專利名稱：利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)，特別涉及到利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的對(duì)高強(qiáng)度、厚規(guī)格鋼板焊接性能要求較高的鋼種以及韌性要求較高的非調(diào)質(zhì)鋼種一般都是通過成分設(shè)計(jì)來達(dá)到改善焊接性能或沖擊韌性，如通過提高相應(yīng)合金含量、降低碳當(dāng)量、合適的PCM值等來提高鋼種的焊接性能，改善其沖擊韌性的，但是這種方法不僅提高了生產(chǎn)成本，而且鋼板焊接性能的提高及韌性的改善也很有限。大線能量焊接要求在1400°C高溫下有很強(qiáng)釘軋作用的粒子，并且能進(jìn)一步細(xì)化焊縫和焊接熱影響區(qū)組織，以減小焊接部位和母材性能的差異；非調(diào)質(zhì)鋼則要求在保證材料 韌性的情況下能省去熱鍛后的調(diào)質(zhì)處理，以降低生產(chǎn)成本。而且隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，大線能量焊接是未來的發(fā)展趨勢(shì)，因此，鋼中二次氧化物夾雜利用技術(shù)將為大線能量焊接提供技術(shù)保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，通過對(duì)冶煉過程脫氧工藝的控制，利用鋼-渣-夾雜物之間的平衡得到含有合適的溶解氧的鋼液，通過LF精煉爐、VD真空處理爐及軟吹去除鋼中的一次氧化物夾雜，有效利用鋼液凝固過程生成的二次氧化物夾雜，使它們成為誘導(dǎo)生成針狀鐵素體的形核核心，從而達(dá)到改善非調(diào)質(zhì)鋼的韌性和高強(qiáng)度厚鋼板焊接性能的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其工藝步驟為
(1)轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)控制鋼液中的氧含量為50(T900ppm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程根據(jù)鋼液中的氧含量加入適量FeSi、FeMn或Si-Mn合金對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧和合金化；
(2)鋼液進(jìn)入CAS站后進(jìn)行強(qiáng)吹氬攪拌；鋼液進(jìn)入LF精煉工位后對(duì)鋼液進(jìn)行定氧；
(3)造渣操作，加入脫氧元素Ti、Mg、Rem中的一種或幾種，得到高堿度、低FeO及合適Ti2O3含量的精煉爐渣；在精煉過程中喂入適量的鈣線，使鋼液中的一次氧化物夾雜通過吹氬攪拌去除；
(4)LF精煉結(jié)束時(shí)對(duì)鋼液進(jìn)行定氧、測(cè)溫、取樣，保證鋼液中的鋁、鈦、氧、硫等元素含量合適；鋼液進(jìn)入VD真空處理爐后，對(duì)鋼液進(jìn)行真空處理，在保真空的最后3min采用吹氬弱攪拌，破空后對(duì)鋼液定氧、測(cè)溫、取樣，成分合適的話軟吹一定時(shí)間后上臺(tái)澆注；
(5)鋼水澆注，過熱度為1(T20°C。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過調(diào)整爐外精煉過程的脫氧工藝和精煉控制工藝，維持爐渣-鋼液-夾雜物之間的平衡，去除鋼中大顆粒的一次氧化物夾雜，充分利用過去認(rèn)為無法去除的有害的二次氧化物夾雜，達(dá)到改善目標(biāo)鋼種的焊接性能及沖擊韌性。


圖I、圖2為采用本發(fā)明方法得到的鑄坯金相組織照片。圖3、圖4為采用本發(fā)明方法得到的鋼板焊接熱影響區(qū)組織照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其工藝步驟為
入爐鐵水先進(jìn)行鐵水預(yù)處理，處理后鐵水硫含量S=O. 021%，溫度1286°C，鐵水入轉(zhuǎn)爐前必須將渣扒干凈。轉(zhuǎn)爐冶煉加入鐵水及廢鋼，鐵水137噸，廢鋼16噸。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制C=O. 050%, P=O. 009%, 0=853ppm ;嚴(yán)格擋渣出鋼，渣厚彡50mm,出鋼時(shí)間5min,出鋼1/5向鋼包中加入硅鐵(FeSi)和錳鐵(FeMn)進(jìn)行脫氧，同時(shí)向鋼包中加入預(yù)熔渣350kg，石灰 600Kg，出鋼3/5加完合金及渣料，脫氧沒有加鋁鐵(FeAl)等含鋁鐵合金，其他合金按正常要求添加；鋼液在爐后不喂鋁線，只進(jìn)行測(cè)溫和吹氬操作。鋼水運(yùn)送到LF精煉工位后，先送電5min，送電過程可加入造渣料，但不能加脫氧齊 及能脫氧的渣料，然后測(cè)溫，溫度合適后進(jìn)行定氧，定氧結(jié)果為40ppm，此時(shí)可向鋼水中加入200kg鈦鐵，加入鈦鐵后，吹A(chǔ)r攪拌5min，然后對(duì)鋼液進(jìn)行正常的造渣和加熱升溫，并根據(jù)精煉爐渣的實(shí)際情況向渣面撒入適量電石或碳粉進(jìn)行脫氧，以確保精煉爐渣的還原性，在LF精煉末期按成分要求加入B鐵(150t裝入量，硼鐵需準(zhǔn)確稱量)，確保B鐵必須加入到鋼水中。精煉結(jié)束前對(duì)鋼液進(jìn)行定氧，溶解氧含量O. 0018%，將鋼水運(yùn)送到VD爐進(jìn)行真空處理。真空處理保真空時(shí)間18min,在保真空的最后3min采用吹気弱攪拌,破空后對(duì)鋼液定氧、測(cè)溫、取樣，軟吹15min后上臺(tái)澆注，鋼水澆注過程的平均過熱度為18°C。對(duì)鋼板中氧化物夾雜的檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，鋼中典型夾雜物氧化物粒子成分合適、尺寸細(xì)小、呈球形或類球形，且分布均勻。鑄坯組織見圖I。在熱輸入為140kJ/Cm的條件下焊接，焊接接頭處性能見表1，焊接熱影響區(qū)組織見圖3。焊接結(jié)果表明鋼板焊接性能優(yōu)良，能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。表I焊接接頭拉伸和彎曲性能及不同位置試件沖擊結(jié)果
權(quán)利要求
1.利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法，其特征在于按以下工藝步驟進(jìn)行 (1)轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)控制鋼液中的氧含量為50(T900ppm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程根據(jù)鋼液中的氧含量加入適量FeSi、FeMn或Si-Mn合金對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧和合金化； (2)鋼液進(jìn)入CAS站后進(jìn)行強(qiáng)吹氬攪拌；鋼液進(jìn)入LF精煉工位后對(duì)鋼液進(jìn)行定氧； (3)造渣操作，加入脫氧元素Ti、Mg、Rem中的一種或幾種，得到高堿度、低FeO及合適Ti2O3含量的精煉爐渣；在精煉過程中喂入適量的鈣線，使鋼液中的一次氧化物夾雜通過吹氬攪拌去除； (4)LF精煉結(jié)束時(shí)對(duì)鋼液進(jìn)行定氧、測(cè)溫、取樣，保證鋼液中的鋁、鈦、氧、硫等元素含量 合適；鋼液進(jìn)入VD真空處理爐后，對(duì)鋼液進(jìn)行真空處理，在保真空的最后3min采用吹氬弱攪拌，破空后對(duì)鋼液定氧、測(cè)溫、取樣，成分合適的話軟吹一定時(shí)間后上臺(tái)澆注； (5)鋼水澆注，過熱度為1(T20°C。
全文摘要
利用鋼中二次氧化物夾雜的冶煉方法。通過對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制、出鋼過程控制及爐外精煉工藝控制，使得鋼液中保持合適的氧含量，在精煉過程采用特定的合金元素對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧，使其脫氧產(chǎn)物進(jìn)入爐渣，維持該特定元素在鋼液和爐渣之間的平衡，同時(shí)精煉過程中嚴(yán)格控制鋼液中的硫含量為0.001%~0.003%，以確保鋼液在凝固過程中生成成分合適、尺寸細(xì)小、形貌為球形或類球形等的二次氧化物夾雜粒子，并在該類二次氧化物粒子表面析出一層MnS的復(fù)合夾雜，這種細(xì)小的復(fù)合二次氧化物粒子在大線能量焊接的焊接熱影響區(qū)能夠誘導(dǎo)生成針狀鐵素體，顯著改善焊縫及熱影響區(qū)的強(qiáng)度和韌性。
文檔編號(hào)C21C7/06GK102965469SQ20121048446
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者楊俊 , 張愛兵, 劉建兵, 楊云清, 翟運(yùn)濤, 高海亮, 張青學(xué) 申請(qǐng)人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司