CN115011863A - 一种钢轨钢a类夹杂物的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钢轨钢A类夹杂物的控制方法。本发明工艺流程包括如下步骤：按照铁水脱硫‑转炉炼钢‑LF‑真空脱气‑连铸工艺流程生产，其中，LF脱硫至钢中硫含量到达预设指标，在真空脱气过程中，加入与硫含量正相关的锆。本发明锆夹杂在凝固时先析出，成为MnS夹杂生成的质点，分散细化MnS夹杂，达到MnS夹杂改性的效果。

Description

一种钢轨钢A类夹杂物的控制方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种钢轨钢A类夹杂物的控制方法。
背景技术
钢中MnS夹杂塑性好，轧制过程中易变形，成为长条形夹杂物(A类夹杂物)。重轨钢中的A类夹杂对其横向韧性和各向异性不利，一般要求不超过2.0级。因此应尽量减少钢中MnS夹杂物的析出或者改变MnS夹杂的形貌。为了减少MnS的析出和MnS改性，传统方法采用深脱硫、钙处理等工艺，不仅使成本大大增加，钙处理还导致会污染环境。由于钢轨钢中Mn含量高，容易形成MnS夹杂，对于含硫0.005％以上的钢水，必须采用合理的MnS夹杂改性方法。
公开号为CN107699659A公开了一种重轨钢硫化物夹杂物的变性方法，该方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、热连轧、轧后控冷的步骤；LF精炼中，进行精准脱硫，控制钢水S含量为0.002％～0.020％，控制钢水a[O]≤0.0015％；RH精炼中，加入TiO2，控制TiO2的加入量为钢水重量的0.0100％～0.0200％。采用TiO2对重轨钢MnS夹杂物进行变性，使硫化物夹杂物弹性模量平均值达到30～50Gpa，降低了硫化物夹杂物评级，使重轨钢夹杂物评级≤1.5级评级比例提高到80％～100％，显著提高了重轨钢质量。该专利控制钢水S含量为0.002％～0.020％，硫含量较高，容易析出大量MnS夹杂，导致后续变形处理难度大；其次，TiO2的密度比钢水小，难以溶解到钢水中，造成收得率低，氧化物冶金的效果不良。
公开号为CN102732667A公开了一种高速重轨钢中MnS夹杂物的控制方法，该方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、热连轧、轧后控冷的步骤，RH精炼操作中，当硫含量在0.01～0.02％时加入钛，并控制所加入钛含量为钢液重量的0.006～0.01％。该专利控制钢水S含量为0.01％～0.020％，硫含量较高，同样容易析出大量MnS夹杂，导致后续变形处理难度大；其次，加入钛含量为钢液重量的0.006％～0.01％，虽然钛容易进入钢液，但是氧化物冶金需要钢水存在一定的氧含量，并未提及相关信息。同时加入钛含量过高，会导致含钛硬质夹杂偏多，影响重轨性能。
申请号为201611016111.7公开了一种护轮轨用重轨钢的生产方法，在LF精炼操作时加入渣料造二元碱度3.0～5.0的高碱度白渣进行精炼；待钢水硫含量≤0.012wt％时，加入调渣剂进行调渣处理，控制炉渣碱度为1.5～2.0；加入钛铁使钢水中钛含量控制在0.015wt％～0.025wt％；之后软吹出站上钢；铸坯缓冷步骤采用夹钳下线入缓冷坑缓冷处理,铸坯入坑温度不低于700℃，出坑温度不高于150℃，提供铸坯中氢扩散的良好热力学条件，本发明省去了现有技术中RH或VD精炼步骤，简化了护轮轨用重轨钢的生产工艺流程，降低了生产成本；使铸坯内部各类夹杂物有效控制在≤2.0级，有效降低铸坯内部中心偏析和疏松缺陷,完全满足护轮轨质量要求。该专利同样存在钛含量加入过多的问题。
专利CN108193017A，属特种钢及其冶炼技术领域,涉及一种加锆高碳,微合金化的高强度碳素纯净钢及其制备方法.按质量百分比,所述高强度碳素纯净钢由以下成分组成:C 0.67～0.75％,Si 0.15～0.37％,Mn 0.30～0.80％,P≤0.012％,S≤0.006％,Cr 0.20～0.50％,Mo≤0.30％,V≤0.30％,Zr 0.002～0.100％,余量为Fe和不可避免的杂质.本发明进一步降低有害元素S,P,O,N的含量,降低夹杂物含量,净化钢液,可大大提高钢的机械性能；该高强度碳素纯净钢的各个成分的合理配比,其与制备方法的步骤,参数之间协同作用,共同进一步提高其机械性能。该专利针对烧结锯片母板用钢，采用铁水预处理-转炉炼钢-真空脱气处理-LF合金化-浇注的工艺路线，锆的作用是细化碳素钢的退火组织，提高淬火性，促进渗碳体球化，阻止奥氏体在高温下晶粒长大。该发明的锆源为锆铁合金；锆的作用为细化组织，提高淬透性，促进渗碳体球化，阻止奥氏体在高温下晶粒长大。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种钢轨钢A类夹杂物的控制方法。本发明采用的技术手段如下：
一种钢轨钢A类夹杂物的控制方法，工艺流程包括如下步骤：按照铁水脱硫-转炉炼钢-LF-真空脱气-连铸工艺流程生产，其中，LF脱硫至钢中硫含量到达预设指标，在真空脱气过程中，加入与硫含量正相关的锆。
进一步地，以质量分数计，钢轨钢基本成分为：C：0.68～0.91％，Si：0.4～0.81％，Mn：0.77～1.24％，其余为Fe和杂质。
进一步地，LF脱硫后，以质量分数计，钢中硫含量为0.0050～0.012％。
进一步地，所述真空脱气采用RH炉或VD炉。
进一步地，真空脱气过程中，总氧含量控制在10～20ppm。
进一步地，在真空脱气过程中，其他合金加入后，再加入海绵锆，并循环5～10分钟，具体地，根据成品成分和RH进站成分，补加部分C、Si、Mn的合金。先加C，再加Si、Mn合金。
进一步地，所述海绵锆中，锆含量在98％以上。
进一步地，所述加入与硫含量正相关的锆具体为：Zr＝(1.7×S-76)/0.4，ppm，此处的锆为海绵锆的含量；其中S为硫含量，ppm；最终钢轨钢成品锆含量为钢液重量的0.0010％～0.013％。
本发明先进行LF处理，硫含量控制低，MnS夹杂较少，易对夹杂变性处理；本发明采用纯度更高的海绵锆，杂质元素少，锆的作用为MnS夹杂的形核剂。钢中总氧含量合理，有利于生成细小氧化锆，在真空脱气过程中，锆夹杂在凝固时先析出，成为MnS夹杂生成的质点，分散细化MnS夹杂；海绵锆纯度高可以减少带人其他夹杂物；循环时间合理，可以均匀钢包中锆成分；锆含量加入合理，过多的锆处理会增加硬质锆夹杂物生成，影响重轨性能，太少的锆又不能达到MnS夹杂改性的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的夹杂评级图片。
图2为本发明实施例2的夹杂评级图片。
图3为本发明对比例1的夹杂评级图片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出钢轨钢夹杂物控制的方法：LF处理后钢中硫含量在0.005％～0.012％，总氧含量10～20ppm，然后在RH合金化后加入海绵锆(Zr含量98％以上)，循环5～10分钟，并控制所加入锆含量为钢液重量的0.0030％～0.012％。
实施例1
本实施例中，以质量分数计，钢轨钢基本成分为：C：0.68％，Si：0.4％，Mn：0.77％，采用120t钢包。
LF处理后，钢中硫含量0.012％，RH总氧含量控制在20ppm，合金化最后加入海绵锆(锆含量98％以上)38kg，并循环10分钟，所加锆含量为钢液重量的0.013％。具体如图1所示，采用GB/T 10561-2005标准，得到的重轨轧材A类夹杂评级为0.5级，B类1级，C类和D类夹杂为0.5级。
实施例2
本实施例中，以质量分数计，钢轨钢基本成分为：C：0.91％，Si：0.81％，Mn：1.24％，采用120t钢包。
LF处理后，钢中硫含量0.005％，RH总氧含量控制在10ppm，合金化最后加入海绵锆(锆含量98％以上)2.7kg，并循环5分钟，所加锆含量为钢液重量的0.0010％。具体如图2所示，重轨轧材A类夹杂评级1.0，B类1级，C类和D类为0级。
对比例1
该对比例中，以质量分数计，钢轨钢基本成分为：C：0.78％，Si：0.7％，Mn：1.1％，采用120t钢包。
LF处理后，钢中硫含量0.008％，RH总氧含量控制在10ppm，合金化最后未加海绵锆，循环5分钟出钢。重轨轧材A类夹杂评级2.5，B类0级，C类0.5级，D类为0.5级。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，工艺流程包括如下步骤：按照铁水脱硫-转炉炼钢-LF-真空脱气-连铸工艺流程生产，其中，LF脱硫至钢中硫含量到达预设指标，在真空脱气过程中，加入与硫含量正相关的锆。
2.根据权利要求1所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，以质量分数计，钢轨钢基本成分为：C：0.68～0.91％，Si：0.4～0.81％，Mn：0.77～1.24％，其余为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，LF脱硫后，以质量分数计，钢中硫含量为0.0050～0.012％。
4.根据权利要求1所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，所述真空脱气采用RH炉或VD炉。
5.根据权利要求1所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，真空脱气过程中，总氧含量控制在10～20ppm。
6.根据权利要求1所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，在真空脱气过程中，其他合金加入后，再加入海绵锆，并循环5～10分钟。
7.根据权利要求6所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，所述海绵锆中，锆含量在98％以上。
8.根据权利要求6或7所述的钢轨钢A类夹杂物的控制方法，其特征在于，所述加入与硫含量正相关的锆具体为：Zr＝(1.7×S-76)/0.4，其中S为硫含量，ppm；最终钢轨钢成品锆含量为钢液重量的0.0010％～0.013％。
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