CN108707721A - 一种炼钢脱氧工艺及其应用 - Google Patents

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刘宏
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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Abstract

本发明涉及炼钢生产技术领域，公开了一种炼钢脱氧工艺及其在制备汽车发动机爪极钢中的应用，包括：1)将废钢、铁水按照1：4‑4.3的重量配比进行混合后进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入合金、造渣剂及第一脱氧剂；2)向所述初炼钢液中加入第二脱氧剂和覆盖剂后进行吹氩得到精炼钢液；3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及第三脱氧剂后精炼45‑60分钟，然后浇铸。该炼钢脱氧工艺能够明显的降低炼钢连铸浇铸絮流率并提高钢材B类夹杂物合格率。

Description

一种炼钢脱氧工艺及其应用
技术领域
本发明涉及炼钢生产技术领域，具体地，涉及一种炼钢脱氧工艺及其应用。
背景技术
转炉炼钢冶炼末期钢水溶入过量氧，过量的氧在钢液凝固时析出形成氧化物夹杂和气泡，直接影响铸坯、钢产品的质量。因此在炼钢过程中需要降低转炉终点氧含量，这是钢中夹杂物的源头。目前，国内工业炼钢生产过程中使用脱氧方法主要有：铝脱氧法，在出钢时向钢包内的钢水加入金属铝，这种脱氧法方法比较简单，但脱氧效果不稳定，易生成Al2O3类非金属夹杂，该类夹杂颗粒小不易上浮成渣，造成钢中非金属夹杂增加，且铝价格超过1万元/吨，吨钢成本高；碳脱氧法，在出钢前向钢包内加入含碳材料，这种脱氧方法也比较简单，脱氧效果也不稳定，容易产生钢水“翻包”出现安全隐患，且会使钢水增碳；还有硅钙合金脱氧法、芯线脱氧法等方法，这些方法脱氧虽然效果较好，但成本较高。
如专利《转炉炼钢脱氧剂》(申请号：89105941.5)公开出钢前向钢包内投入脱氧剂进行脱氧，脱氧剂成分为(重量％)：65～96％CaC2，4～35％SiC，该方法由于脱氧能力是Si、Ca＞C，在钢液中Si、Ca先行脱氧，碳容易反应不完全产生增炭；专利《一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺》(申请号：CN200710031301)公开采用碳粉预脱氧、硅铁浅脱氧、铝块深脱氧的三步脱氧工艺，该方法虽能降低脱氧成本但是加入大量铝产生Al2O3类夹杂，该类夹杂不易成渣去除，且使钢水粘度增加，易造成铸机絮流。
近几年来，随着国民经济的不断增长，人类对汽车的需求量越来越大。因此国内开发的汽车钢牌号在增加，产量在增长，质量在改进，大部分钢厂生产的汽车用钢都形成了自己的特色。08钢广泛用于汽车发动机爪极，其产品质量的重要性尤为突出。但是在实际生产过程中08钢棒材常因为夹杂物超标，不仅造成资源、产品的浪费，而且造成炼钢连铸机絮流被迫停机。对不合格产品进行显微镜分析发现超标夹杂物主要是B类夹杂物，利用电镜分析发现该种B类夹杂物主要的Al-O系复合盐。因此，脱氧工艺改进对减少了连铸浇铸絮流率及提高08钢的夹杂物合格率是非常关键的。
发明内容
本发明的目的是提供一种炼钢脱氧工艺，该炼钢脱氧工艺能够明显的降低炼钢连铸浇铸絮流率并提高钢材B类夹杂物合格率。
为了实现上述目的，本发明提供一种炼钢脱氧工艺，所述炼钢脱氧工艺包括：
1)将废钢、铁水按照1：4-4.3的重量配比进行混合后进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入合金、造渣剂及第一脱氧剂；
2)向所述初炼钢液中加入第二脱氧剂和覆盖剂后进行吹氩得到精炼钢液；
3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及第三脱氧剂后精炼45-60分钟，然后浇铸。
本发明还提供了一种上述炼钢脱氧工艺在制备08汽车爪极钢中的应用。
通过上述技术方案，本发明中选择在炼钢过程中的出钢、吹氩以及精炼过程中顺次加入一定量的第一脱氧剂和造渣剂、第二脱氧剂和第三脱氧剂，本发明中选择在炼钢过程中分次加入不同类型的脱氧剂，进而实现脱氧最大化同时保证了不合格杂质量的增加，从而保证了炼钢的产品的合格率。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种炼钢脱氧工艺，所述炼钢脱氧工艺包括：
1)将废钢、铁水按照1：4-4.3的重量配比进行混合后进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入合金、造渣剂及第一脱氧剂；
2)向所述初炼钢液中加入第二脱氧剂和覆盖剂后进行吹氩得到精炼钢液；
3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及第三脱氧剂后精炼45-60分钟，然后浇铸。
上述技术方案中，所述合金的类型可以在宽的范围内选择，但是为了提高脱氧工艺的脱氧效果同时提高炼钢的产品合格率，优选地，所述合金为硅铝铁、硅铝钡和硅锰合金中的一种或多种；
所述覆盖剂为碳化稻壳、氧化铝、氧化硅和氧化镁中的一种或多种。
上述技术方案中，所述吹氩的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高吹氩效果脱氧效果，优选地，所述吹氩的条件为：氩气流量为150-200m3/h，时间为150-200s。
上述技术方案中，所述白灰与造渣剂的用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高脱氧工艺的技术效果同时提高炼钢的产品合格率，优选地，所述造渣剂为白灰和精炼渣按照1：0.125-0.19重量配比混合制得；
上述技术方案中，所述白灰的具体规格可以在宽的范围内选择，但是为了提高脱氧工艺的技术效果同时提高炼钢的产品合格率，优选地，所述白灰中CaO的含量≥85重量％，且活性度≥250mL。
在上述技术方案中，所述精炼渣的组成可以有多种选择，但是为了提高脱氧工艺的技术效果，优选地，所述精炼渣由CaO、SiO2和Al2O3按照1：0.05-0.06：0.6-0.7的重量配比组成。
上述技术方案中，所述第一脱氧剂的种类及用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高脱氧工艺的技术效果同时提高炼钢的产品合格率所述第一脱氧剂为铝锭或锰铁。
上述技术方案中，所述第二脱氧剂、第三脱氧剂的种类均可以在宽的范围内选择，但是为了提高脱氧工艺的技术效果同时提高炼钢的产品合格率，所述第二脱氧剂、第三脱氧剂各自独立为为铝线、铝粉和硅铁粉中的一种或多种。
上述技术方案步骤3)中，为了提高脱氧工艺的技术效果同时提高炼钢的产品合格率，优选地，步骤3)还包括：在精炼10-15min后，喂入精炼渣及硅铁粉；
所述精炼渣喂入量为150-200kg/4000m3精炼钢液；
所述硅铁粉喂入量为90-100kg/4000m3精炼钢液。
在上述技术方案中，所述各原料的用量配比可以在宽的范围内选择，但是为了提高脱氧效果，优选地所述废钢、铁水、合金、造渣剂、第一脱氧剂、第二脱氧剂和第三脱氧剂的重量配比为1：4-4.3：0.012-0.2：0.038-0.042：0.01-0.2：0.008-0.013：0.008-0.13。
本发明还提供了一种上述炼钢脱氧工艺在制备汽车发动机爪极钢中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)将铁水、废钢按照4：1的重量配比进行混合后在1680℃进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入硅铝铁、造渣剂及铝锭；
2)向所述初炼钢液中加入铝线和碳化稻壳后(加入碳化稻壳足以将初炼钢液外表面全部覆盖为止)进行吹氩200s得到精炼钢液(氩气流量为150m3/h)；
3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及硅铁粉后精炼45-60分钟，然后浇铸汽车发动机爪极钢；
其中，所述废钢、铁水、硅铝铁、造渣剂、铝锭、铝线和硅铁粉的重量配比为1：4：0.012：0.038：0.01：0.008：0.009；
且所述造渣剂由白灰和精炼渣按照1：0.125重量配比混合制得，且所述白灰中CaO的含量≥85重量％，且活性度≥250mL。
所述精炼渣由CaO、SiO2和Al2O3按照1：0.05：0.6的重量配比组成。
实施例2
1)将铁水、废钢按照4.2：1的重量配比进行混合后在1780℃进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入硅锰合金、造渣剂及锰铁；
2)向所述初炼钢液中加入铝线和氧化铝(加入氧化铝足以将初炼钢液外表面全部覆盖为止)后进行吹氩180s得到精炼钢液(氩气流量为180m3/h)；
3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及硅铁粉后精炼45-60分钟，然后浇铸汽车发动机爪极钢；
其中，所述废钢、铁水、硅锰合金、造渣剂、锰铁、铝线和硅铁粉的重量配比为1：4.2：0.016：0.04：0.015：0.01：0.01；
且所述造渣剂由白灰和精炼渣按照1：0.16重量配比混合制得，且所述白灰中CaO的含量≥85重量％，且活性度≥250mL；
所述精炼渣由CaO、SiO2和Al2O3按照1：0.055：0.65的重量配比组成。
实施例3
1)将铁水、废钢按照4.3：1的重量配比进行混合后在1800℃进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入硅铝钡、造渣剂及锰铁；
2)向所述初炼钢液中加入硅铁粉和氧化铝(加入氧化铝足以将初炼钢液外表面全部覆盖为止)后进行吹氩150s得到精炼钢液(氩气流量为200m3/h)；
3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及第铝线后精炼45-60分钟，然后浇铸得到汽车发动机爪极钢；
其中，所述废钢、铁水、硅铝钡、造渣剂、锰铁、硅铁粉和铝线的重量配比为1：4.3：0.2：0.042：0.2：0.013：0.13；
且所述造渣剂由白灰和精炼渣按照1：0.19重量配比混合制得，且所述白灰中CaO的含量≥85重量％，且活性度≥250mL；
所述精炼渣由CaO、SiO2和Al2O3按照1：0.06：0.7的重量配比组成。
实施例4
按照实施例2的方法进行炼钢脱氧铸造得到汽车发动机爪极钢，不同的是，步骤3)中还包括：在精炼15min后，喂入精炼渣及硅铁粉；所述精炼渣喂入量为150-200kg/4000m3精炼钢液；
所述硅铁粉喂入量为90-100kg/4000m3精炼钢液。
对比例1
按照实施例1的方法制得汽车发动机爪极钢，不同的是铁水、废钢的重量比为3：1。
对比例2
按照实施例1的方法制得汽车发动机爪极钢，不同的是铁水、废钢的重量比为5：1。
对比例3
按照实施例1的方法制得汽车发动机爪极钢，不同的是步骤2)和3)同时进行。
上述实施例1-3及对比例1-3制得的汽车发动机爪极钢的各项参数如表1所示：
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种炼钢脱氧工艺，其特征在于，所述炼钢脱氧工艺包括：
1)将废钢、铁水按照1：4-4.3的重量配比进行混合后进行吹炼、出钢得到初炼钢液，在所述出钢过程中加入合金、造渣剂及第一脱氧剂；
2)向所述初炼钢液中加入第二脱氧剂和覆盖剂后进行吹氩得到精炼钢液；
3)向所述精炼钢液中喂入造渣剂及第三脱氧剂后精炼45-60分钟，然后浇铸。
2.根据权利要求1所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述合金为硅铝铁、硅铝钡和硅锰合金中的一种或多种；
所述覆盖剂为碳化稻壳、氧化铝、氧化硅和氧化镁中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述吹氩的条件为：氩气流量为150-200m3/h，时间为150-200s。
4.根据权利要求1所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述造渣剂为白灰和精炼渣按照1：0.125-0.19重量配比混合制得；
所述白灰中CaO的含量≥85重量％，且活性度≥250mL。
5.根据权利要求7所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述精炼渣由CaO、SiO2和Al2O3按照1：0.05-0.06：0.6-0.7的重量配比组成。
6.根据权利要求1所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述第一脱氧剂为铝锭或锰铁。
7.根据权利要求1所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述第二脱氧剂、第三脱氧剂各自独立为为铝线、铝粉和硅铁粉中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的炼钢脱氧工艺，其中，步骤3)还包括：在精炼10-15min后，喂入精炼渣及硅铁粉；
所述精炼渣喂入量为150-200kg/4000m3精炼钢液；
所述硅铁粉喂入量为90-100kg/4000m3精炼钢液。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的炼钢脱氧工艺，其中，所述废钢、铁水、合金、造渣剂、第一脱氧剂、第二脱氧剂和第三脱氧剂的重量配比为1：4-4.3：0.012-0.2：0.038-0.042：0.01-0.2：0.008-0.013：0.008-0.13。
10.一种权利要求1-9中任意一项所述炼钢脱氧工艺在制备汽车发动机爪极钢中的应用。
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