提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 簾線鋼是汽車子午線輪胎的支撐骨架，具有提高輪胎強(qiáng)度、韌性以及耐疲勞性能 的作用，是超潔凈鋼的代表產(chǎn)品及線材質(zhì)量水平的標(biāo)志性產(chǎn)品，號稱"線材極品"。
[0003] 近年國內(nèi)汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，有效帶動簾線鋼的需求。在鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的 大背景下，鋼鐵企業(yè)試圖通過產(chǎn)品升級來提高競爭力，直接導(dǎo)致以往只有少數(shù)幾家企業(yè)能 生產(chǎn)的簾線鋼，面臨激烈的市場競爭。
[0004] 簾線鋼中添加適當(dāng)硼有利于塑性的改善，金屬制品企業(yè)工業(yè)試驗(yàn)表明，經(jīng)硼微合 金化的高碳鋼盤條，在拉成金屬制品時工藝塑性高，且有利于提高簾線鋼淬透性，因而廣泛 應(yīng)用。但過量的游離硼會使材料有脆化的傾向，因而需提高冶煉過程硼成分命中率、減少成 分波動。
[0005] 硼化學(xué)性質(zhì)活潑，容易與氧、氮反應(yīng)生成氧化物和氮化物，從而降低鋼中有效硼含 量。簾線鋼硼合金化是通過添加硼鐵合金來實(shí)現(xiàn)的，硼鐵合金價格昂貴（約2.4萬元/噸） 且收得率較低，導(dǎo)致鋼中硼含量波動較大，影響鋼材成材率和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)有簾線鋼冶煉工 藝硼收得率低且不穩(wěn)定，導(dǎo)致鋼中硼含量波動較大，不僅增加冶煉成本，而且影響簾線鋼成 材率和最終產(chǎn)品性能。
[0006] 通過簾線鋼實(shí)物質(zhì)量對標(biāo)發(fā)現(xiàn)，青鋼通過硼合金化提高簾線鋼淬透性效果顯著， 值得借鑒，但硼收得率低且硼鐵價格昂貴（約2. 4萬元/噸），因此開展提高硼合金收得率 的研宄有利于穩(wěn)定簾線鋼產(chǎn)品的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高市場競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是通過控制關(guān)鍵工藝參數(shù)，提供一種 提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝，使得硼合金收得率達(dá)到80%以上。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝，包含如下步 驟：
[0009] (1)電爐或轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉：終點(diǎn)碳含量控制在0.71~0.75%，出鋼水1/4時，隨鋼 流加入硅、錳合金和增碳劑，所述C、Si、Mn含量按標(biāo)準(zhǔn)下限控制；
[0010] (2)氬站吹煉：軟吹時間為6~8min，氬氣壓力為0.55±0.05MPa，氬氣流量為 8. 5± L 5Nm3/min ;
[0011] (3) LF精煉：采用CaO-SiO2-Al2O3渣系精煉，渣堿度目標(biāo)值控制在L 5~2. 4,化渣 過程中加入適量特硅，形成白渣，將硅含量控制在0. 2~0. 25%，氧活度控制在20~70ppm 后進(jìn)行硼合金化；
[0012] (4) RH真空處理：67Pa以下處理時間為8~13min，RH爐離站目標(biāo)溫度為 1565±15°C ;
[0013] (5)連鑄采用長水口和浸入式水口保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化；能源介質(zhì)中氧 氣：0 2彡 99. 5%，N2S IOOppm ;氬氣：Ar 彡 99. 98%。
[0014] 作為優(yōu)選方案，所述步驟（1)中終點(diǎn)碳含量控制在0. 73% ;所述步驟（2)中軟吹 時間為7min，氬氣壓力為0· 55MPa，氬氣流量為8. 5Nm3/min ;所述步驟（3)中渣堿度目標(biāo)值 為2. 4,硅含量為0. 25%，氧活度為33ppm ;所述步驟（4)中67Pa以下處理時間為lOmin，RH 爐離站目標(biāo)溫度為1568°C。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明通過調(diào)整冶煉工藝關(guān)鍵控制因素，使得硼合金化過程 的硼收得率達(dá)到80%以上，有效解決了傳統(tǒng)工藝硼收得率低，硼成分波動較大的問題，徹底 消除了硼合金化不當(dāng)對鋼材性能的不利影響，為簾線鋼質(zhì)量優(yōu)化提供了工藝技術(shù)支撐。同 時，本發(fā)明無需額外設(shè)備，在現(xiàn)有工藝裝備條件下即可完成，且安全無污染。本發(fā)明，綜合 控制煉鋼各工序，通過調(diào)整出鋼碳含量、硅含量以及鋼中氧活度等因素，提高硼合金化收得 率，使得硼合金收得率達(dá)到80%以上，有效降低生產(chǎn)成本、提高成分一次命中率和成材率。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明鋼中氧活度與硼收得率關(guān)系曲線。
[0017] 圖2是本發(fā)明鋼中硅含量與硼收得率關(guān)系曲線。
[0018] 圖3是本發(fā)明鋼中硅含量與氧活度關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020] 圖中所示的本發(fā)明各實(shí)施例和對比例均按照以下冶煉工藝生產(chǎn)：電爐或轉(zhuǎn)爐一氬 站一LF -RH-連鑄。
[0021] 其具體冶煉工藝步驟如下：
[0022] (1)電爐或轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉，終點(diǎn)碳含量控制0. 71~0. 75%，出鋼水1/4時，隨鋼流 加入硅、錳合金和增碳劑，C、Si、Mn含量按標(biāo)準(zhǔn)下限控制；
[0023] (2)氬站吹煉，軟吹6~8min，氬氣壓力0.55±0.05MPa，氬氣流量8.5±1.5Nm 3/ min ；
[0024] (3) LF精煉，采用CaO-SiO2-Al2O3渣系精煉，渣堿度目標(biāo)值控制在I. 5~2· 4,化渣 過程中加入適量特硅，形成白渣，將硅含量控制在0. 2~0. 25%，氧活度控制在20~70ppm 后進(jìn)行硼合金化；
[0025] (4) RH真空處理，67Pa以下處理時間：8~13min，RH爐離站目標(biāo)溫度： 1565±15°C ;
[0026] (5)連鑄采用長水口和浸入式水口保護(hù)饒注，防止鋼水二次氧化。
[0027] 其中實(shí)施例1~12和對比例冶煉工藝和硼收得率，見表1。
[0028] 表1實(shí)施例和對比例冶煉工藝和硼收得率
[0029]
[0030]
[0031] 本發(fā)明的冶煉工藝機(jī)理如下：
[0032] 碳含量：鋼中存在碳氧平衡，即一定溫度下碳濃度和氧濃度成反比例。為降低鋼中 氧濃度，減少硼合金燒損，因此將轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量控制在〇. 71 %~0. 75%。
[0033] 硅含量：硅與氧的反應(yīng)優(yōu)先于硼的氧化反應(yīng)，因此適當(dāng)提高鋼中硅含量，能有效 降低鋼中氧活度，從而使硼的收得率升高。因此硼合金化前，鋼中硅含量控制在0.2~ 0· 25%〇
[0034] 氧活度：鋼中氧活度增加勢必降低硼的收得率，因此，為提高鋼材性能、提高硼收 得率，在工藝條件允許下應(yīng)盡可能降低鋼中氧活度。因而，硼合金化前，氧活度控制在20~ 70ppm〇
[0035] 能源介質(zhì)要求：硼不僅與氧反應(yīng)，還能與N反應(yīng)生成BN，因而冶煉過程吹氧或吹氬 所用氣體需確保較高的純凈度。因而能源介質(zhì)要求，氧氣：〇 2彡99. 5%，N2< IOOppm ;氬氣： Ar 彡 99. 98%。
[0036] 本發(fā)明通過控制冶煉過程關(guān)鍵因素，將硼收得率從60%提高到80%以上，效果顯 著。因此本發(fā)明的技術(shù)方案對于提升簾線鋼質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本以及趕超青鋼具有重要意 義。
【主權(quán)項】
1. 一種提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝，包含如下步驟： ⑴電爐或轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉：終點(diǎn)碳含量控制在0. 71~0. 75%，出鋼水1/4時，隨鋼流加 入硅、錳合金和增碳劑，所述C、Si、Mn含量按標(biāo)準(zhǔn)下限控制； (2) 氬站吹煉：軟吹時間為6~8min，氬氣壓力為0? 55 ±0? 05MPa，氬氣流量為 8. 5±L5Nm3/min; (3) LF精煉：采用CaO-SiO2-Al2O3渣系精煉，渣堿度目標(biāo)值控制在1. 5~2. 4,化渣過程 中加入適量特硅，形成白渣，將硅含量控制在0. 2~0. 25%，氧活度控制在20~70ppm后進(jìn) 行硼合金化； (4) 冊真空處理：67?&以下處理時間為8~131^11，冊爐離站目標(biāo)溫度為1565±15°〇； (5) 連鑄采用長水口和浸入式水口保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化；能源介質(zhì)中氧氣： 02彡 99. 5%，N2SIOOppm;氬氣：Ar彡 99. 98%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝，其特征在于： 所述步驟（1)中終點(diǎn)碳含量控制在0.73% ; 所述步驟（2)中軟吹時間為7min，氬氣壓力為0? 55MPa，氬氣流量為8. 5Nm3/min; 所述步驟（3)中渣堿度目標(biāo)值為2. 4,硅含量為0. 25 %，氧活度為33ppm; 所述步驟（4)中67Pa以下處理時間為lOmin，RH爐離站目標(biāo)溫度為1568°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高簾線鋼硼收得率的冶煉工藝，包含如下步驟：(1)電爐或轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉；(2)氬站吹煉；(3)LF精煉；(4)RH真空處理；(5)連鑄采用長水口和浸入式水口保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化。本發(fā)明能有效解決了傳統(tǒng)工藝硼收得率低，硼成分波動較大的問題，徹底消除了硼合金化不當(dāng)對鋼材性能的不利影響，為簾線鋼質(zhì)量優(yōu)化提供了工藝技術(shù)支撐。同時，本發(fā)明無需額外設(shè)備，在現(xiàn)有工藝裝備條件下即可完成，且安全無污染。本發(fā)明，綜合控制煉鋼各工序，通過調(diào)整出鋼碳含量、硅含量以及鋼中氧活度等因素，提高硼合金化收得率，使得硼合金收得率達(dá)到80％以上，有效降低生產(chǎn)成本、提高成分一次命中率和成材率。
【IPC分類】C21C7/072, C21C7/10, C21C7/076
【公開號】CN104911301
【申請?zhí)枴緾N201510375066
【發(fā)明人】張帆, 葉途明, 任安超, 桂江兵, 龍莉, 吳杰
【申請人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月30日