-0.060%。
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