CN114438398A - 帘线钢的脆性夹杂物控制方法 - Google Patents

帘线钢的脆性夹杂物控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法，炉内初炼出钢前在钢包底铺0.5～1kg/t碳化硅和40～60％的低氮增碳剂，出钢时加入合金，出钢75％时加完，出钢80％时加入其余低氮增碳剂，出钢结束向钢包渣面加入0.5～1kg/t的碳化硅、3～5kg/t的合成渣造渣；精炼阶段加入合金并喂入碳线使钢水满足：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；添加石灰、碳化硅、合成渣并通电化渣，调节钢水温度至1510～1535℃并使炉渣成分满足：CaO/SiO2＝0.9～1.2、Al2O3≤5％、MgO 4～8％、[MnO+T.Fe]2～5％，其余为其它不可避免的杂质，调整钢包底吹为软搅拌并搅拌至少20min；合金包括硅铁、金属锰和铬铁，硅铁中Al≤0.035％，金属锰中Al≤0.015％，铬铁中Al≤0.020％、C≤0.15％；低氮增碳剂中N≤0.015％。

Description

帘线钢的脆性夹杂物控制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法。
背景技术
目前行业中帘线钢主要用于拉拔细丝，一般拉拔至直径为0.12～0.35mm的细丝使用，用作切割钢丝时甚至需要拉拔至直径为0.12mm以下。切割钢丝又称切割丝、切割钢线、切割线，是一种用于分割的特制线材，作为一种消耗材料被广泛应用于能源、航空、设备及公共设施领域，如太阳能硅片、石英材料、单晶硅、多晶硅的切割成形。甚至还可以把金刚石的微小颗粒镶嵌在切割钢丝上，做成金刚石切割线，或称为金刚线、钻石切割线、钻石线。
为了减少被切割材料例如硅材料在切割过程中的损耗，对切割钢丝的性能要求直径更细、不断丝里程数更长、强度更高，然而目前行业中制备的帘线钢受钢材中夹杂物的影响，尤其是Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物极易造成帘线钢生产加工和使用过程中的断丝问题，导致目前现有的帘线钢用于切割钢丝时的性能无法满足市场需求，如图1至4所示，图1示出了现有生产工艺制备的帘线钢中夹杂物在SiO2-MnO-Al2O3系三元相图中的分布情况，图2示出了现有生产工艺制备的帘线钢由于盘条芯部Al2O3夹杂造成的细丝断口形貌，图3示出了现有生产工艺制备的帘线钢由于盘条边部Al2O3夹杂造成的细丝断口形貌，图4示出了现有生产工艺制备的帘线钢由于盘条芯部镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)夹杂造成的细丝断口形貌。
发明内容
为了解决如上技术问题的至少其一，本发明的目的在于提供一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法，所述帘线钢的化学成分以质量百分比计包括：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；
所述控制方法包括依序进行的如下步骤：
炉内初炼阶段，对钢水进行脱氧合金化，出钢前在承接钢水的钢包底部铺设0.5～1kg/t的碳化硅和40～60％的低氮增碳剂，出钢过程中依次加入合金进行合金化，出钢75％时加完全部合金，出钢80％时开始以200～300kg/min的速率加入其余40～60％的低氮增碳剂，待低氮增碳剂全部溶入钢水后，出钢结束并向钢包渣面加入0.5～1kg/t的碳化硅，并加入3～5kg/t的合成渣造渣；
精炼阶段，将炉内初炼后的钢水送至LF炉中进行精炼，并检测钢水温度、化学成分及含量，根据检测到的钢水化学成分及含量加入所述合金并喂入碳线，以将钢水的化学成分调整至以质量百分比计满足：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；添加石灰、碳化硅、合成渣并通电化渣，调节钢水温度至1510～1535℃，并使炉渣成分以质量百分比计满足：CaO/SiO2＝0.9～1.2、Al2O3≤5％、MgO 4～8％、[MnO+T.Fe]2～5％，其余为其它不可避免的杂质，之后调整钢包底吹为软搅拌模式，软搅拌时间>20min，出钢；
铸坯阶段，将精炼阶段出钢后的钢水运至连铸平台静置15min以上，大包开浇时，将引流砂引入接渣桶中，将钢水保护浇铸至中间包中形成连铸坯；
其中，所述合金包括硅铁、金属锰和铬铁，其中，所述硅铁中的Al≤0.035％，所述金属锰中的Al≤0.015％，所述铬铁中的Al≤0.020％、C≤0.15％；所述低氮增碳剂中的N≤0.015％。
通过控制帘线钢的化学成分及其质量百分比，进一步通过在炉内初炼阶段出钢前预先在钢包底部铺设碳化硅和低氮增碳剂，不仅可以减轻出钢初期钢包底部加低氮增碳剂造成的钢水沸腾，大幅减少初炼阶段出钢过程补加的低氮增碳剂的量，避免大量的低氮增碳剂漂浮在渣面上而导致在渣面发生碳氧反应产生大量气体而产生喷溅，从而降低出钢过程中钢包的底吹流量以及底吹搅拌时间，以减轻对耐材的侵蚀和耐材的损耗，提升钢水洁净度，而且还可以大幅降低合金由于脱氧的消耗量，从而降低合金成本，此外，采用碳化硅替代传统的电石，不仅可以快速脱氧，出钢初期钢包中的钢水量较少，钢包的净空较大，此时脱氧沸腾不会造成钢水喷溅，而且产生的SiO2有助于将钢包的渣碱度控制在较低的水平；进一步地在精炼阶段通过碳线增加碳粉，从而将碳粉直接喂入钢水中，可以避免钢包开底吹搅拌，减轻对耐材的侵蚀，减少Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物的产生，此外，调整好钢水的化学成分后立即添加石灰、合成渣，可以提高炉渣碱度，有助于吸附Al2O3夹杂物和SiO2夹杂物；进一步在铸坯阶段，通过在开浇时将引流砂引入接渣桶中，避免引流砂进入钢水中导致钢水中的Al2O3夹杂物增多；进一步结合合金中对Al含量的控制，可以减少钢水中的Al2O3夹杂物、以及SiO2-MnO-Al2O3复合夹杂物；通过上述控制方法不仅可以降低对耐材的侵蚀，还可以降低钢水中的酸溶铝Als，减少铸坯阶段析出的Al2O3，对帘线钢中的Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物有效控制，减低帘线钢在生产加工和使用过程中的断丝率。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖均采用镁碳砖，所述镁碳砖中，Al2O3≤3％；所述钢包的渣线砖、透气砖采用镁-锆-碳砖，所述镁-锆-碳砖中，Al2O3≤3％；所述钢包的长水口采用刚玉长水口，且所述长水口的内壁涂覆SiO2涂层，所述SiO2涂层的厚度为3～8mm。通过对钢包的底部砖、熔池砖、包口砖、渣线砖、透气砖以及长水口等耐材的材质进行限定，并对其中的Al2O3含量进行控制，同时对长水口的内壁涂覆SiO2涂层，高熔点的SiO2涂层可以耐受浇注温度为1500～1520℃的钢水，减少对大包长水口的侵蚀而导致其中的Al2O3带入钢水中，形成Al2O3夹杂，从而减少炼钢过程对钢包耐材的侵蚀，减少带入钢水中的Al2O3、MgO，从而大幅减少最终制备的帘线钢中的Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物的产生，进一步提高了帘线钢生产质量的稳定性。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述引流砂采用硅铬引流砂，其中，Al2O3≤5％。可以降低由于开浇引流砂随钢水冲入中间包中而导致钢水中额外增加的Al2O3含量过多，减少最终制备的帘线钢中的Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物的产生。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述中间包的内壁涂覆镁质涂层，所述镁质涂层中，Al2O3≤2％；所述中间包的挡墙采用镁-锆-碳挡墙，所述镁-锆-碳挡墙中，Al2O3≤5％；所述中间包的上水口、浸入式水口均采用镁碳质水口，所述镁碳质水口中，Al2O3≤5％。通过对中间包的材质进行限定，并对其中的Al2O3含量进行控制，可以减少炼钢过程对中间包耐材的侵蚀，减少带入钢水中的Al2O3、MgO，从而大幅减少最终制备的帘线钢中的Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物的产生。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述炉内初炼阶段在转炉或电炉中冶炼，冶炼终点的钢水温度≥1650℃、C≥0.10％、O≤0.030％。通过炉内初炼阶段高碳低氧高温出钢，可以减少钢水与钢包中预先铺设的低氮增碳剂的反应强度，而且钢包中预先铺设的碳化硅可以快速对钢水脱氧，从而可以减轻钢水的沸腾程度，避免钢水喷溅。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述炉内初炼阶段，出钢初期和合金化过程中钢包底吹流量为100～200NL/min；出钢80％时开始加入其余40～60％的低氮增碳剂的过程中，钢包底吹流量为600～800NL/min；出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅和合成渣造渣的过程中，钢包底吹流量为300～500NL/min。通过在加入其余40～60％的低氮增碳剂的过程中钢包开大底吹，以使低氮增碳剂卷入钢水中，而在出钢初期和合金化过程、造渣过程均采用中小底吹，降低了钢水的搅拌强度，避免卷渣，减轻了对耐材的侵蚀，降低耐材损耗，进而提升了钢水洁净度，避免钢水中形成大量的Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物，进而避免其进入盘条中而导致深加工拉拔时断丝频发。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述精炼阶段，检测钢水温度、化学成分及含量期间的钢包底吹流量为100～150NL/min；加入所述合金并喂入碳线的过程中，钢包底吹流量为300～400NL/min；通电化渣的过程中，钢包底吹流量为200～300NL/min；软搅拌的过程中，钢包底吹流量为30～80NL/min。通过精炼阶段全程采用中小底吹，降低了钢水的搅拌强度，避免卷渣，减轻了对耐材的侵蚀，降低耐材损耗，进而提升了钢水洁净度，避免钢水中形成大量的Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物，进而避免其进入盘条中，导致深加工拉拔时断丝频发。
作为本发明一实施方式的进一步改进，自所述炉内初炼阶段出钢结束至所述精炼阶段钢水的化学成分调整完成，钢包的渣碱度≤0.6；所述精炼阶段，添加1～2kg/t的石灰、1～1.5kg/t的碳化硅、8～15kg/t的合成渣以使钢包的渣碱度为0.9～1.2。通过在炉内初炼阶段出钢过程中不加石灰，只加入少量低碱度的合成渣，从而保证了钢包的低渣碱度，且钢水和炉渣的氧化性较低，不仅可以使钢水中的溶解铝降至极低的水平，减少连铸过程中Al2O3夹杂的析出，还可以将合金中的Al氧化成Al2O3并上浮至渣子中而从钢水中分离出来，而且渣量较少，结合钢包采用小底吹流量，能显著减弱对钢包耐材的侵蚀，进一步降低Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)等脆性夹杂物的形成；通过在精炼阶段，将钢水成分调整到位后，立即加入石灰、合成渣将炉渣碱度提高至0.9～1.2，有助于吸附Al2O3夹杂物、SiO2酸性夹杂物，此外，精炼阶段这样低的渣碱度可以将钢包的底吹流量控制在正常底吹流量的50％以下，大幅降低底吹流量，进一步降低对钢包耐材的侵蚀。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述碳化硅的化学成分以质量百分比计包括：SiC≥99.3％，以及其它不可避免的杂质；所述合成渣的化学成分以质量百分比计包括：CaO 35～45％、SiO2 45～55％、MgO 3～8％、Al2O3≤2％，以及其它不可避免的杂质。通过高纯度的碳化硅不仅可以实现快速脱氧，而且可以减轻由于钢包底部铺设低氮脱碳剂而造成的钢水沸腾；通过对合成渣的化学成分及含量进行限定，可以保证合成渣具有较低的碱度，从而可以降低钢包的底吹流量，进而降低对钢包耐材的侵蚀。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述铸坯阶段，中间包的钢水中的Als≤0.0005％，钢水的夹杂物中，Al2O3夹杂物的含量≤10％，Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物的尺寸<5μm，尺寸为1～5μm的Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物的密度≤0.0005个/mm2。通过控制钢水中的酸溶铝Als的含量，可以减少连铸过程中析出的Al2O3，从而降低最终制备的钢帘线中的Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物等脆性夹杂物的含量、尺寸和密度，提高钢帘线的洁净度，降低断丝率。
附图说明
图1示出了现有生产工艺制备的帘线钢中夹杂物在SiO2-MnO-Al2O3系三元相图中的分布情况；
图2示出了现有生产工艺制备的帘线钢由于盘条芯部Al2O3夹杂造成的细丝断口形貌；
图3示出了现有生产工艺制备的帘线钢由于盘条边部Al2O3夹杂造成的细丝断口形貌；
图4示出了现有生产工艺制备的帘线钢由于盘条芯部镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)夹杂造成的细丝断口形貌；
图5示出了本发明一实施方式的帘线钢中夹杂物在SiO2-MnO-Al2O3系三元相图中的分布情况。
具体实施方式
本发明一实施方式提供了一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法，所述帘线钢的化学成分以质量百分比计包括：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本发明的所述帘线钢的脆性夹杂物控制方法，是依照大量的试验研究而得到的，以下结合具体实施例对所述帘线钢的脆性夹杂物控制方法作进一步说明。
一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法，包括依序进行的如下步骤：
(1)炉内初炼阶段
在转炉或电炉中进行冶炼，并对钢水进行脱氧合金化，冶炼终点的钢水温度≥1650℃、C≥0.10％、O≤0.030％；冶炼终点挡渣出钢，出钢前在承接钢水的钢包底部铺设0.5～1kg/t的碳化硅和40～60％的低氮增碳剂，出钢过程中依次加入合金进行合金化，出钢75％时加完全部合金，出钢80％时开始以200～300kg/min的速率加入其余40～60％的低氮增碳剂，待低氮增碳剂全部溶入钢水后，出钢结束并向钢包渣面加入0.5～1kg/t的碳化硅，并加入3～5kg/t的合成渣造渣。
优选地，所述合金包括硅铁、金属锰和铬铁，其中，所述硅铁中的Al≤0.035％，所述金属锰中的Al≤0.015％，所述铬铁中的Al≤0.020％、C≤0.15％；所述低氮增碳剂中的N≤0.015％。
优选地，所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖均采用镁碳砖，所述镁碳砖中，Al2O3≤3％；所述钢包的渣线砖、透气砖采用镁-锆-碳砖，所述镁-锆-碳砖中，Al2O3≤3％；所述钢包的长水口采用刚玉长水口，且所述长水口的内壁涂覆SiO2涂层，所述SiO2涂层的厚度为3～8mm。
更优选地，所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖的使用次数上限为35～45次；所述钢包的渣线砖、透气砖的使用次数上限为15～25次。这样可以保证钢包耐材质量的稳定性，避免随着使用时间的延长钢包耐材遭受侵蚀越来越严重，而导致钢包耐材中的Al2O3、MgO大量进入钢水中引起最终制备的钢帘线中的Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物等脆性夹杂物额外增加。
优选地，出钢初期和合金化过程中钢包底吹流量为100～200NL/min；出钢80％时开始加入其余40～60％的低氮增碳剂的过程中，钢包底吹流量为600～800NL/min；出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅和合成渣造渣的过程中，钢包底吹流量为300～500NL/min。
优选地，所述碳化硅的化学成分以质量百分比计包括：SiC≥99.3％，以及其它不可避免的杂质；所述合成渣的化学成分以质量百分比计包括：CaO35～45％、SiO2 45～55％、MgO 3～8％、Al2O3≤2％，以及其它不可避免的杂质。
(2)精炼阶段
将炉内初炼后的钢水送至LF炉中进行精炼，并检测钢水温度、化学成分及含量，根据检测到的钢水化学成分及含量加入所述合金并喂入碳线，以将钢水的化学成分调整至以质量百分比计满足：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；添加石灰、碳化硅、合成渣并通电化渣，调节钢水温度至1510～1535℃，并使炉渣成分以质量百分比计满足：CaO/SiO2＝0.9～1.2、Al2O3≤5％、MgO 4～8％、[MnO+T.Fe]2～5％，其余为其它不可避免的杂质，之后调整钢包底吹为软搅拌模式，软搅拌时间>20min，出钢。
其中，[MnO+T.Fe]表示MnO与T.Fe的质量百分比之和。
优选地，检测钢水温度、化学成分及含量期间的钢包底吹流量为100～150NL/min；加入所述合金并喂入碳线的过程中，钢包底吹流量为300～400NL/min；通电化渣的过程中，钢包底吹流量为200～300NL/min；软搅拌的过程中，钢包底吹流量为30～80NL/min。
优选地，自所述炉内初炼阶段出钢结束至所述精炼阶段钢水的化学成分调整完成，钢包的渣碱度≤0.6。
优选地，所述精炼阶段，添加1～2kg/t的石灰、1～1.5kg/t的碳化硅、8～15kg/t的合成渣以使钢包的渣碱度为0.9～1.2。
优选地，所述碳化硅的化学成分以质量百分比计包括：SiC≥99.3％，以及其它不可避免的杂质；所述合成渣的化学成分以质量百分比计包括：CaO 35～45％、SiO2 45～55％、MgO 3～8％、Al2O3≤2％，以及其它不可避免的杂质。
(3)铸坯阶段
将精炼阶段出钢后的钢水运至连铸平台静置15min以上，大包开浇时，将引流砂引入接渣桶中，将钢水保护浇铸至中间包中形成连铸坯；
优选地，所述引流砂采用硅铬引流砂，其中，Al2O3≤5％。
优选地，所述中间包的内壁涂覆镁质涂层，所述镁质涂层中，Al2O3≤2％；所述中间包的挡墙采用镁-锆-碳挡墙，所述镁-锆-碳挡墙中，Al2O3≤5％；所述中间包的上水口、浸入式水口均采用镁碳质水口，所述镁碳质水口中，Al2O3≤5％。
经检测，中间包的钢水中，酸溶铝Als≤0.0005％，钢水的夹杂物中，Al2O3夹杂物的含量≤10％，Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物的尺寸<5μm，尺寸为1～5μm的Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物的密度≤0.0005个/mm2。
为使本发明一实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合依照本发明一实施方式的实施例1～2以及未依照本发明实施方式的对比例1，来进一步说明本实施方式的帘线钢的脆性夹杂物控制方法。显然，所描述的实施例1～2是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
(1)炉内初炼阶段
在135t的转炉中进行冶炼，炉号(1)～(4)的转炉冶炼终点的钢水温度、C含量和O含量分别如表1所示。
[表1]
炉号 钢水温度，℃ C，％ O，％
(1) 1655 0.24 0.021
(2) 1650 0.31 0.012
(3) 1661 0.10 0.030
(4) 1657 0.19 0.027
冶炼终点挡渣出钢，出钢前预先在承接钢水的钢包底部铺设碳化硅和40～60％的低氮增碳剂，出钢过程中依次加入合金进行合金化，出钢75％时加完全部合金，出钢80％时开始以200～300kg/min的速率加入其余40～60％的低氮增碳剂，待低氮增碳剂全部溶入钢水后，出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅，并加入合成渣造渣，钢包的渣碱度≤0.6。其中，炉号(1)～(4)的转炉中钢包底部铺设的碳化硅、出钢结束向钢包渣面加入的碳化硅以及合成渣的加入量参看表2。
[表2]
炉号 钢包底部铺设的碳化硅，kg/t 出钢结束加入的碳化硅，kg/t 合成渣，kg/t
(1) 0.9 0.5 3.0
(2) 0.5 0.9 3.3
(3) 1.0 0.6 5.0
(4) 0.7 1.0 4.5
出钢全程开钢包底吹，在炉号(1)～(4)的转炉中，出钢初期和合金化过程中、出钢80％时开始加入其余40～60％的低氮增碳剂的过程中、以及出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅和合成渣造渣的过程中，钢包底吹流量分别如表3所示。
[表3]
Figure BDA0003499806280000101
(2)精炼阶段
将炉内初炼后的钢水送至LF炉中进行精炼，并检测钢水温度、化学成分及含量，根据检测到的钢水化学成分及含量加入所述合金并喂入碳线，使钢水的化学成分以质量百分比计满足：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P0.007～0.015％、S 0.006～0.01％、Alt 0.0005～0.0008％、N 0.0015～0.0030％，O0.0010～0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；添加石灰、碳化硅、合成渣并通电化渣；调节钢水温度至510～1535℃，并使炉渣成分以质量百分比计满足：CaO/SiO2＝0.9～1.2、Al2O3≤5％、MgO 4～8％、[MnO+T.Fe]2～5％，其余为其它不可避免的杂质，之后调整钢包底吹为软搅拌模式，软搅拌时间>20min，出钢。其中，炉号(1)～(4)的LF炉中添加的石灰、碳化硅、合成渣的加入量以及钢包中炉渣的渣碱度参看表4。
[表4]
Figure BDA0003499806280000102
Figure BDA0003499806280000111
炉号(1)～(4)的LF炉中，检测钢水温度、化学成分及含量期间，加入所述合金并喂入碳线过程中，通电化渣过程中，软搅拌过程中的钢包底吹流量，以及软搅拌时间分别如表5所示。
[表5]
Figure BDA0003499806280000112
其中，所述合金包括硅铁、金属锰和铬铁，其中，所述硅铁、所述金属锰、所述铬铁中的Al含量如表6所示，另外，所述铬铁中的C≤0.15％；所述低氮增碳剂中的N≤0.015％。
[表6]
炉号 硅铁，％ 金属锰，％ 铬铁，％
(1) 0.035 0.008 0.013
(2) 0.017 0.015 0.008
(3) 0.026 0.010 0.009
(4) 0.011 0.011 0.020
其中，所述碳化硅的化学成分以质量百分比计包括：SiC≥99.3％，以及其它不可避免的杂质；所述合成渣的化学成分及其质量百分比如表7所示。
[表7]
Figure BDA0003499806280000113
Figure BDA0003499806280000121
(3)铸坯阶段
将精炼阶段出钢后的钢水运至连铸平台静置15min以上，大包开浇时，将引流砂引入接渣桶中，将钢水保护浇铸至中间包中形成连铸坯；
其中，所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖均采用镁碳砖，使用次数不超过35～45次；所述钢包的渣线砖、透气砖采用镁-锆-碳砖，使用次数不超过15～25次；所述钢包的长水口采用刚玉长水口，且所述长水口的内壁涂覆SiO2涂层，所述SiO2涂层的厚度为3～8mm；所述引流砂采用硅铬引流砂；所述中间包的内壁涂覆镁质涂层，所述中间包的挡墙采用镁-锆-碳挡墙，所述中间包的上水口、浸入式水口均采用镁碳质水口。
所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖、渣线砖、透气砖，所述引流砂，所述中间包的镁质涂层、挡墙、上水口、浸入式水口中的Al2O3含量如表8所示。
[表8]
Figure BDA0003499806280000122
采用蔡司扫描电镜对中间包的钢水样品进行扫描并统计尺寸>1μm的夹杂物，扫描面积1000mm2，测得夹杂物中Al2O3含量≤8.5％，未发现5μm以上的Al2O3、镁铝尖晶石夹杂物，尺寸为1～5μm的Al2O3、镁铝尖晶石夹杂物的密度≤0.0004个/mm2。
实施例2
(1)炉内初炼阶段
在100t的电炉中进行冶炼，炉号(1)～(4)的电炉冶炼终点的钢水温度、C含量和O含量分别如表9所示。
[表9]
炉号 钢水温度，℃ C，％ O，％
(1) 1658 0.20 0.023
(2) 1670 0.10 0.030
(3) 1663 0.14 0.026
(4) 1650 0.25 0.019
冶炼终点挡渣出钢，出钢前预先在承接钢水的钢包底部铺设碳化硅和40～60％的低氮增碳剂，出钢过程中依次加入合金进行合金化，出钢75％时加完全部合金，出钢80％时开始以200～300kg/min的速率加入其余40～60％的低氮增碳剂，待低氮增碳剂全部溶入钢水后，出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅，并加入合成渣造渣，钢包的渣碱度≤0.6。其中，炉号(1)～(4)的电炉中钢包底部铺设的碳化硅、出钢结束向钢包渣面加入的碳化硅以及合成渣的加入量参看表10。
[表10]
炉号 钢包底部铺设的碳化硅，kg/t 出钢结束加入的碳化硅，kg/t 合成渣，kg/t
(1) 0.8 1.0 2.7
(2) 0.5 0.6 5.0
(3) 0.7 0.8 4.1
(4) 1.0 0.9 3.0
出钢全程开钢包底吹，在炉号(1)～(4)的电炉中，出钢初期和合金化过程中、出钢80％时开始加入其余40～60％的低氮增碳剂的过程中、以及出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅和合成渣造渣的过程中，钢包底吹流量分别如表11所示。
[表11]
Figure BDA0003499806280000131
(2)精炼阶段
将炉内初炼后的钢水送至LF炉中进行精炼，并检测钢水温度、化学成分及含量，根据检测到的钢水化学成分及含量加入所述合金并喂入碳线，使钢水的化学成分以质量百分比计满足：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P0.01～0.015％、S 0.008～0.01％、Alt 0.0005～0.0008％、N 0.0019～0.0030％，O0.0011～0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；添加石灰、碳化硅、合成渣并通电化渣；调节钢水温度至510～1535℃，并使炉渣成分以质量百分比计满足：CaO/SiO2＝0.9～1.2、Al2O3≤5％、MgO 4～8％、[MnO+T.Fe]2～5％，其余为其它不可避免的杂质，之后调整钢包底吹为软搅拌模式，软搅拌时间>20min，出钢。其中，炉号(1)～(4)的LF炉中添加的石灰、碳化硅、合成渣的加入量以及钢包中炉渣的渣碱度参看表12。
[表12]
炉号 石灰，kg/t 合成渣，kg/t 碳化硅，kg/t 炉渣的渣碱度
(1) 1.0 8.0 1.5 1.1
(2) 2.0 14.8 1.4 1.2
(3) 1.9 15.0 1.0 0.9
(4) 1.6 10.3 1.3 1.1
炉号(1)～(4)的LF炉中，检测钢水温度、化学成分及含量期间，加入所述合金并喂入碳线过程中，通电化渣过程中，软搅拌过程中的钢包底吹流量，以及软搅拌时间分别如表13所示。
[表13]
Figure BDA0003499806280000141
其中，所述合金包括硅铁、金属锰和铬铁，其中，所述硅铁、所述金属锰、所述铬铁中的Al含量如表14所示，另外，所述铬铁中的C≤0.15％；所述低氮增碳剂中的N≤0.015％。
[表14]
炉号 硅铁，％ 金属锰，％ 铬铁，％
(1) 0.030 0.007 0.009
(2) 0.015 0.010 0.008
(3) 0.035 0.012 0.020
(4) 0.018 0.015 0.014
其中，所述碳化硅的化学成分以质量百分比计包括：SiC≥99.3％，以及其它不可避免的杂质；所述合成渣的化学成分及其质量百分比如表15所示。
[表15]
Figure BDA0003499806280000151
(3)铸坯阶段
将精炼阶段出钢后的钢水运至连铸平台静置15min以上，大包开浇时，将引流砂引入接渣桶中，将钢水保护浇铸至中间包中形成连铸坯；
其中，所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖均采用镁碳砖，使用次数不超过35～45次；所述钢包的渣线砖、透气砖采用镁-锆-碳砖，使用次数不超过15～25次；所述钢包的长水口采用刚玉长水口，且所述长水口的内壁涂覆SiO2涂层，所述SiO2涂层的厚度为3～8mm；所述引流砂采用硅铬引流砂；所述中间包的内壁涂覆镁质涂层，所述中间包的挡墙采用镁-锆-碳挡墙，所述中间包的上水口、浸入式水口均采用镁碳质水口。
所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖、渣线砖、透气砖，所述引流砂，所述中间包的镁质涂层、挡墙、上水口、浸入式水口中的Al2O3含量如表16所示。
[表16]
Figure BDA0003499806280000152
Figure BDA0003499806280000161
采用蔡司扫描电镜对中间包的钢水样品进行扫描并统计尺寸>1μm的夹杂物，扫描面积1000mm2，测得夹杂物中Al2O3含量≤10％，未发现5μm以上的Al2O3、镁铝尖晶石夹杂物，尺寸为1～5μm的Al2O3、镁铝尖晶石夹杂物的密度≤0.0005个/mm2。
另外，图5示出了本发明一实施方式的帘线钢中夹杂物在SiO2-MnO-Al2O3系三元相图中的分布情况。比较图5和图1可知，本发明的帘线钢中夹杂物主要为SiO2-MnO夹杂，相较于现有生产工艺制备的帘线钢，Al2O3、镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)脆性夹杂物大幅减少，从而可以大大降低由于脆性夹杂物而导致的拉拔断丝率。

Claims (10)

1.一种帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述帘线钢的化学成分以质量百分比计包括：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；
所述控制方法包括依序进行的如下步骤：
炉内初炼阶段，对钢水进行脱氧合金化，出钢前在承接钢水的钢包底部铺设0.5～1kg/t的碳化硅和40～60％的低氮增碳剂，出钢过程中依次加入合金进行合金化，出钢75％时加完全部合金，出钢80％时开始以200～300kg/min的速率加入其余40～60％的低氮增碳剂，待低氮增碳剂全部溶入钢水后，出钢结束并向钢包渣面加入0.5～1kg/t的碳化硅，并加入3～5kg/t的合成渣造渣；
精炼阶段，将炉内初炼后的钢水送至LF炉中进行精炼，并检测钢水温度、化学成分及含量，根据检测到的钢水化学成分及含量加入所述合金并喂入碳线，以将钢水的化学成分调整至以质量百分比计满足：C 0.70～0.95％、Si 0.15～0.45％、Mn 0.25～0.80％、Cr 0.10～0.45％、P≤0.015％、S≤0.01％、Alt≤0.0008％、N≤0.0030％，O≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；添加石灰、碳化硅、合成渣并通电化渣，调节钢水温度至1510～1535℃，并使炉渣成分以质量百分比计满足：CaO/SiO2＝0.9～1.2、Al2O3≤5％、MgO 4～8％、[MnO+T.Fe]2～5％，其余为其它不可避免的杂质，之后调整钢包底吹为软搅拌模式，软搅拌时间>20min，出钢；
铸坯阶段，将精炼阶段出钢后的钢水运至连铸平台静置15min以上，大包开浇时，将引流砂引入接渣桶中，将钢水保护浇铸至中间包中形成连铸坯；
其中，所述合金包括硅铁、金属锰和铬铁，其中，所述硅铁中的Al≤0.035％，所述金属锰中的Al≤0.015％，所述铬铁中的Al≤0.020％、C≤0.15％；所述低氮增碳剂中的N≤0.015％。
2.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述钢包的底部砖、熔池砖、包口砖均采用镁碳砖，所述镁碳砖中，Al2O3≤3％；所述钢包的渣线砖、透气砖采用镁-锆-碳砖，所述镁-锆-碳砖中，Al2O3≤3％；所述钢包的长水口采用刚玉长水口，且所述长水口的内壁涂覆SiO2涂层，所述SiO2涂层的厚度为3～8mm。
3.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述引流砂采用硅铬引流砂，其中，Al2O3≤5％。
4.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述中间包的内壁涂覆镁质涂层，所述镁质涂层中，Al2O3≤2％；所述中间包的挡墙采用镁-锆-碳挡墙，所述镁-锆-碳挡墙中，Al2O3≤5％；所述中间包的上水口、浸入式水口均采用镁碳质水口，所述镁碳质水口中，Al2O3≤5％。
5.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述炉内初炼阶段在转炉或电炉中冶炼，冶炼终点的钢水温度≥1650℃、C≥0.10％、O≤0.030％。
6.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述炉内初炼阶段，出钢初期和合金化过程中钢包底吹流量为100～200NL/min；出钢80％时开始加入其余40～60％的低氮增碳剂的过程中，钢包底吹流量为600～800NL/min；出钢结束并向钢包渣面加入碳化硅和合成渣造渣的过程中，钢包底吹流量为300～500NL/min。
7.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述精炼阶段，检测钢水温度、化学成分及含量期间的钢包底吹流量为100～150NL/min；加入所述合金并喂入碳线的过程中，钢包底吹流量为300～400NL/min；通电化渣的过程中，钢包底吹流量为200～300NL/min；软搅拌的过程中，钢包底吹流量为30～80NL/min。
8.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，自所述炉内初炼阶段出钢结束至所述精炼阶段钢水的化学成分调整完成，钢包的渣碱度≤0.6；所述精炼阶段，添加1～2kg/t的石灰、1～1.5kg/t的碳化硅、8～15kg/t的合成渣以使钢包的渣碱度为0.9～1.2。
9.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述碳化硅的化学成分以质量百分比计包括：SiC≥99.3％，以及其它不可避免的杂质；所述合成渣的化学成分以质量百分比计包括：CaO 35～45％、SiO2 45～55％、MgO 3～8％、Al2O3≤2％，以及其它不可避免的杂质。
10.根据权利要求1所述的帘线钢的脆性夹杂物控制方法，其特征在于，所述铸坯阶段，中间包的钢水中，Als≤0.0005％，钢水的夹杂物中，Al2O3夹杂物的含量≤10％，Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物的尺寸<5μm，尺寸为1～5μm的Al2O3夹杂物、镁铝尖晶石夹杂物的密度≤0.0005个/mm2。
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