一种提高高钛钢金属钛收得率的冶炼方法与流程

本发明涉及高钛钢生产，尤其涉及一种提高高钛钢金属钛收得率的冶炼方法。

背景技术：

1、钛(ti)在钢中是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、碳的有效元素，钛在钢中的应用主要以微合金化方式为主，在钢中加入一定量的钛(0.01％～0.03％)可实现细化钢的组织、提高钢的强度、改善钢的塑性和冲击韧性等作用。随着钢中钛含量的提高，产品韧性、加工性能以及耐磨性均大幅度提升，尤其是当钢中ti≥0.15％时，可获得大量微米级(1～5μm)的tic(≥80％)和少量的tin，其产品耐磨性是钛微合金化钢的10倍以上，产品使用寿命显著延长，因此高钛钢具有相当广阔的应用前景。

2、但是，通过现有的冶炼方法生产高钛钢，当钢水中ti重量百分比含量为0.5％～2.0％时，钢中的ti往往会与n、o反应生成夹杂物，不仅影响金属钛的收得率，还影响铸坯的质量。根据相关研究表明，当钢水中n含量达到0.0050％时，ti会与n反应生成tin夹杂，增加ti的烧损，降低收得率。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种提高高钛钢金属钛收得率的冶炼方法。既使得金属钛的收得率达到90％以上，又不产生夹杂物。

2、一种提高高钛钢金属钛收得率的冶炼方法，其钢水中ti重量百分比含量为0.5％～2.0％，该冶炼方法具体包括如下步骤：

3、步骤1)转炉出钢终点控制：

4、出钢c重量百分比含量控制在0.04％～0.06％，0.07％以上禁止出钢，p重量百分比含量控制在≤0.006％，出钢温度控制在1650～1680℃，吹氩后温度控制在1595～1615℃。

5、步骤2)脱氧合金化：

6、转炉必须定氧后再组织出钢，根据钢中的氧含量调整合金加入量，

7、合金组分为电石粉(复合脱氧渣)、高碳锰铁、铝铁、铝渣球(新型脱氧剂)。

8、按重量百分比计：

9、电石粉的成分为cac2：70％～80％、cao≤20％、si+fe+c≤6％；

10、高碳锰铁的成分为c≥7％、mn≥70％、fe≤30％；

11、铝铁的成分为al：45％～57％、c≤0.5％、si≤2％，余量为fe；

12、铝渣球成分为al≥40％、al2o3：20％～25％、aln：10％～20％、sio2≤6％、s+p≤0.05％、mgo：3％～8％。

13、向钢包内加入合金：

14、电石粉通过炉后手投方式随钢流加入，其加入量为0.6～2.5kg/吨钢；当电石粉加入量超过100kg时剩余部分可在出钢前先加在包底。

15、高碳锰铁加入量为5～7kg/吨钢，在钢水出至钢水总量的1/4～1/3时开始加入，分3～6次加入。

16、铝铁与铝渣球在炉后手投依次加入，铝铁加入量为2～3kg/吨钢，铝渣球加入量为1～1.5kg/吨钢。

17、最后加入石灰，石灰加入量为1.0～2.0kg/吨钢。

18、所有钢包内加入的合金必须保证在钢水出至出钢量的3/4时加完。

19、步骤3)lf炉精炼时，增大渣量至9.5～12.5kg/吨钢，防止钢水裸露在空气中吸氮，产生tin夹杂。

20、造渣剂组分为石灰、铝矾土、sd渣球。

21、按重量百分比计，sd渣球化学成分如下：al≥20％，al2o3为40％～60％，cao为2％～10％，aln≤10％。

22、石灰化学成分如下：cao≥88％，al2o3≤0.5％，si o2≤1.2％。

23、铝矾土化学成分如下：cao≤0.5％，al2o3≥85％，mgo≤0.5％，h 2o≤2.0％，ti o2≤5.0％。

24、渣中cao与al2o3质量比为1.6～1.8。

25、测定钢水中o与n含量，满足成分要求后，加入5.6～22.4kg/吨钢的海绵钛，海绵钛全熔后，在1515～1585℃温度下保持10～30min。按重量百分比计，海绵钛化学成分如下：ti≥99.9％，余量为铁。

26、步骤4)精炼结束后，上机浇铸，浇铸完成后，测定钢中ti的含量并检测铸坯中的夹杂物。

27、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

28、与现有技术相比，本发明至少具有如下技术效果或优点：

29、1、传统的脱氧剂大多采用铝脱氧，但是铝与钢中的氧生成al2o3夹杂物，大颗粒夹杂物会进入钢渣中，而细小弥散的微米级夹杂会留在钢水中，影响铸坯质量。本发明采用的新型脱氧剂(铝渣球)其成分为al≥40％、al2o3：20％～25％、aln：10％～20％、sio2≤6％、s+p≤0.05％、mgo：3％～8％，利用新型脱氧剂中的金属al和aln与钢中的o反应生成al2o3；而al2o3具有较强的团簇性能，因此新型脱氧剂中的al2o3可以吸附钢中弥散的al2o3夹杂物小颗粒，使得al2o3夹杂物聚集长大，更容易上浮，从而起到脱氧的作用；与此同时，新型脱氧剂中的aln也会与渣中的mno反应，将mno还原成mn带回到钢水中，减少mn的烧损，提高金属mn的收得率。

30、2、本发明在lf炉精炼时增大渣量(9.5～12.5kg/吨钢)，防止钢水裸露在空气中吸氮，产生tin夹杂，进而稳定控制钢水中n含量小于0.0050％，防止钢中的ti与n反应生产过多的tin析出物，影响后续铸坯质量。本发明采用的新型造渣剂由石灰、铝矾土、sd渣球组成，其中sd渣球成分为al≥20％，al2o3为40％～60％，cao为2％～10％，aln≤10％。造渣剂中的al2o3可进一步吸附钢中细小的夹杂物，控制了cao/al2o3在1.6～1.8，增强了吸附夹杂物的能力，使其更容易上浮；造渣剂中的aln会与精炼渣中的不稳定氧化物(feo+mno)发生反应，将还原后的金属fe和mn带回到钢水中，降低精炼渣中(feo+mno)含量，当(feo+mno)含量小于1％时，使得精炼渣的还原性得到增强同时扩散脱氧能力也得到增强，有利于脱s反应进行，从而进一步增强lf炉脱s的能力。

31、3、本发明采用新型脱氧剂(铝渣球)转炉出钢脱氧-lf炉新型造渣剂(sd渣球)脱氧-钛合金化的脱氧方式，充分降低钛合金化前钢中的氧含量和夹杂物数量，利用转炉出钢脱氧的方式，防止将转炉渣中的feo(10％-15％)带入到精炼渣中，利用新型造渣剂中的aln降低了精炼渣中不稳定氧化物(feo+mno)的含量，防止了ti与(feo+mno)发生反应，增强了精炼渣的还原性，减少了钛的烧损氧化，从而使钛的收得率提高至90％以上并且减少了al2o3类、tio2类夹杂物的数量，使铸坯中的夹杂物减少22％。与此同时，aln反应生成的n虽然会使钢水增n，但是钢中的n含量并没有超过0.0050％，因此钢中生成的tin并没有聚集形成大颗粒夹杂物，反而生成的微米级、纳米级tin析出物提高了高钛钢的耐磨性。

32、既使得金属钛的收得率达到90％以上，又不产生夹杂物。