CN106399632A - 一种高碳钢增碳方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高碳钢增碳方法，包括如下步骤：在转炉高碳钢出钢时，先添加少量增碳剂脱氧增碳，再进行合金化，然后再添加大量增碳剂增碳；LF到站加铝脱氧，并根据前工序成分喂入碳线进行增碳。本发明中，通过转炉前期少量增碳脱氧以及后期大量增碳，并在精炼过程进行精确增碳，解决了高碳钢碳成分控制不稳的问题，减少了脱氧产物的生成，确保了高碳钢碳成分的均匀性和稳定性，提高了高碳钢钢水洁净度。

Description

一种高碳钢增碳方法
技术领域
本发明涉及一种钢冶炼过程中增碳的方法，具体是涉及一种高品质高碳钢增碳的方法，属于钢铁冶炼技术领域。
背景技术
高碳钢主要用于制造工具、刃具、锯片、弹簧、齿轮等特殊钢，这类钢需要有良好的强度、韧性、硬度、耐磨性、疲劳性和回火稳定性。碳是提高钢材强度和硬度的主要元素，碳含量的波动会对产品的强度和硬度造成较大影响。另外，钢水洁净度(P、S、O及夹杂物等)对高碳钢的加工和使用性能也有着重要影响。为提高碳控稳定性，提高钢水洁净度，一般在转炉出钢时加入脱氧剂进行脱氧和合金化，当钢中[O]脱至一定范围后，再加入大量增碳剂增碳，LF炉再进行脱氧、造渣和合金化，对碳成分进行微调，并去除钢中夹杂。该方法采用脱氧后增碳，会导致大量脱氧产物残留钢中，对钢水洁净度有影响，同时，出钢后期大量加入增碳剂会使增碳剂熔化不好，导致碳成分不均，影响精炼增碳，造成碳成分波动较大。
申请号为CN200910211433.0的中国专利公布了一种钢水脱氧增碳方法和炼钢方法，该方法在出钢时先向钢包中加入增碳剂，然后加入脱氧剂，先加入的增碳剂一方面调整钢中碳含量，另一方面利用氧化产生的CO气体对钢水进行搅拌，促进脱氧合金化，脱氧增碳后得到的钢水进行炉外精炼。该方法虽能减少夹杂物的生成，但出钢初期加入大量增碳剂会产生大量CO气泡，使钢液面急剧“沸腾”，严重时造成喷溅。
申请号为CN201010556238.4的中国专利公布了一种中高碳钢的冶炼生产工艺方法，在整个出钢依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；出钢结束后钢水吹Ar，然后进行浇铸。该方法不采用LF精炼，主要解决炼钢快节奏生产中精炼处理能力不足问题。采用该方法可生产普通高碳钢，对钢水洁净度要求较高的高碳钢并不合适。
发明内容
本发明主要提供一种生产高品质高碳钢的增碳方法，以解决目前高碳钢碳成分不够稳定和钢水洁净度偏低的问题。
本发明是这样实现的：
一种高碳钢增碳方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在转炉高碳钢出钢时，先添加少量增碳剂脱氧增碳，再进行合金化，然后再添加大量增碳剂增碳，具体是：
(1-1)出钢1/4时，添加≤2.5kg/t钢的增碳剂进行脱氧增碳；
(1-2)出钢1/3时，根据钢水成分添加合金进行合金化，出钢1/2时添加大量增碳剂增碳，并添加1.5-4.0kg/t钢的石灰和0.5-1.2kg/t钢的精炼渣，出钢至2/3时，所有合金添加完；
(1-3)转炉出钢增碳量达到目标值85％以上；
(2)钢包到氩站吹氩搅拌3-5min，吹氩强度为0.15-0.75Nm3/(h·t)；
(3)LF到站加铝脱氧，并根据前工序成分喂入碳线进行增碳，增碳量为0.1-0.8Kg/t钢；
(4)增碳结束后采用大氩气量搅拌，吹氩强度为0.15-0.75Nm3/(h·t)，并加热造渣；
(5)对钢水进行合金化，并根据目标值喂入适量碳线增碳；
(6)调碳结束后，软吹氩8min以上，吹氩强度为0.03-0.06Nm3/(h·t)，确保成分均匀。
本发明中，出钢添加少量增碳剂，一方面降低钢中自由氧，减少脱氧产物生成，另一方面进行增碳，减少后期增碳量，促进增碳剂熔化。出钢后期加石灰和精炼渣造渣一方面避免钢渣硬化，促进增碳剂熔化混匀，另一方面提前造渣。LF精炼前期喂碳线增碳，主要是延长碳的熔化时间，促进碳的混匀，提高碳的控制精度。
该方法通过转炉前期少量增碳脱氧以及后期大量增碳，并在精炼过程进行精确增碳，解决了高碳钢碳成分控制不稳的问题，减少了脱氧产物的生成，确保了高碳钢碳成分的均匀性和稳定性，提高了高碳钢钢水洁净度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。需要说明的是，下面所涉及到百分比含量的，均为质量百分比。
实施例1：
以冶炼目标[C]＝0.6％(内控为0.57-0.62％)的高碳钢为例进行说明。转炉终点[C]为0.05％，[O]为0.06％，出钢至1/4时，添加1.5kg/t钢石墨碳球增碳剂，出钢1/3时，根据钢水成分添加适量硅锰合金进行合金化，出钢1/2时添加5.25kg/t钢石墨碳球增碳剂增碳，并添加1.0kg/t钢的石灰和0.5kg/t钢的精炼渣(CaO:45％，Al2O3:35％，Al:13％，SiO2:2％)，出钢至2/3时，所有合金添加完。钢水到氩站吹氩搅拌3min，吹氩强度0.15Nm3/(h·t)，然后运往LF炉。到LF炉后喂入铝线脱氧，然后根据氩站成分喂入0.1kg/t钢的碳线，喂完碳线后进行大氩气搅拌，吹气强度0.15Nm3/(h·t)，并开始加热造白渣。造渣中期按目标成分进行合金化，并根据检验的成分确定碳线喂入量。造白渣结束后，软吹氩8min，吹氩强度0.03Nm3/(h·t)。取中包样检验，钢中[C]＝0.58％，T[O]＝15×10-6，[N]＝0.005％，[P]＝0.012％，[S]＝0.003％。
实施例2：
以冶炼目标[C]＝0.85％(内控为0.82-0.86％)的高碳钢为例进行说明。转炉终点[C]为0.08％，[O]为0.04％，出钢至1/4时，添加2.5kg/t钢石墨碳球增碳剂，出钢1/3时，根据钢水成分添加适量硅锰合金进行合金化，出钢1/2时添加5.5kg/t钢石墨碳球增碳剂增碳，并添加4.0kg/t钢的石灰和1.0kg/t钢的精炼渣(CaO:45％，Al2O3:35％，Al:13％，SiO2:2％)，出钢至2/3时，所有合金添加完。钢水到氩站吹氩搅拌5min，吹氩强度0.55Nm3/(h·t)，然后运往LF炉。到LF炉后喂入铝线脱氧，然后根据氩站成分喂入0.15kg/t钢的碳线，喂完碳线后进行大氩气搅拌，吹气强度0.35Nm3/(h·t)，并开始加热造白渣。造渣中期按目标成分进行合金化，并根据检验的成分确定碳线喂入量。造白渣结束后，软吹氩10min，吹氩强度0.05Nm3/(h·t)。取中包样检验，钢中[C]＝0.86％，T[O]＝12×10-6，[N]＝0.0045％，[P]＝0.016％，[S]＝0.002％。
实施例3：
以冶炼目标[C]＝1.0％(内控为0.97-1.04％)的高碳钢为例进行说明。转炉终点[C]为0.04％，[O]为0.070％，出钢至1/4时，添加1.0kg/t钢石墨碳球增碳剂，出钢1/3时，根据钢水成分添加适量硅锰合金进行合金化，出钢1/2时添加7.5kg/t钢石墨碳球增碳剂增碳，并添加3.0kg/t钢的石灰和1.2kg/t钢的精炼渣(CaO:45％，Al2O3:35％，Al:13％，SiO2:2％)，出钢至2/3时，所有合金添加完。钢水到氩站吹氩搅拌4min，吹氩强度0.75Nm3/(h·t)，然后运往LF炉。到LF炉后喂入铝线脱氧，然后根据氩站成分喂入0.8kg/t钢的碳线，喂完碳线后进行大氩气搅拌，吹气强度0.75Nm3/(h·t)，并开始加热造白渣。造渣中期按目标成分进行合金化，并根据检验的成分确定碳线喂入量。造白渣结束后，软吹氩12min，吹氩强度0.06Nm3/(h·t)。取中包样检验，钢中[C]＝1.02％，T[O]＝14×10-6，[N]＝0.0055％，[P]＝0.011％，[S]＝0.0025％。

Claims (1)

1.一种高碳钢增碳方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在转炉高碳钢出钢时，先添加少量增碳剂脱氧增碳，再进行合金化，然后再添加大量增碳剂增碳，具体是：
(1-1)出钢1/4时，添加≤2.5kg/t钢的增碳剂进行脱氧增碳；
(1-2)出钢1/3时，根据钢水成分添加合金进行合金化，出钢1/2时添加大量增碳剂增碳，并添加1.5-4.0kg/t钢的石灰和0.5-1.2kg/t钢的精炼渣，出钢至2/3时，所有合金添加完；
(1-3)转炉出钢增碳量达到目标值85％以上；
(2)钢包到氩站吹氩搅拌3-5min，吹氩强度为0.15-0.75Nm3/(h·t)；
(3)LF到站加铝脱氧，并根据前工序成分喂入碳线进行增碳，增碳量为0.1-0.8Kg/t钢；
(4)增碳结束后采用大氩气量搅拌，吹氩强度为0.15-0.75Nm3/(h·t)，并加热造渣；
(5)对钢水进行合金化，并根据目标值喂入适量碳线增碳；
(6)调碳结束后，软吹氩8min以上，吹氩强度为0.03-0.06Nm3/(h·t)，确保成分均匀。
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