CN103045806A - 一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法 - Google Patents

一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103045806A
CN103045806A CN201310013884XA CN201310013884A CN103045806A CN 103045806 A CN103045806 A CN 103045806A CN 201310013884X A CN201310013884X A CN 201310013884XA CN 201310013884 A CN201310013884 A CN 201310013884A CN 103045806 A CN103045806 A CN 103045806A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inclusion
steel
slag
ladle
strength low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310013884XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103045806B (zh
Inventor
于会香
王新华
姜敏
黄福祥
王万军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201310013884.XA priority Critical patent/CN103045806B/zh
Publication of CN103045806A publication Critical patent/CN103045806A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103045806B publication Critical patent/CN103045806B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明提出一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，该方法包括以下步骤：1.向钢包出钢，出钢开始后向钢包内钢水加入添加剂，其中添加剂包括铁合金、铝脱氧剂、缓释脱氧剂、石灰；2.在钢包中进行LF精炼，精炼过程中炉渣碱度范围为3～6；经LF化渣后精炼渣成分的质量百分比为：CaO：50%～65%、MgO：6%～12%、Al2O3：13%～26%、SiO2：9%～19%、(FeO+MnO)<0.5%；3.化渣结束后，进行钢包底吹Ar气强搅拌脱硫；4.在强搅拌及随后过程中进行炉渣-钢液-夹杂物之间的反应。本发明的优点在于获得良好脱氧、脱硫效果的同时，将钢中非金属夹杂物的组成控制在CaO-MgO-Al2O3(-SiO2)相图较高熔点区域，夹杂物不易聚合且在后续轧制过程中变形较小，达到控制高强度低合金钢板中大型长条状夹杂物的目的。

Description

一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法
技术领域
本发明属于炼钢精炼技术领域，特别是提供了一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法。
背景技术
高强度低合金钢（HSLA）广泛用于高层建筑、海洋平台、大跨度桥梁、管线钢板等，对强度、低温冲击韧性、抗氢致裂纹（HIC）性能等有很高要求。非金属夹杂物，尤其是长条状夹杂物对其性能影响很大。这主要是因为：(1)长条状夹杂物对钢板非轧制方向性能影响显著，造成钢材的各向异性；(2)HIC裂纹等大多在条状（或串状）夹杂物处形成，并由此扩展最终造成产品失效。
MnS夹杂物在轧制过程中很容易延展为长条状，因此这类钢种要求将钢中硫含量控制在很低含量水平。为了冶炼低硫钢水，目前HSLA钢炼钢工艺主要采用铝脱氧，高碱度、高Al2O3含量、还原性炉渣对钢水进行二次精炼。原日本钢管公司采用的精炼渣为CaO：SiO2：Al2O3＝60%：10%：30%，神户制钢公司藤本英明等研究得到的合理渣系为CaO：SiO2：Al2O3＝60～65%：4～6%：30～35%；德国Dillingen公司选用的精炼渣系成分大约为60％CaO-30％Al2O3-8％SiO2；国内宝钢超低硫管线钢LF脱硫后炉渣的主要参数有：碱度>7，Al2O3>30%，（FeO+MnO）<0.5%。综上所述，现有技术中精炼渣系的特点为：（1）碱度（CaO/SiO2）在6以上；（2）Al2O3含量在25%以上。
采用铝脱氧和上述高碱度、高Al2O3含量、还原性炉渣对钢水进行精炼，钢中的Al便与精炼渣或耐火材料中的MgO、CaO反应生成少量Mg、Ca进入钢液，这些Mg、Ca进而促使铝脱氧产物Al2O3经历MgO-Al2O3、CaO-Al2O3-MgO或CaO-Al2O3系转变，最终钢中生成较多的Al2O3-CaO或CaO-CaS-Al2O3系夹杂物，包括一些低熔点的钙铝酸盐（如：12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3）。
这些低熔点的钙铝酸盐在后续轧制中同样会延展为长条状，造成高强度低合金钢板延性、抗HIC等性能降低，严重影响其使用性能。随着HSLA钢强度的提高，夹杂物对钢材性能的不利影响变得更加显著。
发明内容
为了解决上述问题，本发明在出钢铝脱氧的基础上，炉外精炼采用与目前广泛使用的高碱度、高Al2O3含量炉渣显著不同的精炼渣，通过炉渣-钢液-夹杂物之间的反应，抑制夹杂物向Al2O3-CaO或CaO-CaS-Al2O3系转变，将钢中夹杂物组成控制为熔点较高（≥1500℃）的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系，在获得良好脱氧、脱硫效果的同时，解决影响HSLA钢板性能的夹杂物问题。
为此，本发明的目的在于提出控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法。其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、向钢包出钢，出钢开始后向钢包内钢水中加入添加剂，其中添加剂包括铁合金、铝脱氧剂、缓释脱氧剂、石灰；
步骤二、在钢包中进行LF精炼，控制炉渣的碱度（CaO%/SiO2%）范围在3-6之间，具体的组元含量是将LF化渣后精炼渣成分的质量百分比控制为：
CaO：50%～65%、MgO：6%～12%、Al2O3：13%～26%、SiO2：9%～19%、(FeO+MnO)<0.5%；
步骤三、化渣结束后，进行钢包底吹Ar气强搅拌脱硫；
步骤四、在强搅拌及随后过程中进行炉渣-钢液-夹杂物之间的反应。
优选地，所述铝脱氧剂为铝粒、铝铁合金或铝锰铁，所述缓释脱氧剂为铝粉和CaO混合物。
优选地，步骤一出钢结束后钢液中Al含量为0.015%～0.08%。
优选地，出钢过程中添加剂的添加在出钢量为0～1/2内完成。
优选地，步骤三中Ar气流量范围为800Nl/min～1800Nl/min，
优选地，经步骤三强搅拌后钢液中硫含量在0.003%以下。
优选地，经步骤四的所述反应后钢液中夹杂物的组成为：
CaO：26%～53%、MgO：9%～45%、Al2O3：17%～34%、SiO2：8%～14%。
本发明的优点在于获得良好脱氧、脱硫效果的同时，将钢中非金属夹杂物的组成控制在CaO-MgO-Al2O3(-SiO2)相图较高熔点区域（≥1500℃），夹杂物不易聚合且在后续轧制过程中变形较小，达到控制高强度低合金钢板中大型长条状夹杂物的目的。
附图说明
图1为与本发明实施例一中渣系平衡的HSLA钢中非金属夹杂物的典型形貌。
图2为与本发明实施例一中渣系相平衡的HSLA钢中随机观察的夹杂物的成分在相图中的分布。
具体实施方式
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
本发明中控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法是在各步骤中控制如下工艺参数：
步骤一、向钢包出钢，出钢开始后向钢包内钢水中加入铁合金（如，硅铁、锰铁等）、铝脱氧剂（如，铝粒、铝铁合金、铝锰铁等）、缓释脱氧剂（如，铝粉+CaO）、石灰等添加剂。
其中，铝的加入量须满足出钢结束后钢液中Al含量（质量百分比）为0.015%～0.08%，出钢过程加料应在出钢量为0～1/2内完成。
步骤二、在钢包中进行LF精炼，精炼过程中控制炉渣碱度（即CaO/SiO2的比值）范围为3～6；经LF化渣后精炼渣成分的质量百分比控制为：CaO：50%～65%、MgO：6%～12%、Al2O3：13%～26%、SiO2：9%～19%、(FeO+MnO)<0.5%。
步骤三、化渣结束后，进行钢包底吹Ar气强搅拌脱硫。
Ar流量范围为800Nl/min～1800Nl/min，脱硫处理后钢液硫含量能够控制在0.003%以下。
步骤四、在强搅拌及随后过程中发生炉渣-钢液-夹杂物之间的反应。
LF精炼结束时钢液中夹杂物的主要组成为：CaO：26%-53%、MgO：9%-45%、Al2O3：17%-34%、SiO2：8%-14%。
以下根据一个实施例详细描述本发明的技术方案，并结合具体试验结果表明本发明技术方案的技术效果。
具体实施例一
步骤一、从210吨氧气顶底复吹转炉向钢包出钢，在出钢过程中加入铝铁1100kg，其中铝铁合金中铝含量为40wt%，石灰900kg，萤石240kg，所有加料在出钢量为1/4时完成；出钢结束后钢液中铝含量为0.04wt%。
步骤二、LF精炼过程中炉渣碱度（即CaO/SiO2比值）为3.5-5；化渣结束时炉渣组成（本实施例中取八个炉次的平均值）为：CaO：54.79wt%；SiO2：12.31wt%；Al2O3：21.37wt%；MgO：7.82wt%；T.Fe+MnO：0.52wt%。
步骤三、化渣结束后，进行钢包底吹Ar气强搅拌脱硫，Ar流量为1200Nl/min，底吹时间为15分钟。LF精炼结束时八个炉次钢液的硫含量在0.0006～0.0018%之间。
步骤四、在强搅拌及随后过程中发生炉渣-钢液-夹杂物之间的反应，LF精炼结束时钢液中夹杂物属于不易聚合且在后续轧制过程中变形较小的较高熔点夹杂物。
图1为LF精炼结束时HSLA钢中非金属夹杂物的典型形貌。夹杂物呈类球形，绝大多数尺寸在5μm以下，组成为CaO-Al2O3-MgO-SiO2系，平均成分为：CaO:36.32%，Al2O3:32.09%，SiO2:11.30%，MgO:18.45%，MnO:1.81%。
图2为LF精炼结束时钢中随机观察的43个夹杂物的成分在SiO2含量一定（夹杂物中SiO2含量变化很小）的CaO-MgO-Al2O3(-SiO2)伪三元相图中的分布，图中不同曲线所围区域为相应温度（℃）下的液相区域，“●”表示单个夹杂物的化学组成。可见夹杂物成分分布比较分散，除少量夹杂物位于1500℃的液相区域内，大部分夹杂物进入了1500℃以上的较高熔点区域。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种控制高强度低合金(HSLA)钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、向钢包出钢，出钢开始后向钢包内钢水中加入添加剂，其中添加剂包括铁合金、铝脱氧剂、缓释脱氧剂、石灰；
步骤二、在钢包中进行LF精炼，精炼过程中控制炉渣碱度范围为3～6；经LF化渣后精炼渣成分的质量百分比控制为：
CaO：50%～65%、MgO：6%～12%、Al2O3：13%～26%、SiO2：9%～19%、(FeO+MnO)<0.5%；
步骤三、化渣结束后，进行钢包底吹Ar气强搅拌脱硫；
步骤四、在强搅拌及随后过程中进行炉渣-钢液-夹杂物之间的反应。
2.如权利要求1所述的控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，所述铝脱氧剂为铝粒、铝铁合金或铝锰铁，所述缓释脱氧剂为铝粉和CaO混合物。
3.如权利要求1所述的控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，步骤一出钢结束后钢液中Al含量为0.015%～0.08%。
4.如权利要求1所述的控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，步骤一出钢过程中添加剂的添加在出钢量为0～1/2内完成。
5.如权利要求1所述的控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，步骤三中Ar气流量范围为800Nl/min～1800Nl/min。
6.如权利要求1所述的控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，步骤三强搅拌脱硫后钢液中中硫含量在0.003%以下。
7.如权利要求1所述的控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法，其特征在于，经步骤四的所述反应后钢液中夹杂物的组成为：
CaO：26%～53%、MgO：9%～45%、Al2O3：17%～34%、SiO2：8%～14%。
CN201310013884.XA 2013-01-15 2013-01-15 一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法 Expired - Fee Related CN103045806B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310013884.XA CN103045806B (zh) 2013-01-15 2013-01-15 一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310013884.XA CN103045806B (zh) 2013-01-15 2013-01-15 一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103045806A true CN103045806A (zh) 2013-04-17
CN103045806B CN103045806B (zh) 2014-12-17

Family

ID=48058665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310013884.XA Expired - Fee Related CN103045806B (zh) 2013-01-15 2013-01-15 一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103045806B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104182615A (zh) * 2014-07-29 2014-12-03 北京科技大学 一种在三元相图中表示任意成分夹杂物数量的方法
CN104480368A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 四川大学 磁悬浮辅助硅及其合金对钢中氧化铝夹杂改性的方法
CN106204682A (zh) * 2016-06-24 2016-12-07 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种帘线钢中不同尺寸夹杂物在三元相图中的表示方法
CN109030551A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 深圳市爱能森科技有限公司 一种快速寻找三元熔盐体系最低熔点的方法
CN109425630A (zh) * 2017-08-21 2019-03-05 深圳市爱能森科技有限公司 一种快速寻找四元熔盐体系最低熔点的方法
CN111575441A (zh) * 2020-06-09 2020-08-25 首钢集团有限公司 一种利用炉渣改质钢中脱氧产物的方法
CN113151637A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 北京科技大学 一种含铬钢表面抛光夹杂物凹坑缺陷的控制方法
CN113151639A (zh) * 2021-02-08 2021-07-23 北京科技大学 一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法
CN114082914A (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 宝山钢铁股份有限公司 用于csp生产中钢水夹杂物的快速评估方法
CN114369696A (zh) * 2022-01-14 2022-04-19 西安建筑科技大学 一种助熔剂及其使用方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101492758A (zh) * 2009-03-12 2009-07-29 首钢总公司 一种控制管线钢中非金属夹杂物的方法
CN101597666A (zh) * 2009-07-03 2009-12-09 首钢总公司 一种用于提高中厚板低碳铝镇静钢钢液洁净度的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101492758A (zh) * 2009-03-12 2009-07-29 首钢总公司 一种控制管线钢中非金属夹杂物的方法
CN101597666A (zh) * 2009-07-03 2009-12-09 首钢总公司 一种用于提高中厚板低碳铝镇静钢钢液洁净度的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张静等: "精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响", 《北京科技大学学报》, vol. 33, no. 7, 31 July 2011 (2011-07-31), pages 828 - 833 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104182615A (zh) * 2014-07-29 2014-12-03 北京科技大学 一种在三元相图中表示任意成分夹杂物数量的方法
CN104182615B (zh) * 2014-07-29 2017-06-20 北京科技大学 一种在三元相图中表示任意成分夹杂物数量的方法
CN104480368A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 四川大学 磁悬浮辅助硅及其合金对钢中氧化铝夹杂改性的方法
CN106204682A (zh) * 2016-06-24 2016-12-07 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种帘线钢中不同尺寸夹杂物在三元相图中的表示方法
CN109030551A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 深圳市爱能森科技有限公司 一种快速寻找三元熔盐体系最低熔点的方法
CN109425630A (zh) * 2017-08-21 2019-03-05 深圳市爱能森科技有限公司 一种快速寻找四元熔盐体系最低熔点的方法
CN111575441A (zh) * 2020-06-09 2020-08-25 首钢集团有限公司 一种利用炉渣改质钢中脱氧产物的方法
CN114082914A (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 宝山钢铁股份有限公司 用于csp生产中钢水夹杂物的快速评估方法
CN114082914B (zh) * 2020-08-24 2023-03-14 宝山钢铁股份有限公司 用于csp生产中钢水夹杂物的快速评估方法
CN113151639A (zh) * 2021-02-08 2021-07-23 北京科技大学 一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法
CN113151639B (zh) * 2021-02-08 2022-07-22 北京科技大学 一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法
CN113151637A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 北京科技大学 一种含铬钢表面抛光夹杂物凹坑缺陷的控制方法
CN114369696A (zh) * 2022-01-14 2022-04-19 西安建筑科技大学 一种助熔剂及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103045806B (zh) 2014-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103045806B (zh) 一种控制高强度低合金钢中低熔点夹杂物的方法
CN106148630B (zh) 一种转炉冶炼低磷低硫钢水的方法
CN102776314B (zh) 一种超低磷钢冶炼方法
CN105525055B (zh) 一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法
JP5573424B2 (ja) 溶鋼の脱硫処理方法
CN101798612B (zh) 一种转炉出钢渣洗预脱硫精炼工艺
CN100500874C (zh) 出钢过程对钢水进行预精炼的方法
CN104561433B (zh) 一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法
CN102358912A (zh) 一种生产低磷钢的转炉冶炼工艺方法
CN104032095B (zh) 一种钢水脱磷剂和钢水脱磷的方法
CN101550513A (zh) 一种用于低碳钢铝脱氧钢快速深脱硫的方法
CN101962698A (zh) 一种半钢转炉炼钢的方法
CN108568503A (zh) 精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法
CN104878153A (zh) 一种高磷低硅铁水的转炉脱磷方法
CN107365890A (zh) 一种x80管线钢中夹杂物的控制方法
CN104195283A (zh) 一种转炉提钒的钒渣改性剂及转炉提钒冶炼方法
CN103555886B (zh) 一种含钒铁水冶炼超低硫钢的方法
JP2016151027A (ja) 溶鋼の製造方法
CN104762436B (zh) 降低半钢炼钢终渣全铁含量的方法
CN110042200A (zh) 一种超低硫钢的冶炼方法
JP5895887B2 (ja) 溶鋼の脱硫処理方法
CN109280734B (zh) 一种中高合金超低磷钢的冶炼方法
JP7151494B2 (ja) 転炉スラグのリサイクル方法
CN104046717B (zh) 一种钒钛铁水转炉炼钢方法
CN106244760B (zh) 一种含钒铁水在提钒转炉中脱磷的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141217

Termination date: 20190115