一种稀土微合金化钢的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土微合金化钢的冶炼方法，通过在冶炼全流程“洁净”控制的基础上，将适量的稀土添加到钢中，采用新技术优化达到稀土合金钢稳定、连续浇铸，同时使钢液中产生细小、弥散分布的稀土夹杂物，发挥出稀土钢更好的耐腐蚀、抗疲劳性、低温冲击性能等独特性能的冶炼方法。能的冶炼方法。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土微合金化钢的冶炼方法


[0001]本专利技术涉及稀土钢冶炼
，尤其是一种稀土微合金化钢的冶炼方法。

技术介绍

[0002]在钢中添加稀土强化和提升传统钢铁材料的性能，发展和推广稀土微合金化钢的关键技术在冶炼工序。
[0003]稀土微合金化钢冶炼需要解决的技术难题：1)解决稀土微合金化钢浇铸过程容易在水口处结瘤，影响稀土微合金化钢稳定、连续浇铸的问题；2)解决稀土在钢中特别活泼极易氧化形成大型的二次稀土氧化物或者稀土复合夹杂物聚集，影响钢材性能或者造成钢板探伤不合等问题；3)解决稀土微合金化钢标准冶炼，保证稀土微合金化钢性能质量稳定。
[0004]为此开发出一种稀土微合金化钢的冶炼技术，并成功应用。稀土微合金化钢冶炼技术，通过在冶炼全流程，在洁净钢控制的基础上，将适量的稀土添加到钢中，采用新技术达到稀土微合金钢稳定、连续浇铸，体现稀土微合金化钢更好的耐腐蚀、抗疲劳性、低温冲击性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种稀土微合金化钢的冶炼方法，通过该技术可实现稀土微合金钢批量化工业生产。本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种稀土微合金化钢的冶炼方法，包括：
[0007]1)铁水脱硫预处理步骤：预处理后铁水中[S]≤0.005％、铁水温度≮1300℃、拔渣后保证铁水裸露面积≥95％。
[0008]2)转炉冶炼步骤：预处理铁水量和洁净废钢比例为5：1～7：1，入炉铁水温度1300～1400℃，铁水中S含量≤0.005％，必须加入活性白灰、高硅白云石造渣保证炉渣碱度；顶底复合吹炼，转炉拉碳一次命中，保证吹炼终点的C
‑
O平衡；出钢过程中出钢口不散流且出钢时间≮5分钟，保证夹杂物充分聚集、上浮，提升钢水纯净度。
[0009]3)LF精炼步骤：工位造白渣脱硫，成渣的速度快且保持时间≥15分钟，终渣成分控制为CaO/SiO2＝4.5：1～7.0：1；钢水的脱氧合金化要求在精炼必须完成后再进行Ca处理软吹≥5分钟，软吹时渣面应保持轻微波动的状态。
[0010]4)RH精炼步骤：要求抽气≯4分钟最小真空度即可达到266Pa以下，真空处理过程中保证钢水充分的循环，真空处理15min时进行稀土添加，并要求稀土添加后纯脱气时间≥8min，软吹+静置时间≥15min。
[0011]5)连铸步骤：全程保护浇铸，大包下渣前关闭大包水口，防止钢包下渣。
[0012]进一步的，步骤2)中转炉终点碳控制高于0.05％，炼钢终点温度1610～1650℃。
[0013]进一步的，步骤2)中转炉出钢前先加20kg焦炭预脱氧，然后再出钢过程中加入Al终脱氧，钢液Al含量0.030～0.050％。
[0014]进一步的，步骤4)中总真空处理时间>20min。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0016]针对稀土在钢中容易氧化，稀土钢浇铸过程中容易絮流，稀土钢不能稳定化、工业化生产的情况，本技术针对稀土钢存在的上述问题，采用炼钢全流程洁净钢技术，通过在冶炼全流程“洁净”控制的基础上，将适量的稀土添加到钢中，采用新技术优化达到稀土合金钢稳定、连续浇铸，同时使钢液中产生细小、弥散分布的稀土夹杂物，发挥出稀土钢更好的耐腐蚀、抗疲劳性、低温冲击性能等独特性能。
具体实施方式
[0017]本专利技术公开了一种稀土微合金化钢的冶炼技术。工艺流程中炉外精炼采用LF+真空脱气的工艺路线，在RH脱气过程加入纯稀土RE或者稀土RE合金，进行稀土处理，通过稀土改性钢液中的夹杂物为稀土夹杂物，同时使钢液中产生细小的新生稀土夹杂物，并控制稀土夹杂物的弥散分布。同时生成的尺寸细小、弥散分布、夹杂物总量更低，成分可控的夹杂物粒子以改变钢的组织，钢的洁净度更高，同时利用稀土RE吸附溶解H、固定N的特性，大幅度提高稀土钢的低温抗氢裂及耐腐蚀的能力。
[0018]其流程为：铁水脱硫预处理步骤
→
转炉冶炼步骤
→
LF精炼步骤
→
RH精炼步骤
→
连铸步骤。具体为：
[0019]步骤1：要求铁水必须经过铁水处理，处理后铁水中[S]≤0.004％、铁水温度≮1300℃、拔渣后铁水裸露面积≥95％。
[0020]步骤2：转炉炼钢铁水量和洁净废钢比例为5～7，入炉铁水温度＞1300℃，铁水中S≤0.04％，加入活性白灰、高硅白云石造渣保证炉渣碱度；顶底复合吹炼，转炉拉碳一次命中，保证转炉终点碳控制不低于0.05％。
[0021]步骤3：LF工位造白渣脱硫，必须成渣的速度快且保持时间≥15分钟，终渣成分控制为CaO/SiO2＝4.5：1～7.0：1；软吹时渣面应保持轻微波动的状态。
[0022]步骤4：RH真空精炼：要求抽气≯4分钟最小真空度即可达到266Pa以下且真空处理过程中真空度波动反弹≤100Pa，真空处理过程中调节环流氩气流量，真空处理15min时进行稀土添加，并要求稀土添加后纯脱气时间≥8min；保证钢水充分的循环，总真空处理时间>20min，破空后钢水中[H]≤1.2ppm、[O]≤20ppm、[N]≤40ppm。
[0023]稀土钢冶炼过程中创新性的进行两次钙处理，一次为在LF精炼工序处理结束后进行一次钙处理，将钢中夹杂进行变性，得到低熔点的铝酸钙，初步净化钢液的同时提高钢中钙含量；二次为在RH工序处理结束后再进行一次改处理，确保终点钢水中Ca/Als控制在0.1
‑
0.14，尽量将高熔点的脆性Al2O3夹杂物变性成为含钙量较高的低熔点钙铝酸盐夹杂(如12CaO
·
7Al2O3)，通过软吹与静置去除。
[0024]通过钙处理，使钢中夹杂物变性后在的钢水循环搅拌中大部分能够碰撞聚合去除，在通过软吹与静置进一步去除提高钢水的洁净度，同时提高钢水中的钙含量，提高钢中固溶稀土的量，发挥稀土在钢中的微合金化作用。
[0025]步骤5：拉速控制在1.0
±
0.1m/min，中包过热度比现工艺提高10～25℃，全程保护浇铸增氮量≤5ppm，大包下渣前30秒前关闭大包水口，防止钢包下渣。
[0026]按该技术方法生产的稀土微合金钢实现了稀土钢12炉整浇次的稳定长连浇。目前该技术生产的稀土钢已突破20000吨/年以上的稳定生产及供货能力。
[0027]按该技术生产的稀土法兰铸坯经锻造后进行低温抗氢裂及耐H2S腐蚀检测，具体结果如下:
[0028]检测典型结果：依据GB/T8650
‑
2006标准(A溶液，酸性溶液)和GB/T4157
‑
2006标准(A法，A溶液，酸性溶液)，对试样分别进行氢致开裂(HIC Hydrogen
‑
induced cracking)试验和硫化氢应力(SSC
‑
A Sulfide stress cracking)腐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土微合金化钢的冶炼方法，其特征在于，包括：1)铁水脱硫预处理步骤：预处理后铁水中[S]≤0.005％、铁水温度≮1300℃、拔渣后保证铁水裸露面积≥95％；2)转炉冶炼步骤：预处理铁水量和洁净废钢比例为5：1～7：1，入炉铁水温度1300～1400℃，铁水中S含量≤0.005％，必须加入活性白灰、高硅白云石造渣保证炉渣碱度；顶底复合吹炼，转炉拉碳一次命中，保证吹炼终点的C
‑
O平衡；出钢过程中出钢口不散流且出钢时间≮5分钟，保证夹杂物充分聚集、上浮，提升钢水纯净度；3)LF精炼步骤：工位造白渣脱硫，成渣的速度快且保持时间≥15分钟，终渣成分控制为CaO/SiO2＝4.5：1～7.0：1；钢水的脱氧合金化要求在精炼必须完成后再进行Ca处理软吹≥5分钟，软吹时渣面应保持轻微波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆斌，张帅，张文博，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：