专利名称：真空法生产23MnB钢的方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种真空法生产23MnB钢的方法。
背景技术：
微量硼(0. 001%左右)可以吸附在奥氏体晶界，降低晶界能量，阻抑铁素体晶核的形成，成倍地提高中低碳钢的淬透性，因此中低碳钢常添加0. 0005 0. 003%的微量硼来提高钢的淬透性。但硼是极活泼的元素之一，能与钢中的残余氧和氮形成稳定的夹杂物， 而失去有益作用，只有以固溶形式存在的硼才能起到有益的作用。已有的研究表明，硼与氧和氮均有很强的亲和力，硼很容易被氧化生成B6O或者 B2O3，或者与氮化合生成BN，这些均是阻止含硼钢中硼发挥提高淬透性作用的有害物质。因此，为保证硼提高淬透性的作用，必须在钢的冶炼过程中首先采用铝脱去钢水的自由氧，并用钛固定钢水中的氮，才能保证加入硼的有效作用。23MnB钢为含硼类结构钢，常用于制造节距为216以下推土机或挖掘机的履带板， 化学组分按重量百分比为C 0. 20 0. 0. 27%, Mn 0. 80 1. 10%, Si 0. 15 0. 35%, P 彡 0. 030%,S^O. 015%,Cr^O. 30%、Ni 彡 0. 25%,Cu^O. 30%,B 0. 0005 0. 0035% 通常情况下为保证硼元素提高淬透性的作用，还要求含有一定质量的铝和钛。例如
公开日为2009年7月29日的专利CN100519769C公开了一种转炉冶炼生产含硼钢的方法，其特征是采用转炉冶炼一钢包脱氧、精炼一硼合金化的工艺生产含硼钢，具体的操作规定为首先是在转炉出钢后加入铝和精炼渣对钢水和钢渣进行脱氧，控制钢水酸溶铝在0. 02 % 0. 04 %范围内，然后在LF炉精炼控制钢渣中的FeO+MnO ^ 2.0%,以及钢水的α
( lOppm，最后再次向钢包加入铝进行深脱氧后，加入钛铁和硼铁进行合金化。采用此工艺硼的收得率高为69. 4% 91. 8%。此专利为了保证硼提高淬透性的作用，在转炉出钢后加入铝和精炼渣对钢水和钢渣进行脱氧，控制钢水酸溶铝在0. 02% 0. 04%范围，LF 炉精炼完毕后又向钢水中加入铝，以此保证硼的收得率和含硼钢的淬透性，但是，此专利并没有考虑到加入铝对连铸机连铸的影响。申请人发现，铝在生产23MnB钢的过程中会损失掉一部分，对于铝的含量不易控制，有部分铝会被氧化成Al2O3，这些Al2O3会使连铸机结晶器水口变小，钢水流量减小，从而影响连铸，给连铸机的控制带来很大的困难，严重时甚至堵塞连铸机水口造成安全事故。因此，现急需一种严格控制工艺的生产含硼钢的方法，该方法能提高硼的收得率、保证含硼钢的淬透性，同时能避免连铸机水口变小、使连铸顺利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种保证含硼钢淬透性的同时、避免大规格连铸机水口变小的生产23MnB钢的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是真空法生产23MnB钢的方法，包括如下步骤a、向转炉内加入铁水冶炼；
b、钢水出钢至钢包，出钢时向钢水中加入电石，电石用量根据转炉初炼终点碳含量为依据，当转炉终点碳重量百分比在0. 10%以下时按每吨钢水3. 5 4. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比大于0. 10%、小于0. 15%时按每吨钢水2. 5 3. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比在0. 15%以上时按每吨钢水1.5 2. 5kg投入；再加入铝，使钢水中酸溶铝的重量百分比含量在0. 014 0. 019% ；C、钢包移入LF炉精炼；d、精炼后将钢包移入RH真空处理装置进行真空循环处理，处理中向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0. 025 0. 055%，再加入钛使钢水中钛重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使钢水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003% ；e、真空循环处理后进行连铸。其中，上述方法步骤d中，向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在 0. 035 0. 04%。其中，上述方法步骤a中向转炉内加入铁水的同时还加入废钢，废钢的重量不能超过铁水重量的15%。进一步的，当钢水成分初炼到按重量百分比C为0. 05% 0. 15%、P彡0. 030%、 且S < 0.015%时将钢水出钢到钢包中。其中，上述方法步骤b中加入电石的同时还加入硅铁使钢水中硅重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入锰铁使钢水中锰重量百分比含量在0. 80% 1. 10%、加入增碳剂使碳重量百分比含量在0. 20 0. 27%。所述增碳剂主要是指含固定碳98%以上的浙青胶或者含固定碳92%以上的无烟某。其中，上述方法步骤c中，钢水加热到1590 1610°C时停止加热，将钢包移入RH
真空处理装置。其中，上述方法步骤d真空循环处理时压强< 300Pa，处理时间10 15分钟。其中，上述方法步骤e连铸时连铸机中包温度为1535士20°C。其中，上述方法中所述电石含CaC270%以上。本发明方法具体可以按以下方式实施真空法生产23MnB钢的方法，包括如下步骤a、向转炉内加入铁水和冶炼，废钢的重量不能超过铁水重量的15 %，当钢水成分初炼到按重量百分比C为0. 05% 0. 15%、P彡0. 030%、且S彡0. 015%时将钢水出钢到钢包中；b、钢水出钢至钢包，出钢时向钢水中加入含CaC270%以上的电石，电石用量根据转炉初炼终点碳含量为依据，当转炉终点碳重量百分比在0. 10%以下时按每吨钢水3. 5 4. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比大于0. 10%、小于0. 15%时按每吨钢水2. 5 3. 5kg 投入，当转炉终点碳重量百分比在0. 15%以上时按每吨钢水1. 5 2. 5kg投入；再加入铝，使钢水中酸溶铝的重量百分比含量在0. 014 0. 019%，加入电石的同时还加入硅铁使钢水中硅重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入锰铁使钢水中锰重量百分比含量在 0. 80% 1. 10%、加入增碳剂使碳重量百分比含量在0. 20 0. 27% ；C、钢包移入LF炉精炼，钢水加热到1590 1610°C时停止加热，将钢包移入RH真空处理装置；d、精炼后将钢包移入RH真空处理装置进行真空循环处理，处理中向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0. 035 0. 04%，再加入钛使钢水中钛重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使钢水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003%，真空循环处理时压强< 300Pa，处理时间10 15分钟；e、真空循环处理后进行连铸，连铸时连铸机中包温度为1535 士 20°C。本发明的有益效果是发明人发现，连铸机在浇铸过程中结晶器水口变小甚至发生堵塞，是由于钢水中铝含量过高而导致的，因此必须严格控制钢水中的含铝量。但是，通常为了保证含硼钢中硼元素提高淬透性的作用，含硼钢必须在钢的冶炼过程中首先采用铝脱去钢水的自由氧，并用钛固定钢水中的氮，才能保证加入硼的有效作用。因此，本领域技术人员往往为了保证含硼钢的淬透性而忽略了铝对连铸机连铸的影响。分析现有技术中含硼钢生产关键点，加入铝只是为了尽可能的脱去钢水中的自由氧，本发明方法在钢水初炼完毕后的出钢过程先采用电石进行预脱氧，又根据转炉冶炼过程中碳和平衡氧通常为一常数的关系，本发明技术采取了根据转炉不同终点碳，相应加入不同电石数量的办法来进行预脱氧，然后再采用铝进一步脱氧，使钢水中酸溶铝的重量百分比含量在0. 014 0. 019% 之间，严格控制加入铝的量。钢水经过上述脱氧后，钢水氧活度α M可控制在0.0015% 以下。钢包移到LF精炼炉对钢水进行精炼，精炼后将钢包移入RH真空处理装置进行真空循环处理，向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0. 025 0. 055%、优选含量在0.035 0.04%。此处控制酸溶铝(Als)在0. 025 0. 055%范围，是考虑到后部连续铸钢过程存在有部分酸溶铝被氧化成Al2O3的现象，经过大量实践得知连续铸钢过程有 0. 005 % 0. 010 %的酸溶铝被氧化成Al2O3，所以加入铝控制酸溶铝在0. 025 0. 055 % 范围内，严格控制酸溶铝(Als)的范围，以保证最终浇铸的钢水还存在有0.02 0.05%的酸溶铝，进一步使大规格连铸机能够顺利浇铸。因此，本发明从各个步骤严格控制酸溶铝 (Als)含量，保证了钢水的自由氧被去除，硼收得率高，23MnB钢淬透性好，而又不至于使钢水中的铝过高，避免连铸机水口变小，从而保证大规格连铸机顺利浇铸，本发明方法特别适用于200 X 200mm规格以上的连铸机。
具体实施例方式本发明具体实施方式
如下真空法生产23MnB钢的方法，包括如下步骤a、向转炉内加入铁水冶炼；b、钢水出钢至钢包，出钢时向钢水中加入电石，电石用量根据转炉初炼终点碳含量为依据，当转炉终点碳重量百分比在0. 10%以下时按每吨钢水3. 5 4. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比大于0. 10%、小于0. 15%时按每吨钢水2. 5 3. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比在0. 15%以上时按每吨钢水1. 5 2. 5kg投入；再加入铝，使钢水中酸溶铝的重量百分比含量在0. 014 0. 019% ；C、钢包移入LF炉精炼；d、精炼后将钢包移入RH真空处理装置进行真空循环处理，处理中向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0. 025 0. 055%，再加入钛使钢水中钛重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使钢水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003% ；e、真空循环处理后进行连铸。本发明方法在钢水初炼完毕后的出钢过程不采用铝进行预脱氧，而采用电石，又根据转炉冶炼过程中碳和平衡氧通常为一常数的关系，本发明技术采取了根据转炉不同终点碳，相应加入不同电石数量的办法来进行预脱氧，既能起到脱氧的效果，又能避免碳超标，将碳控制在适合的范围内。本发明从各个步骤严格控制酸溶铝含量，保证了钢水的自由氧被去除，硼收得率高，23MnB钢淬透性好，而又不至于使钢水中的铝过高，从而保证大规格连铸机顺利浇铸。优选的，上述方法步骤d中，向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在 0. 035 0. 04%。此处控制酸溶铝(Als)在0. 035 0. 04%范围，是考虑到后部连续铸钢过程存在有部分酸溶铝被氧化成Al2O3的现象，经过大量实践得知连续铸钢过程有0. 005% 0. 010%的酸溶铝被氧化成Al2O3，所以LF炉必须加入铝控制酸溶铝在0. 035 0. 04%范围内，严格控制酸溶铝的范围，以保证最终浇铸的钢水还存在有0. 025 0. 035%的酸溶铝， 进一步使大规格连铸机能够顺利浇铸。优选的，上述方法步骤a中向转炉内加入铁水的同时还加入废钢，废钢的重量不能超过铁水重量的15%。废钢可以来源于废品回收站，也可以来源于钢厂内部。转炉炼钢无外部热来源，全部依靠氧化铁水中的碳、及少量的硅和锰放出热量，从而使钢水得到加热， 相对于铁水，废钢碳含量一般很低，转炉冶炼中加入的废钢能够起到降低温度的作用。同时为了节约资源，并且生产出合格的成品钢，由于废钢中的残余Cr、Ni和Cu不可控，为了避免过量加入废钢可导致钢水中的Cr > 0. 30%、Ni > 0. 25%、Cu > 0. 30%的现象出现，废钢的重量不能超过铁水重量的15%。进一步的，当钢水成分初炼到按重量百分比C为0. 05% 0. 15%, P ^ 0. 030%, 且S < 0. 015%时将钢水出钢到钢包中。炼钢过程实际上就是先氧化，而后还原的过程，转炉炼钢时，在转炉内只进行氧化反应，还原反应是在钢包中进行的。C为0.05% 0. 15% 时，说明氧化反应已经结束了，应当出钢进行还原反应。 为了能够生产出合格的23MnB钢，上述方法步骤b中加入电石的同时还加入硅铁使钢水中硅重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入锰铁使钢水中锰重量百分比含量在 0.80% 1. 10%、加入增碳剂使碳重量百分比含量在0. 20 0.27%。优选的，为了保证连铸机中包温度为1535士20°C，上述方法步骤c中，钢水加热到 1590 1610°C时停止加热，将钢包移入RH真空处理装置。优选的，上述方法步骤d真空循环处理时压强< 300Pa，处理时间10 15分钟。 以保证氢含量< 0. 0002%,避免钢坯冷却后出现“白点”缺陷，“白点”是氢在铸坯富集后低倍检验时的形貌，如有“白点”缺陷的铸坯，经过轧制后可形成鸡爪状裂纹，导致铸坯报废。其中，上述方法步骤e连铸时连铸机中包温度为1535士20°C。23MnB钢水相线温度为1505°C，控制连铸机中包的过热度为30士20°C，因此，控制连铸机中包温度为 1535士20°C。该温度是通过前面LF炉的电加热来实现的。优选的，上述方法中所述电石含CaC270%以上。以方便操作和避免加入过多的杂质。下面通过实施例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在实施例的描述的范围之中。实施例一在公称容量120吨、实际出钢量在120 140吨范围内的转炉流程上采用本发明技术生产23MnB钢，生产工艺为120吨转炉初炼钢水一120吨LF炉加热精炼钢水一120吨 RH真空循环处理钢水一6机6流方坯连铸机浇铸成280mmX 380mm铸坯。首先在转炉内加入130吨铁水和10吨废钢，利用转炉吹氧脱C的功能，将铁水和废钢初炼成钢水，钢水成分初炼到0. 05%的C、0. 020%的Ρ、0· 015%的S、0. 01%的Si和 0. 05%的Mn时出钢到钢包中，此时实际出钢量为133吨，转炉冶炼过程中约5%的原料被烧损。出钢过程中向钢水中加入电石530kg，电石含CaC275%，并同时加入FeSi、FeMn合金和无烟煤进行Si、Mn和C元素合金化，其中加入的FeSi合金中Si含量为74%，FeMn合金中 Mn含量为82%，无烟煤中固定C为92%，控制钢水中Si含量为0. 16%、Mn含量为1. 10%、 C含量为0. 20%。出完钢后向钢包中的钢水中喂入Al线，控制Als为0. 015%,喂完Al线后用定氧仪测定钢水氧活度α
为0.0015%。钢水到达LF炉后开始电加热，当钢水温度加热到1590°C时停止加热，然后将钢包移到RH真空处理装置进行真空处理。钢水到达RH真空处理装置后开始进行真空处理，真空室压强达到300Pa且经过5 分钟后加入17kg铝丸，此时加入铝丸后铝的收得率约为80%，加铝丸2分钟后，加入90kg FeTi40钛铁(即含Ti为40%的铁合金)和10kgFeB23硼铁(即含B为23%的铁合金)， 加完钛铁和硼铁后在极限压强条件下再循环处理3分钟，取样测定钢水的Als为0. 025%, Ti为0. 02%，B为0. 0014%, B的收得率为80%，然后送钢水到连铸机进行浇铸。在6机6流方坯连铸机上浇铸成280mmX380mm铸坯，连铸时中间包温度为 1520°C，在连铸机中包取样分析钢水化学组分为0. 20%的C、0. 15%的Si、l. 10%的Mn、 0. 020 % 的 P、0. 014% 的 S、0. 12% 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 10 % 的 Cu、0. 0012 % 的 B，以及 0. 02%的Ti和0. 020%的Als (浇铸过程中Als烧损0. 005%),其余为Fe和不可避免的其它杂质。实施例二在公称容量120吨、实际出钢量在120 140吨范围内的转炉流程上采用本发明技术生产23MnB钢，生产工艺为120吨转炉初炼钢水一120吨LF炉精炼钢水一120吨RH 真空循环处理钢水一6机6流方坯连铸机浇铸成360mmX 450mm铸坯。首先在转炉内加入120吨铁水和20吨废钢，利用转炉吹氧脱C的功能，将铁水和废钢初炼成钢水，钢水成分初炼到0. 15%的C、0. 015%的P、0. 010%的S、0. 01%的Si和 0. 05%的Mn时出钢到钢包中，此时实际出钢量为133吨，转炉冶炼过程中约5%的原料被烧损。出钢过程中向钢水中加入电石400kg，电石含CaC275%，并同时加入FeSi、FeMn合金和无烟煤进行Si、Mn和C元素合金化，其中加入的FeSi合金中Si含量为74%，FeMn合金中 Mn含量为82%，无烟煤中固定C为92%，控制钢水中Si含量为0. 35%、Mn含量为0. 80%、 C含量为0. 27%。出完钢后向钢包中的钢水中喂入Al线，控制Als为0. 025%,喂完Al线后用定氧仪测定钢水氧活度α
为0.0012%。钢水到达LF炉后开始电加热，当钢水温度加热到1610°C时停止加热，然后将钢包移到RH真空处理装置进行真空处理。
钢水到达RH真空处理装置后开始进行真空处理，真空室压强达到300Pa且经过5 分钟后加入17kg铝丸，此时加入铝丸后铝的收得率约为80 %，加铝丸2分钟后，加入130kg FeTi40钛铁(即含Ti为40%的铁合金)和15kgFeB23硼铁(即含B为23%的铁合金)， 加完钛铁和硼铁后在极限压强条件下再循环处理5分钟，取样测定钢水的Als为0. 035%, Ti为0. 031%，B为0. 0021%, B的收得率为75%，然后送钢水到连铸机进行浇铸。最后在6机6流方坯连铸机上浇铸成360mmX 450mm铸坯，连铸时中间包温度为 1555°C，在连铸机中包取样分析钢水化学组分为0. 27%的C、0. 35 %的Si、0. 81%的Mn、 0. 015 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 12% 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 16 % 的 Cu、0. 0021 % 的 B，以及 0. 031%的Ti和0. 027%的Als (浇铸过程中Als烧损0. 008% ),其余为Fe和不可避免的其它杂质。实施例三在公称容量120吨、实际出钢量在120 140吨范围内的转炉流程上采用本发明技术生产23MnB钢，生产工艺为120吨转炉初炼钢水一120吨LF炉精炼钢水一120吨RH 真空循环处理钢水一6机6流方坯连铸机浇铸成280mmX 380mm铸坯。首先在转炉内加入140吨铁水，利用转炉吹氧脱C的功能，将铁水初炼成钢水，钢水成分初炼到0. 10%的C、0. 025%的Ρ、0· 009%的S、0. 01%的Si和0. 05%的Mn时出钢到钢包中，此时实际出钢量为133吨，转炉冶炼过程中约5%的原料被烧损。出钢过程中向钢水中加入电石530kg，电石含CaC275%，并同时加入FeSi、FeMn合金和无烟煤进行Si、Mn 和C元素合金化，其中FeSi合金中Si含量为74%，FeMn合金中Mn含量为82%，无烟煤中固定C为92%，控制钢水中Si含量为0.25%、Mn含量为1. 01 %、C含量为0. 23%，出完钢后向钢包中的钢水中喂入Al线，控制AlsSO. 020%，喂完Al线后用定氧仪测定钢水氧活度 α
为 0. 0013%。钢水到达LF炉后开始电加热，当钢水温度加热到1600°C时停止加热，然后将钢包移到RH真空处理装置进行真空处理。钢水到达RH真空处理装置后开始进行真空处理，真空室压强达到300Pa且经过 5分钟后加入33kg铝丸(此时加入铝丸后铝的收得率约为80% )，加铝丸2分钟后，加入 250kg FeTi40钛铁(即含Ti为40%的铁合金)和20kgFeB23硼铁(即含B为23%的铁合金)，加完钛铁和硼铁后在极限压强条件下再循环处理8分钟，取样测定钢水的Als为 0.04%，Ti为0.06%，B为0. 0024%，B的收得率为70%，然后送钢水到连铸机进行浇铸。最后在6机6流方坯连铸机上浇铸成280mmX 380mm铸坯，连铸时中间包温度为 1530°C，在连铸机中包取样分析钢水化学组分为0. 23%的C、0. 25 %的Si、1.09%的Mn、 0. 025 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 06 % 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 05 % 的 Cu、0. 0022 % 的 B，以及 0. 06%的Ti和0. 033%的Als (浇铸过程中Als烧损0. 007%),其余为Fe和不可避免的其它杂质。实施例四在公称容量120吨、实际出钢量在120 140吨范围内的转炉流程上采用本发明技术生产23MnB钢，生产工艺为120吨转炉初炼钢水一120吨LF炉精炼钢水一120吨RH 真空循环处理钢水一6机6流方坯连铸机浇铸成360mmX 450mm铸坯。首先在转炉内加入120吨铁水和20吨废钢，利用转炉吹氧脱C的功能，将铁水和废钢初炼成钢水，钢水成分初炼到0. 15%的C、0. 015%的P、0. 010%的S、0. 01%的Si和 0. 05%的Mn时出钢到钢包中，此时实际出钢量为133吨，转炉冶炼过程中约5%的原料被烧损。出钢过程中向钢水中加入电石400kg，电石含CaC275%，并同时加入FeSi、FeMn合金和无烟煤进行Si、Mn和C元素合金化，其中加入的FeSi合金中Si含量为74%，FeMn合金中 Mn含量为82%，无烟煤中固定C为92%，控制钢水中Si含量为0. 35%、Mn含量为0. 80%、 C含量为0. 27%。出完钢后向钢包中的钢水中喂入Al线，控制Als为0. 025%,喂完Al线后用定氧仪测定钢水氧活度α
为0.0012%。钢水到达LF炉后开始电加热，当钢水温度加热到1610°C时停止加热，然后将钢包移到RH真空处理装置进行真空处理。钢水到达RH真空处理装置后开始进行真空处理，真空室压强达到300Pa且经过 5分钟后加入50kg铝丸(此时加入铝丸后铝的收得率约为80% )，加铝丸2分钟后，加入 130kg FeTi40钛铁(即含Ti为40%的铁合金)和15kgFeB23硼铁(即含B为23%的铁合金)，加完钛铁和硼铁后在极限压强条件下再循环处理5分钟，取样测定钢水的Als为 0. 055%，Ti为0. 031 %，B为0. 0021 %，B的收得率为75%，然后送钢水到连铸机进行浇铸。最后在6机6流方坯连铸机上浇铸成360mmX 450mm铸坯，连铸时中间包温度为 1555°C，在连铸机中包取样分析钢水化学组分为0. 27%的C、0. 35 %的Si、0. 81%的Mn、 0. 015 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 12% 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 16 % 的 Cu、0. 0021 % 的 B，以及 0. 031%的Ti和0. 05%的Als (浇铸过程中Als烧损0. 005% ),其余为Fe和不可避免的其它杂质。对比实施例在公称容量120吨、实际出钢量在120 140吨范围内的转炉流程上采用本发明技术生产23MnB钢，生产工艺为120吨转炉初炼钢水一120吨LF炉精炼钢水一120吨RH 真空循环处理钢水一6机6流方坯连铸机浇铸成280mmX 380mm铸坯。首先在转炉内加入140吨铁水，利用转炉吹氧脱C的功能，将铁水初炼成钢水，钢水成分初炼到0. 10 %的C、0. 025 %的P、0. 009 %的S、0. 01 %的Si和0. 05 %的Mn时出钢到钢包中，此时实际出钢量为133吨、转炉冶炼过程中约5%的原料被烧损。出钢过程中向钢水中加入电石530kg电石含CaC275%，并同时加入FeSi、FeMn合金和无烟煤进行Si、Mn和 C元素合金化，其中FeSi合金中Si含量为74%，FeMn合金中Mn含量为82%，无烟煤中固定C为92 %，控制钢水中Si含量为0.25%、Mn含量为1. 01 %、C含量为0. 23 %，出完钢后向钢包中的钢水中喂入Al线，控制Als为0. 025%，喂完Al线后用定氧仪测定钢水氧活度 α [。]为 0. 0012%。钢水到达LF炉后开始电加热，当钢水温度加热到1600°C时停止加热，然后将钢包移到RH真空处理装置进行真空处理。钢水到达RH真空处理装置后开始进行真空处理，真空室压强达到300Pa且经过 5分钟后加入67kg铝丸(此时加入铝丸后铝的收得率约为80% )，加铝丸2分钟后，加入 250kg FeTi40钛铁(即含Ti为40%的铁合金)和20kgFeB23硼铁(即含B为23%的铁合金)，加完钛铁和硼铁后在极限压强条件下再循环处理8分钟，取样测定钢水的Als为 0. 065%，Ti为0.06%，B为0. 0024%，B的收得率为70%，然后送钢水到连铸机进行浇铸。最后在6机6流方坯连铸机上浇铸成280mmX 380mm铸坯，连铸时中间包温度为1530°C，在连铸机中包取样分析钢水化学组分为0. 23%的C、0. 25 %的Si、1.09%的Mn、 0. 025 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 06 % 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 05 % 的 Cu、0. 0022 % 的 B，以及 0. 06%的Ti和0. 055%的Als (浇铸过程中Als烧损0. 01 % )，其余为Fe和不可避免的其它杂质。在浇铸过程中连铸机发现有铝二次氧化而导致的连铸机水口变小现象，连铸机第 3和第5流拉坯速度不能达到要求的7. Om/min,只能以4. 5 5. Om/min的拉坯速度进行浇铸(连铸机第3和第5流拉坯速度只能以设定拉坯速度的70%进行，影响浇铸)。
上述实施例说明采用本发明技术生产23MnB钢，整个过程对钢水氧活度和酸溶铝含量进行有效控制，出钢过程不采用铝进行预脱氧，而采用电石，最终Als控制在0. 02 0. 05 %范围内，更优选控制在0. 025 0. 035 %范围内，加入硼铁后硼的收得率在70 %以上，处于比较高的水平，既保证了硼提高淬透性的作用，又在浇铸大方坯过程中，避免了连铸机水口变小的现象，浇铸顺利。
权利要求
1.真空法生产23ΜΠΒ钢的方法，其特征在于包括如下步骤a、向转炉内加入铁水冶炼；b、钢水出钢至钢包，出钢时向钢水中加入电石，电石用量根据转炉初炼终点碳含量为依据，当转炉终点碳重量百分比在0. 10%以下时按每吨钢水3. 5 4. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比大于0. 10%、小于0. 15%时按每吨钢水2. 5 3. 5kg投入，当转炉终点碳重量百分比在0. 15%以上时按每吨钢水1. 5 2. 5kg投入；再加入铝，使钢水中酸溶铝的重量百分比含量在0. 014 0. 019% ；C、钢包移入LF炉精炼；d、精炼后将钢包移入RH真空处理装置进行真空循环处理，处理中向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0. 025 0. 055%，再加入钛使钢水中钛重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使钢水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003% ；e、真空循环处理后进行连铸。
2.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于步骤d中，向钢水中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0. 035 0. 04%。
3.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于步骤a中向转炉内加入铁水的同时还加入废钢，废钢的重量不能超过铁水重量的15%。
4.根据权利要求3所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于当钢水成分初炼到按重量百分比C为0. 05% 0. 15%、P < 0. 030%、且S < 0. 015%时将钢水出钢到钢包中。
5.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于步骤b中加入电石的同时还加入硅铁使钢水中硅重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入锰铁使钢水中锰重量百分比含量在0. 80% 1. 10%、加入增碳剂使碳重量百分比含量在0. 20 0. 27%。
6.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于步骤c中，钢水加热到1590 1610°C时停止加热，将钢包移入RH真空处理装置。
7.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于步骤d真空循环处理时压强< 300Pa，处理时间10 15分钟。
8.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于步骤e连铸时连铸机中包温度为1535 士 20°C。
9.根据权利要求1所述的真空法生产23MnB钢的方法，其特征在于所述电石含 CaC270% 以上。
全文摘要
本发明公开了一种真空法生产23MnB钢的方法，属于钢铁冶金领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种使大规格连铸机能够顺利浇铸的生产23MnB钢的方法，该方法包括以下步骤a、转炉冶炼；b、出钢时向钢液中加入电石，再加入铝，使钢液中酸溶铝的重量百分比含量在0.014～0.019％；c、LF炉精炼；d、精炼后进行真空循环处理，处理中向钢液中加入铝使酸溶铝含量在0.025～0.055％，再加入钛使钛含量在0.02～0.06％，加入硼使硼含量在0.0005～0.003％；e、连铸。本发明从各个步骤严格控制酸溶铝含量，硼收得率高，23MnB钢淬透性好，并且避免了大规格连铸机水口变小。
文档编号C21C7/00GK102409133SQ20111039737
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者刘昌恒, 刘明, 刘芳, 寄海明, 康斌, 徐华东, 曾耀先, 熊元波, 王代文, 谭深, 邓通武 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司