CN104862449B - 一种锯片基体用钢中氮的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种锯片基体用钢中氮的控制方法：铁水进行脱硫及扒渣；转炉冶炼；当出钢到钢水总量的1/4时，加入锰铁、硅铁、铬铁、碳粉；并搅拌至出钢结束；氩站进行处理；LF炉精炼，并加入铝线或铝丸，N的含量小于55PPm；在氩气保护下进行浇铸。本发明打破了传统的定式思维，改变了在合金化过程中的合金加入顺序及流程，即在前期转炉出钢过程中不用Al‑Fe、Al合金化脱氧，改为在LF炉后期加铝方式。其加铝方式能使铝的用量比在转炉出钢的合金化中的用量能减少15%左右，不仅满足了要求，且降低了生产成本，更主要是钢中的氮含量小于50ppm。本发明同样适用于钛合金，即将铝合金转换成钛合金即可。

Description

一种锯片基体用钢中氮的控制方法

技术领域

本发明涉及一种工具钢的冶炼中杂质的控制方法，具体地属于一种锯片基体用钢冶炼中氮的控制方法。

背景技术

锯片基体用钢对钢中的氮控制有较高要求，当钢中的氮含量较高，尤其其含量大于80PPm时，更易造成产品开裂。因此，在该产品的交货标准中要求钢中的N≤80ppm。但是，因锯片基体用钢中的合金量较大、碳较高，使钢中的N很难控制在80PPm以下，常为大于80ppm，甚至最高达到100 ppm。导致产品合格率低，锯片使用周期短，生产成本高等不足。

就目前来讲，锯片基体用钢中氮的控制已经成了冶炼锯片基体用钢的关键环节。

目前国内锯片基体用钢在氮控制方面，尚没有明确的控制要求，有些厂矿在生产中高碳合金钢时，为了控制N含量，一般采用进真空炉处理的工艺路线，其方式存在能源消耗高，耐材成本高，且N含量仍在60PPm以上。

而本发明，则采用进LF炉的最常规工艺，通过控制加铝时机和加入量，就可以达到进真空炉处理工艺效果，工艺线路简单，可降低耐材成本1.2kg/t钢，蒸汽和水消耗15kg/t。

发明内容

本发明针对现有技术中钢中的N含量高，即在80PPm以上，而造成废品率高，产品使用周期短等不足，提供一种能使钢水中N的含量在55PPm以下，提高产品合格率及满足用户要求的锯片基体用钢中氮的控制方法。

实现上述目的的措施：

一种锯片基体用钢中氮的控制方法，其步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，控制脱硫后铁水中S的重量百分比含量在≤0.005%，扒渣后的铁水裸露面不低于95%；

2）进行转炉冶炼，并控制终点C的重量百分比含量不低于0.05%，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照18-22kg/吨钢加入含C为6~7%的锰铁，按照2.8-3.2 kg/吨钢加入硅铁，按照2.3-2.7 kg/吨钢加入含C为8~10%的铬铁，按照3.6-4.0kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在500~700升/分钟，吹氩时间为3~5分钟，各元素含量达到不低于目标值的80%；

5）进行LF炉精炼：并按照2.0~3.5 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.7-0.8 kg/吨钢加入精炼渣，按照0.2~0.4 kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌3~5分钟；加热时间不超过6分钟，其中加热化渣温度在1590~1610℃；加热结束后按照2.2-2.6 kg/吨钢加入钒铁；上述原料需在进入LF炉后的30分钟内全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在300~500升/分钟，时间控制在5分钟以内，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.015~0.045%为准；加铝结束后，将氩气流量控制在50~100升/分钟；并控制渣的碱度在6~9，N的含量小于55PPm；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

本发明之所以不在出钢的合金化中加铝或铝铁合金，因为氮元素在钢中溶解度很大，过早用铝深脱氧，使空气中的氮元素容易与钢中铝发生反应生产[AlN]溶解在钢水中，很难再排除。

本发明之所以在脱硫过程中加入铝线或铝丸，并控制其铝含量在0.015~0.045%，这个铝含量可以有效确保钢中氧含量在合理范围，保证后续钢卷质量。同时，可以限制氮元素在钢中的固熔含量。

本发明与现有技术相比，打破了传统的定式思维，改变了在合金化过程中的合金加入顺序及流程，即在前期转炉出钢过程中不用Al-Fe、Al合金化脱氧，改为在LF炉后期加铝方式，并尽量减少铝丸、铝线、铝钙线的使用量，其用量比在转炉出钢的合金化中的用量能减少15%左右，不仅满足了要求，且降低了生产成本，更主要是钢中的氮含量小于50ppm。本发明同样适用于钛合金，即将铝合金转换成钛合金即可。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

实施例1

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.5238% Si0.2033% Mn 1.488% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.025% Gr 0.23% V 0.106%，其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0048%，扒渣后的铁水裸露面在95.2%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.051%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照19.5kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照3.1kg/吨钢加入硅铁，按照2.5 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.78 kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在500升/分钟，吹氩时间为3.5分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照3.0 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.7kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.22kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌3分钟；加热时间为6分钟，其中加热化渣温度为1592℃；加热结束后按照2.4 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的29分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在425升/分钟，时间控制在4分钟，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.025%，加铝结束后，将氩气流量控制在80升/分钟；并控制渣的碱度在6.8，N的含量49PPm;；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁为250 Kg，采用本发明后，实际仅用了100 Kg，比原来少用150 Kg；经试用，所制备的锯片未产生开裂现象。

实施例2

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.531% Si 0.202%Mn 1.498% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.018% Gr 0.23% V 0.11 %，其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0049%，扒渣后的铁水裸露面在95.2%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.055%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照20.7 kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照2.95kg/吨钢加入硅铁，按照2.61 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.65kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在520升/分钟，吹氩时间为4分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照. 2.7 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.73kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.32kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌3.5分钟；加热时间为5分钟，其中加热化渣温度为1598℃；加热结束后按照2.4 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的27分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在315升/分钟，时间控制在5分钟，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.018%为准；加铝结束后，将氩气流量控制在78升/分钟；并控制渣的碱度在6.8，N的含量47PPm;；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁为237Kg，采用本发明后，实际仅用了98Kg，比原来少用139Kg；经试用，制备的锯片未产生开裂现象。

实施例3

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.527% Si 0.193%Mn 1.502% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.0232% Gr 0.22% V 0.12%，其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0037%，扒渣后的铁水裸露面在95.2%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.057%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照21.3kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照2.9kg/吨钢加入硅铁，按照2.52 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.7kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在605升/分钟，吹氩时间为4分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照3.5kg/吨钢加入熟石灰，按照0.78kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.33kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌4分钟；加热时间为5分钟，其中加热化渣温度为1600℃；加热结束后按照2.3 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的29分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在430升/分钟，时间控制在6分钟，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.0232%，加铝结束后，将氩气流量控制在81升/分钟；并控制渣的碱度在7，N的含量47PPm;；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁为246Kg，采用本发明后，实际仅用了91Kg，比原来少用155Kg；经试用，制备的锯片未产生开裂现象。

实施例4

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.5200% Si 0.21%Mn 1.49% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.026% Gr 0.224% V 0.10%，

其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0041%，扒渣后的铁水裸露面在96%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.059%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照19.7 kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照2.9kg/吨钢加入硅铁，按照2.52 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.7kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在600升/分钟，吹氩时间为4分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照3.0 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.60kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.3kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌4.5分钟；加热时间为5分钟，其中加热化渣温度为1601℃；加热结束后按照2.4 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的25分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在500升/分钟，时间控制在4分钟，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.026%，加铝结束后，将氩气流量控制在89升/分钟；并控制渣的碱度在7.1，N的含量42PPm;；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁为253Kg，采用本发明后，实际仅用了91Kg，比原来少用162Kg；经试用，制备锯片未产生开裂现象。

实施例5

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.5217% Si0.205% Mn 1.52% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.024% Gr 0.22% V 0.098%，

其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0038%，扒渣后的铁水裸露面在95.7%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.058%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照20 kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照3.0kg/吨钢加入硅铁，按照2.5 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.7kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在600升/分钟，吹氩时间为5分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照3.0 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.60kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.35kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌5分钟；加热时间为5分钟，其中加热化渣温度为1602℃；加热结束后按照2.4 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的27分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在410升/分钟，时间控制在5分钟，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.024%，加铝结束后，将氩气流量控制在66升/分钟；并控制渣的碱度在7.2，N的含量45PPm;；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁为248.5Kg，采用本发明后，实际仅用了99Kg，比原来少用149.5Kg；经试用，制备锯片未产生开裂现象。

实施例6

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.5301% Si0.212% Mn 1.497% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.019% Gr 0.20% V 0.12 %，

其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0048%，扒渣后的铁水裸露面在95.2%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.056%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照20.6 kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照3.0kg/吨钢加入硅铁，按照2.53 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.8kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在550升/分钟，吹氩时间为4分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照3.0 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.60kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.32kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌3.8分钟；加热时间为5分钟，其中加热化渣温度为1597℃；加热结束后按照2.5 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的27分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在450升/分钟，时间控制在5min，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.019%，加铝结束后，将氩气流量控制在77升/分钟；并控制渣的碱度在7.8，N的含量42PPm;；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁和为244Kg，采用本发明后，实际仅用了98Kg，比原来少用146Kg；经试用，制备锯片未产生开裂现象。

实施例7

本实施例冶炼的锯片基体钢化学成分及重量百分比含量为：C 0.512% Si 0.212%Mn 1.51% P≤ 0.02% S ≤0.01% N≤ 0.01% Als 0.022% Gr 0.23% V 0.12%，

其余为Fe及不可避免的杂质。

其锯片基体用钢中氮的控制步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，脱硫后铁水中S的重量百分比含量在0.0031%，扒渣后的铁水裸露面在98%；

2）进行转炉冶炼，终点C的重量百分比含量在0.068%，，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照19.4 kg/吨钢加入含C为6%的锰铁，按照2.9kg/吨钢加入硅铁，按照2.52 kg/吨钢加入含C为9.1%的铬铁，按照 3.7kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在600升/分钟，吹氩时间为5分钟，各元素达到了目标值的80%以上；

5）进行LF炉精炼：并按照3.0 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.60kg/吨钢加入精炼渣，按照 0.32kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌4分钟；加热时间为5分钟，其中加热化渣温度为1598℃；加热结束后按照2.4 kg/吨钢加入钒铁；上述原料在进入LF炉后的26分钟内已全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在400升/分钟，时间控制在5min，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.022%，加铝结束后，将氩气流量控制在81升/分钟；并控制渣的碱度在7.2，N的含量40PPm；

7) 在氩气保护下进行浇铸。

经统计，该锯片钢按照原来工艺，需要加入的铝铁为247Kg，采用本发明后，实际仅用了110Kg，比原来少用137Kg；经试用，制备锯片未产生开裂现象。

本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (1)

1.一种锯片基体用钢中氮的控制方法，其步骤：

1）铁水进行脱硫及扒渣，控制脱硫后铁水中S的重量百分比含量在≤0.005%，扒渣后的铁水裸露面不低于95%；

2）进行转炉冶炼，并控制终点C的重量百分比含量不低于0.05%，并常规全程吹氩；

3）当出钢到钢水总量的1/4时，按照18-22kg/吨钢加入含C为6~7%的锰铁，按照2.8-3.2kg/吨钢加入硅铁，按照2.3-2.7 kg/吨钢加入含C为8~10%的铬铁，按照3.6-4.0 kg/吨钢加入碳粉；并搅拌至出钢结束；

4) 进入氩站进行处理，并控制氩气流量在500~700升/分钟，吹氩时间为3~5分钟，各元素含量达到不低于目标值的80%；

5）进行LF炉精炼：并按照2.0~3.5 kg/吨钢加入熟石灰，按照0.7-0.8 kg/吨钢加入精炼渣，按照0.2~0.4 kg/吨钢加入电石进行造渣，搅拌3~5分钟；加热时间不超过6分钟，其中加热化渣温度在1590~1610℃；加热结束后按照2.2-2.6 kg/吨钢加入钒铁；上述原料需在进入LF炉后的30分钟内全部加完；

6）在LF炉进行搅拌脱硫，氩气流量在300~500升/分钟，时间控制在5分钟以内，在钢水中加入铝线或铝丸，其加入量以使钢水中铝的重量百分比含量达到0.015~0.045%为准；加铝结束后，将氩气流量控制在50~100升/分钟；并控制渣的碱度在6~9，N的含量小于55PPm；

7) 在氩气保护下进行浇铸。