1.本发明涉及一种钢中的冶炼方法，确切地属于一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法。
背景技术：
2.钢中b可溶于fe,形成间隙式和置换式固熔体，硼元素主要靠降低奥氏体相变核的成核率推迟相变，使钢的s曲线向右平移，提高钢的淬透性，加入10ppm的硼可以成倍提高钢材的淬透性。淬透性作为某些特殊钢的重要特性，其稳定与否对钢件热处理后变形影响很大，如齿轮钢对淬透性带宽的要求非常高，淬透性带愈窄、离散度愈小愈有利于齿轮的加工和提高啮合精度。但b含量对淬透性带宽影响大，应尽可能将硼控制在较低的含量，即以不超过4.5ppm为宜。
3.目前，在本技术领域，在炼钢的温度范围内，脱氧能力从强到弱金属元素依次为al>ti>si>b>mn。合金、钢水以及与钢水接触的耐火材料等均含有不同成度的硼及其化合物。虽然转炉出钢时硼含量在1
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2ppm左右，但在钢水精炼过程中，在不添加硼铁合金的条件下，钢水脱氧充分时，会发生“增硼”现象。采用铝脱氧的钢，钢水还原性强，在精炼过程中熔渣、钢包的耐火材料与钢水解除后会产生反应，使硼得以还原，从而形成增硼现象，硼增量可达到3
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8ppm。
4.经对各类合金、钢包部位的耐火材料进行化验分析，得出钢包渣线砖的b含量可高达0.36％，是导致增硼的主要原因。
技术实现要素：
5.本发明在于克服现有技术存在冶炼低硼钢中硼含量不超过4.5ppm的合格率低，即仅在63.5％以下的不足，提供一种在不更换钢包耐火材料理化指标的前提下，控制经lf
‑
rh真空处理后钢水中硼含量不超过4.5ppm的合格率不低于98.5％的低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法。
6.实现上述目的的措施：
7.一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法，其步骤：
8.1)将用作冲洗钢包的钢水经转炉冶炼后出钢；
9.2)进行lf炉精炼，在此期间，脱氧剂为铝质脱氧剂；所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣，且渣中∑(feo+mno)不超过1.5％；精炼终点钢水中alt不低于200ppm；处理周期在50～80min；
10.3)对经精炼后的钢水含硼进行检测：当含硼不超过7ppm时，则进行下一步工序；当含硼超过7ppm时，再次对钢包碱性进行冲洗，即重复步骤1)及2)的操作，直至含硼不超过7ppm为止；
11.4)当炉钢水浇注完毕后，则再使钢包投入低硼钢生产，低硼钢经过lf、rh精炼，并控制lf炉周期在40～60min，rh精炼周期在30～45min；
12.5)常规进行后工序。
13.其在于：所述脱氧剂为铝质脱氧剂：al在30～99.9wt％。
14.其在于：所述精炼终点钢水中alt在200～800ppm。
15.本发明中主要工艺的作用及机理
16.本发明步骤2)之所以要求所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣，且渣中∑feo+mno不超过1.5％，是由于造还原性碱性渣有利于降低钢水中的氧，通过钢水、钢渣的还原性，使钢包渣线处存在的硼及化合物被还原进入钢水，在浇注过程中被带出，从而降低钢包系统的硼含量。
17.本发明之所以控制精炼终点钢水中alt不低于200ppm，处理周期50
‑
80min，是由于对脱氧反应
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g0
‑
t计算，比较钢中主要脱氧元素在1600℃时的氧化行为，可以得出，脱氧能力依次为al>ti>si>b>mn。硼砂(主要成分na2b4o7)作为高温结合剂添加到钢包耐材，被钢中al还原或侵蚀熔入炉渣，以b2o3形式存在，主要化学反应如下：
18.2al+b2o3＝al2o3+2b
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(1)
[0019][0020]
从上述化学反应的热力学数据可知，从理论上讲，在炼钢温度范围内，钢中al完全可以还原氧化硼。al含量与氧含量呈反比关系，alt≥200ppm时，钢水氧活度可稳定在6ppm以内，钢水氧低是造还原性炉渣和还原b2o3的必要条件，同时，对于极低含量的化学反应，反应时间是硼化合物被还原的保障，接触时间越长，硼被还原的反应时间越长，出于实际生产考虑，上限设定为80min。
[0021]
本发明之所以控制经精炼后的钢水含硼不超过7ppm，是由于对钢包耐材进行检测：熔池砖硼含量0.02％，渣线砖硼含量0.36％，渣线处的硼含量远高于熔池，钢包渣线砖是增硼的主要来源。
[0022]
在钢中有铝的情况下，凡与钢水有接触的材料中的硼均有被还原的热力学条件，在长时间精炼过程中，钢水流动提供了热力学条件，使得渣线处耐材的硼酸结合剂被还原出来，而此处被还原的耐材硼含量会降低，耐材不剥落时形成了低硼的冶炼环境，周围被炉渣覆盖，阻碍了内部硼酸参与还原反应，这样，在下一炉冶炼时，渣线砖内壁硼酸由于已被还原，钢水增硼量会减少。但如果上一炉的硼含量超过7ppm，说明耐材中的硼含量高，则需对钢包增加冲洗次数。
[0023]
本发明与现有技术相比，在不更换钢包耐火材料理化指标的前提下，也不改变lf、rh工序的主要操作，促进了生产的稳定；钢水增硼在2ppm左右；经lf+rh真空处理后钢水中硼含量不超过4.5ppm占率不低于98.5％。
具体实施方式
[0024]
下面对本发明予以详细描述：
[0025]
实施例1
[0026]
本实施例冶炼的是20crmntih钢；
[0027]
一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法，其步骤：
[0028]
1)冲洗钢包的钢水钢种为42crmo，转炉冶炼正常出钢；
[0029]
2)进行lf炉精炼，在此期间，采用高铝铁和铝丸脱氧；所造精炼炉渣为强还原碱性
炉渣的，且渣中∑(feo+mno)在0.81wt％；精炼终点钢水中alt含量为206ppm；精炼周期为50min；
[0030]
3)对经精炼后的钢水含硼进行检测：硼含量为6.3ppm；由于含硼未超过7ppm，则无需返回步骤1)及2)进行反复操作，直接进行下一道工序；
[0031]
4)当炉42crmo钢水浇注完毕后，钢包投入低硼钢(20crmntih)生产，lf炉周期58min，rh周期43min，结束后硼含量为3.4ppm；其与转炉出钢时b为1.7ppm相比，仅增加了1.7ppm的硼；本发明之前冶炼相同的钢种，经rh真空精炼后的硼含量为7.3ppm；
[0032]
5)常规进行后工序。
[0033]
实施例2
[0034]
本实施例冶炼的是cf53钢；
[0035]
一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法，其步骤：
[0036]
1)冲洗钢包的钢水钢种为swrch22a，转炉冶炼正常出钢；
[0037]
2)进行lf炉精炼，在此期间，采用高铝铁和铝丸脱氧；所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣的，且渣中∑(feo+mno)在0.73％；精炼终点钢水中alt含量513ppm；精炼周期为70min；
[0038]
3)对经精炼后的钢水含硼进行检测：硼含量4.2ppm；由于含硼未超过7ppm，则无需返回步骤1)及2)进行反复操作，直接进行下一道工序；
[0039]
4)当炉swrch22a钢水浇注完毕后，钢包投入低硼钢cf53生产，其在lf炉精炼周期为45min，rh真空精炼周期为41min；结束后硼含量为3.2ppm；其与转炉出钢时b：1.4ppm相比，仅增加了1.8ppm的硼；本发明之前冶炼相同的钢种，经rh真空处理后的硼含量为6.2ppm；
[0040]
5)常规进行后工序。
[0041]
实施例3
[0042]
本实施例冶炼的是20crmntih钢；
[0043]
一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法，其步骤：
[0044]
1)冲洗钢包的钢水钢种为gcr15，转炉冶炼正常出钢；
[0045]
2)进行lf炉精炼，在此期间，采用高铝铁和铝丸脱氧；所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣的，且渣中∑(feo+mno)在0.78％；精炼终点钢水中alt含量312ppm；处理周期55min；
[0046]
3)对经精炼后的钢水含硼进行检测：硼含量5.7ppm。由于含硼未超过7ppm，则无需返回步骤2)进行反复操作，直接进行下一道工序；
[0047]
4)当炉gcr15钢水浇注完毕后，钢包投入低硼钢20crmntih的生产，lf炉精炼周期为51min，rh精炼周期为42min，结束后硼含量为4.1ppm；其与转炉出钢时(b：1.9ppm)相比，仅增加了2.2ppm的硼；本发明之前冶炼相同的钢种，经rh真空精炼后的硼含量为5.8ppm；
[0048]
5)常规进行后工序。
[0049]
实施例4
[0050]
本实施例冶炼的是20crmntih钢；
[0051]
一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法，其步骤：
[0052]
1)冲洗钢包的钢水钢种为gcr15，转炉冶炼正常出钢；
[0053]
2)进行lf炉精炼，在此期间，采用高铝铁和铝丸脱氧；所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣的，且渣中∑(feo+mno)在0.57％；精炼终点钢水中alt含量289ppm；精炼周期为64min；
[0054]
3)对经精炼后的钢水含硼进行检测：硼含量8.3ppm。由于含硼超过7ppm，该炉钢水浇完后，空钢包再次使用铝脱氧钢冲洗，重复步骤1)和2)的操作：
①
冲洗钢包钢水钢种为gcr15，转炉冶炼正常出钢；
②
进行lf炉精炼，在此期间，采用高铝铁和铝丸脱氧；所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣的，且渣中∑(feo+mno)在0.62％；精炼终点钢水中alt含量为252ppm；处理周期为63min；
③
对经精炼后的钢水含硼进行检测：硼含量6.3ppm；由于含硼未超过7ppm，进行下一道工序；
[0055]
4)当炉gcr15钢水浇注完毕后，钢包投入低硼钢20crmntih的生产，lf炉精炼周期为55min，rh精炼周期为38min，结束后硼含量为4.2ppm；其与转炉出钢时b为2.1ppm相比，仅增加了2.1ppm的硼；本发明之前冶炼相同的钢种，经rh真空处理后的硼含量为5.8ppm；
[0056]
5)常规进行后工序。
[0057]
实施例5
[0058]
本实施例冶炼的是20crmntih钢；
[0059]
一种低硼钢在精炼过程中抑制增硼的方法，其步骤：
[0060]
1)冲洗钢包的钢水钢种为20crmnti，转炉冶炼正常出钢；
[0061]
2)进行lf炉精炼，在此期间，采用高铝铁和铝丸脱氧；所造精炼炉渣为强还原碱性炉渣的，且渣中∑(feo+mno)在1.23％；精炼终点钢水中alt含量423ppm；处理周期78min；
[0062]
3)对经精炼后的钢水含硼进行检测：硼含量5.6ppm。由于含硼未超过7ppm，则无需返回步骤2)进行反复操作，直接进行下一道工序；
[0063]
4)当炉20crmnti钢水浇注完毕后，钢包投入低硼钢20crmntih的生产，lf炉精炼周期为54min，rh精炼周期为45min，结束后硼含量为4.1ppm；其与转炉出钢时(b：1.9ppm)相比，仅增加了2.2ppm的硼；本发明之前冶炼相同的钢种，经rh真空精炼后的硼含量为6.2ppm；
[0064]
5)常规进行后工序。
[0065]
以上实施例仅为最佳例举，并非为本发明技术方案的全部。