一种减少钢中夹杂物的制备方法与流程

文档序号:15575445发布日期:2018-09-29 05:25阅读:271来源:国知局

本发明涉及钢生产领域,具体是一种减少钢中夹杂物的制备方法。



背景技术:

随着各地城市化进程的加快,各地兴起了各种高楼大厦,建筑行业又成为人们眼中的热门。钢,是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。

钢中夹杂物一般会对钢的力学性能、抗腐蚀性能等产生不良影响,如何有效快速的除去这些夹杂物成为炼钢的一大难点。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种减少钢中夹杂物的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种减少钢中夹杂物的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,备料:采用废钢和生铁作为冶炼的原料,废钢和生铁的加入比例为2.6-3.8:1;

步骤二,转炉冶炼:将碳粉铺设在真空炉的底部,将步骤一中的原料加入真空炉中,抽真空至40-60pa,开始加热,加热至物料完全熔化时,再向其中依次投入氧化钙、氧化铝、二氧化硅和氧化镁并且边搅拌边投入,氧化钙的重量为物料的0.016-0.028%,氧化铝的重量为物料的0.04-0.1%,二氧化硅的重量为物料的0.023-0.036%,氧化镁的重量为物料的0.016-0.028%,继续升温至1635-1720摄氏度并且进行底部吹氧3-4次,边吹氧边搅拌,吹氧时间为5-8分钟并且相邻吹氧的时间间隔为10-15分钟,转炉冶炼结束;

步骤三,精炼:将真空炉中的钢液送入精炼炉中,在出钢过程中向钢液表面随流加入脱硫剂,脱硫剂的用量为钢液质量的0.25-0.45%,钢液完全送入精炼炉后向精炼炉中分2-3次等量投入铝粉和稀土化合物,铝粉的质量为钢液质量的0.04-0.075%,稀土化合物的质量为钢液质量的0.013-0.027%,投入铝粉和稀土化合物时对钢液进行吹氩,氩气的压力为0.6-0.95mpa,完全加入铝粉和稀土化合物后改变氩气的压力为0.15-0.32mpa并且保持20-30分钟,钢液出站;

步骤四,真空处理:对出站的钢液进行真空处理,气体流量为160-200nm/分钟,控制真空度为220-270pa;当真空处理25-30分钟后,保持真空度,然后加入钢液质量的0.08-0.16%的铝镁合金进行合金化处理;合金化后,循环处理8-12分钟,待成分均匀,破真空;然后调整吹氩气压力为0.3-0.75mpa,钢液出站;

步骤五,连铸轧制:将步骤四的钢液进行连铸,然后进行轧制,即得到夹杂物少的成品。

作为本发明进一步的方案:步骤二中吹氧流量为1850-2340m3/h。

作为本发明进一步的方案:精炼前将精炼炉预热至430-480摄氏度。

作为本发明进一步的方案:步骤五中钢液连铸的温度为钢液液相线以上75-90摄氏度。

作为本发明进一步的方案:步骤一中废钢预先进行除锈处理。

作为本发明进一步的方案:步骤五中连铸时采用中间包全程保护。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的方法步骤简单,采用吹氧、吹氩、脱硫剂、稀土化合物、精良等方法和试剂配合使用,细化了晶粒并且控制了偏析,提高了钢材的纯净度,制备的成品夹杂物少,具有良好的社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种减少钢中夹杂物的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,备料:采用废钢和生铁作为冶炼的原料,废钢和生铁的加入比例为2.8:1;

步骤二,转炉冶炼:将碳粉铺设在真空炉的底部,将步骤一中的原料加入真空炉中,抽真空至45pa,开始加热,加热至物料完全熔化时,再向其中依次投入氧化钙、氧化铝、二氧化硅和氧化镁并且边搅拌边投入,氧化钙的重量为物料的0.023%,氧化铝的重量为物料的0.065%,二氧化硅的重量为物料的0.023%,氧化镁的重量为物料的0.019%,继续升温至1678摄氏度并且进行底部吹氧3次,吹氧流量为2080m3/h,边吹氧边搅拌,吹氧时间为6分钟并且相邻吹氧的时间间隔为12分钟,转炉冶炼结束;

步骤三,精炼:将真空炉中的钢液送入精炼炉中,在出钢过程中向钢液表面随流加入脱硫剂,脱硫剂的用量为钢液质量的0.36%,钢液完全送入精炼炉后向精炼炉中分3次等量投入铝粉和稀土化合物,铝粉的质量为钢液质量的0.52%,稀土化合物的质量为钢液质量的0.025%,投入铝粉和稀土化合物时对钢液进行吹氩,氩气的压力为0.72mpa,完全加入铝粉和稀土化合物后改变氩气的压力为0.25mpa并且保持24分钟,钢液出站;

步骤四,真空处理:对出站的钢液进行真空处理,气体流量为188nm/分钟,控制真空度为240pa;当真空处理28分钟后,保持真空度,然后加入钢液质量的0.12%的铝镁合金进行合金化处理;合金化后,循环处理11分钟,待成分均匀,破真空;然后调整吹氩气压力为0.66mpa,钢液出站;

步骤五,连铸轧制:将步骤四的钢液进行连铸,连铸的温度为钢液液相线以上84摄氏度,然后进行轧制,即得到夹杂物少的成品。

实施例2

一种减少钢中夹杂物的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,备料:采用废钢和生铁作为冶炼的原料,废钢和生铁的加入比例为3.3:1;

步骤二,转炉冶炼:将碳粉铺设在真空炉的底部,将步骤一中的原料加入真空炉中,抽真空至54pa,开始加热,加热至物料完全熔化时,再向其中依次投入氧化钙、氧化铝、二氧化硅和氧化镁并且边搅拌边投入,氧化钙的重量为物料的0.024%,氧化铝的重量为物料的0.08%,二氧化硅的重量为物料的0.032%,氧化镁的重量为物料的0.025%,继续升温至1710摄氏度并且进行底部吹氧3次,边吹氧边搅拌,吹氧时间为6分钟并且相邻吹氧的时间间隔为14分钟,转炉冶炼结束;

步骤三,精炼:精炼前将精炼炉预热至460摄氏度,将真空炉中的钢液送入精炼炉中,在出钢过程中向钢液表面随流加入脱硫剂,脱硫剂的用量为钢液质量的0.42%,钢液完全送入精炼炉后向精炼炉中分3次等量投入铝粉和稀土化合物,铝粉的质量为钢液质量的0.056%,稀土化合物的质量为钢液质量的0.022%,投入铝粉和稀土化合物时对钢液进行吹氩,氩气的压力为0.81mpa,完全加入铝粉和稀土化合物后改变氩气的压力为0.26mpa并且保持28分钟,钢液出站;

步骤四,真空处理:对出站的钢液进行真空处理,气体流量为180nm/分钟,控制真空度为235pa;当真空处理28分钟后,保持真空度,然后加入钢液质量的0.12%的铝镁合金进行合金化处理;合金化后,循环处理10分钟,待成分均匀,破真空;然后调整吹氩气压力为0.66mpa,钢液出站;

步骤五,连铸轧制:将步骤四的钢液进行连铸,连铸时采用中间包全程保护,然后进行轧制,即得到夹杂物少的成品。

实施例3

一种减少钢中夹杂物的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,备料:采用废钢和生铁作为冶炼的原料,废钢预先进行除锈处理,废钢和生铁的加入比例为3.6:1;

步骤二,转炉冶炼:将碳粉铺设在真空炉的底部,将步骤一中的原料加入真空炉中,抽真空至60pa,开始加热,加热至物料完全熔化时,再向其中依次投入氧化钙、氧化铝、二氧化硅和氧化镁并且边搅拌边投入,氧化钙的重量为物料的0.018%,氧化铝的重量为物料的0.06%,二氧化硅的重量为物料的0.033%,氧化镁的重量为物料的0.025%,继续升温至1675摄氏度并且进行底部吹氧3次,吹氧流量为1960m3/h,边吹氧边搅拌,吹氧时间为6分钟并且相邻吹氧的时间间隔为12分钟,转炉冶炼结束;

步骤三,精炼:将真空炉中的钢液送入精炼炉中,在出钢过程中向钢液表面随流加入脱硫剂,脱硫剂的用量为钢液质量的0.42%,钢液完全送入精炼炉后向精炼炉中分2次等量投入铝粉和稀土化合物,铝粉的质量为钢液质量的0.07%,稀土化合物的质量为钢液质量的0.018%,投入铝粉和稀土化合物时对钢液进行吹氩,氩气的压力为0.85mpa,完全加入铝粉和稀土化合物后改变氩气的压力为0.27mpa并且保持25分钟,钢液出站;

步骤四,真空处理:对出站的钢液进行真空处理,气体流量为200nm/分钟,控制真空度为265pa;当真空处理28分钟后,保持真空度,然后加入钢液质量的0.15%的铝镁合金进行合金化处理;合金化后,循环处理12分钟,待成分均匀,破真空;然后调整吹氩气压力为0.5mpa,钢液出站;

步骤五,连铸轧制:将步骤四的钢液进行连铸,连铸时采用中间包全程保护,然后进行轧制,即得到夹杂物少的成品。

实施例4

一种减少钢中夹杂物的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,备料:采用废钢和生铁作为冶炼的原料,废钢预先进行除锈处理,废钢和生铁的加入比例为3.8:1;

步骤二,转炉冶炼:将碳粉铺设在真空炉的底部,将步骤一中的原料加入真空炉中,抽真空至48pa,开始加热,加热至物料完全熔化时,再向其中依次投入氧化钙、氧化铝、二氧化硅和氧化镁并且边搅拌边投入,氧化钙的重量为物料的0.024%,氧化铝的重量为物料的0.08%,二氧化硅的重量为物料的0.035%,氧化镁的重量为物料的0.022%,继续升温至1720摄氏度并且进行底部吹氧4次,吹氧流量为2260m3/h,边吹氧边搅拌,吹氧时间为6分钟并且相邻吹氧的时间间隔为14分钟,转炉冶炼结束;

步骤三,精炼:精炼前将精炼炉预热至460摄氏度,将真空炉中的钢液送入精炼炉中,在出钢过程中向钢液表面随流加入脱硫剂,脱硫剂的用量为钢液质量的0.42%,钢液完全送入精炼炉后向精炼炉中分3次等量投入铝粉和稀土化合物,铝粉的质量为钢液质量的0.072%,稀土化合物的质量为钢液质量的0.025%,投入铝粉和稀土化合物时对钢液进行吹氩,氩气的压力为0.9mpa,完全加入铝粉和稀土化合物后改变氩气的压力为0.28mpa并且保持26分钟,钢液出站;

步骤四,真空处理:对出站的钢液进行真空处理,气体流量为175nm/分钟,控制真空度为260pa;当真空处理30分钟后,保持真空度,然后加入钢液质量的0.14%的铝镁合金进行合金化处理;合金化后,循环处理10分钟,待成分均匀,破真空;然后调整吹氩气压力为0.44mpa,钢液出站;

步骤五,连铸轧制:将步骤四的钢液进行连铸,连铸时采用中间包全程保护,钢液连铸的温度为钢液液相线以上85摄氏度,然后进行轧制,即得到夹杂物少的成品。

碳粉在真空熔炼时促进钢液真空脱氧。废钢除锈可以减少夹杂物的来源。精炼炉预热可以减少精炼过程的钢水温降,从而避免吹氧升温导致钢中氧化物夹杂的增加。铝粉和稀土化合物配合使用,使钢液中的氧含量极低,避免了合金化过程中生成的夹杂物的聚集,保证了产品的纯净度和均匀性。稀土混合物与钢液混合,在钢液凝固过程中可以细化晶粒,减少偏析,从而减少夹杂物。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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