CN115466826A - 一种在钢水中添加铋粉的方法及钢坯 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种在钢水中添加铋粉的方法及钢坯，其中，所述方法包括：对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理；将容纳钢水的钢包连接钢包底吹系统，并通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉；在板坯浇铸过程中，通过结晶器上的电磁搅拌器对钢水进行搅拌，使铋粉均匀分散在钢水中。本申请通过在钢水中添加铋粉，并使铋粉均匀分散在钢水中，从而提高钢水中金属铋元素的含量，保证了钢坯的质量。

Description

一种在钢水中添加铋粉的方法及钢坯

技术领域

本申请涉及炼钢技术领域，特别涉及一种在钢水中添加铋粉的方法及钢坯。

背景技术

铋是逆磁性最强的金属，在磁场作用下电阻率增大而热导率降低，在热电和超导方面也有很好的应用前景，在易切削钢中加入0.1％～0.4％的铋，可改善钢的切削性能。当铋均匀分散在钢中时，微粒铋与切削工具接触后熔化，起润滑剂作用，并且使切屑断裂，避免过热，从而可提高切削转速。最近已大量在不锈钢中添加铋，以改善不锈钢的切削性能。

在现有方案中，采用一种耐火材料制作的合金加料管，在钢包精炼后，插入钢液面下100mm～300mm，然后再通过该合金加料管将粒度为3～30mm的低熔点易气化金属铋元素加入钢液中。该方案为防止钢水氧化，合金加料管孔径较小，使用一段时间后加料管容易被钢渣堵塞，而且为了便于加料，其长度一般超过2 米，不利于搬运和存放。此外，为了防止耐火材料中水分带入钢水发生喷爆，该加料管在使用前必须进行烘烤，此方法实施性较差。

基于此，如何采用一种有效的方法来使金属铋元素添加至钢水中，并使金属铋元素均匀分散在钢水中，从而提高钢水中金属铋元素的含量，保证钢坯的质量，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种在钢水中添加铋粉的方法及钢坯，通过在钢水中添加铋粉，并使铋粉均匀分散在钢水中，从而提高钢水中金属铋元素的含量，保证钢坯的质量。

具体的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例提供了一种在钢水中添加铋粉的方法，所述方法包括：对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理；将容纳钢水的钢包连接钢包底吹系统，并通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉；在板坯浇铸过程中，通过结晶器上的电磁搅拌器对钢水进行搅拌，使铋粉均匀分散在钢水中。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，在对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理结束之后，将钢水温度控制在1560℃～1570℃。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉，包括：通过钢包底吹系统从钢包底部进行弱吹氩；在弱吹氩持续30s～60s之后，通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，在通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉结束后50s～60s，所述方法还包括：按照软吹模式，通过钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，按照软吹模式从钢包底部吹入氩气的持续时间为5min～7min。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，按照软吹模式从钢包底部吹入氩气的流量为30L/min～60L/min。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述铋粉的含铋量大于99％。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数小于等于3次。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数为2次。

本申请实施例还提供了一种钢坯，所述钢坯采用如上所述的在钢水中添加铋粉的方法制备而成。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

一方面，本申请提出的方案，通过在钢水中添加铋粉，并使铋粉均匀分散在钢水中，从而提高钢水中金属铋元素的含量，保证钢坯的质量。

另一方面，本申请提出的方案，通过钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉，使得在钢水中添加铋元素时更加便捷、有效。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1示出了本申请一个实施例中的在钢水中添加铋粉的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

需要注意的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在图示或描述的那些以外的顺序实施。

以下对本申请实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述：

根据本申请中，提供一种在钢水中添加铋粉的方法，参照图1，为本申请一种在钢水中添加铋粉的方法的流程图，所述方法包括如下步骤S1至步骤S3：

步骤S1，对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理。

步骤S2，将容纳钢水的钢包连接钢包底吹系统，并通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉。

步骤S3，在板坯浇铸过程中，通过结晶器上的电磁搅拌器对钢水进行搅拌，使铋粉均匀分散在钢水中。

在本申请中，所述RH真空循环脱气精炼处理的真空循环脱气法作为一种炉外精炼手段，在炼钢流程中的使用趋势是与LF炉配合使用，发挥LF炉精炼过程脱氧和脱硫优势和RH法的脱气优势。

在本申请中，在板坯浇铸过程中，通过结晶器上的电磁搅拌器对钢水进行搅拌，所述的电磁搅拌器装设在结晶器铜板的外面，通过电作用产生电磁力，该电磁力推动钢水运动，同时也起到了搅拌的作用，可以使铋粉均匀分散在钢水中。

在本申请的一个实施例中，在对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理结束之后，将钢水温度控制在1560℃～1570℃。

在本申请的一个实施例中，所述通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉，包括：

通过钢包底吹系统从钢包底部进行弱吹氩；

在弱吹氩持续30s～60s之后，通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉。

在本申请中，通过所述钢包底吹系统从钢包底部向钢包中的钢水中吹入氩气，此时为弱吹氩(吹入钢水中的氩气强度较低，可理解为缓慢吹入氩气)，在弱吹氩持续30s～60s之后，接着通过所述钢包底吹系统从钢包底部向钢包中的钢水中吹入铋粉。

在本申请的一个实施例中，在通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉结束后50s～60s，所述方法还包括：按照软吹模式，通过钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气。

在本申请中，通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉，在吹铋粉结束 50s～60s之后，将按照软吹模式，通过钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气，所述软吹模式是指通过弱的氩气搅拌强度，促使钢水中的夹杂物上浮，有利于去除钢水中的夹杂物，使钢水的纯度越高。

在本申请的一个实施例中，按照软吹模式从钢包底部吹入氩气的持续时间可以为5min～7min。

在本申请的一个实施例中，按照软吹模式从钢包底部吹入氩气的流量可以为30L/min～60L/min。

在本申请中，在按照软吹模式从钢包底部吹入氩气时，其吹入氩气的持续时间可以是5min～7min，吹入氩气的流量可以是30L/min～60L/min，在通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉，吹入铋粉结束后再按照软吹模式从钢包底部吹入氩气，此时吹入氩气不仅有促使钢水中的夹杂物上浮的作用，还有利于铋粉均匀分散在钢水中。

在本申请的一个实施例中，所述铋粉的含铋量可以大于99％。

在本申请中，所述铋粉的含铋量可以大于99％，铋粉的含铋量越高，在喷入钢水后与钢水均匀混合，在后续浇铸完成后，板坯中的铋元素含量也会越高，当铋元素均匀分散在钢中时，在将钢水所浇铸而成的产品进行切割时，钢水所浇铸而成的产品中微粒铋与切削工具接触后熔化，起润滑剂作用，并且使切屑断裂，避免过热，从而可提高切削转速，可改善钢的切削性能。

这里需要注意的是，当通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉时，由于吹入的为粉末状，可能造成粉末堆积和残留至底吹系统的缝隙中，其在喷入至钢水的过程中流动性较差，为了保证铋粉的流动性，可以使用一定量的硅油与铋粉混合，这样可以避免粉剂粘在一起，同时其流动性好，保证铋粉能全部被吹入至钢水中。

在本申请的一个实施例中，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数可以小于等于3次。

在本申请的一个实施列中，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数可以为2次。

在本申请中，通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉，吹入氩气和铋粉一般都通过安装在钢包底部的底吹砖吹入钢水中，所述底吹砖形状为锥台形，其底部带有螺纹的钢管插入可透气的耐火材料，耐火材料外面包裹一层不锈钢薄板，钢管底部螺纹作用是连接外部吹入气体管路，表面不锈钢板是为了保证底吹砖外形尺寸精度。

在本申请中，这里需要注意的是，所述底吹砖存在有砖缝，当铋粉通过安装在钢包底部的底吹砖吹入钢水中时，会存在铋粉残留在所述底吹砖的砖缝中，钢水也有可能渗透流入所述底吹砖的砖缝中，造成所述底吹砖的砖缝堵塞，从而影响底吹砖的透气性，破坏钢水的质量及正常的生产节奏。

在本申请中，为了保证底吹砖良好的透气性，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数可以小于等于3次，一般使用次数为2次，保证了钢水的质量与正常的生产节奏。

作为另一方面，本申请还提供了一种钢坯，所述钢坯采用如上所述的在钢水中添加铋粉的方法制备而成。

在本申请中，通过采用上述在钢水中添加铋粉的方法制备出的钢坯，钢坯中铋元素收得率可以达到51.2％，改善了钢的切削性能，提高了钢的质量。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下几个方面的优点和积极效果：

其一，本申请提出的方案，通过在钢水中添加铋粉，并使铋粉均匀分散在钢水中，从而提高钢水中金属铋元素的含量，保证钢坯的质量。

其二，本申请提出的方案，在钢水中加入铋粉，当铋均匀分散在钢中时，在切割钢水所浇铸而成的产品时，钢水所浇铸而成的产品中微粒铋与切削工具接触后熔化，起润滑剂作用，并且使切屑断裂，避免过热，从而可提高切削转速，起到改善产品的切削性能的作用。

其三，采用本申请提出的方案，通过钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉，使得在钢水中添加铋元素时更加便捷、有效，大大节省了人力。

其四，采用本申请提出的方案，使制备出来的钢坯的铋元素收得率可以达到51.2％，保证了钢水中铋元素的含量。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式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)

1.一种在钢水中添加铋粉的方法，其特征在于，所述方法包括：

对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理；

将容纳钢水的钢包连接钢包底吹系统，并通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉；

在板坯浇铸过程中，通过结晶器上的电磁搅拌器对钢水进行搅拌，使铋粉均匀分散在钢水中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对钢包中的钢水进行RH真空循环脱气精炼处理结束之后，将钢水温度控制在1560℃～1570℃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气和铋粉，包括：

通过钢包底吹系统从钢包底部进行弱吹氩；

在弱吹氩持续30s～60s之后，通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在通过所述钢包底吹系统从钢包底部吹入铋粉结束后50s～60s，所述方法还包括：

按照软吹模式，通过钢包底吹系统从钢包底部吹入氩气。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照软吹模式从钢包底部吹入氩气的持续时间为5min～7min。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照软吹模式从钢包底部吹入氩气的流量为30L/min～60L/min。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述铋粉的含铋量大于99％。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数小于等于3次。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用钢包底部喷吹铋粉的钢包底吹砖的使用次数为2次。

10.一种钢坯，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的在钢水中添加铋粉的方法制备而成。

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