[发明专利]一种提高Ti系含铝镇静钢浇注性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程用钢的冶炼方法，属于含Ti钢的冶炼方法，确切地指提高Ti系含铝镇静钢浇注性能的方法。

背景技术

随着汽车工业、高层建筑、大型桥梁、管道工程、工程机械的发展，用户对洁净钢(clean steel)和低合金高强度钢(HSLA steel)的需求量与日俱增，同时对其质量要求也越来越苛刻。金属钛均具有良好的脱氧效果，一直以来都是冶金中重要的脱氧剂。

对于含钛钢，由于Ti与氧的亲和力较强，易产生钛化物即TiOx夹杂物，这种TiOx夹杂物也极易导致在水口与耐材结合形成结瘤物并迅速长大，严重影响钢水的浇注性能。因此，采取将LF精炼炉的精炼时间控制为至少45分钟，认为精炼时间越长，对清除钢水中的TiOx夹杂物越干净，钢水的洁净度越高，浇注性能越好。

对于钛系含铝镇静钢，属于Ti脱氧钢。由于钢中Ti含量较高，大罐内侧罐壁渣中含Al残余熔渣，通过Ti脱氧后渣中Al₂O₃被还原至钢水，造成钢水增Al，间接的形成了钢中Ti与Al同时存在的格局，随着LF炉精炼过程，钢中形成部分Al₂O₃夹杂物，研究表明在[Ti]/[Al]>10时．钢中TiOx夹杂物比Al₂O₃稳定。所以钢中部分含量Al与钢中大量的TiOx形成A1-Ti-O系夹杂物。这种夹杂物表层为还原产物A1₂0₃的环状结构，内核为尚未被还原的 TiOx。该类夹杂物被烧结在一起，类似一种“钢筋混凝土”结构。由于该类夹杂物比重大，其流经水口时容易在水口壁的停滞区滞留，与水口耐材结合形成结瘤物并迅速长大，因其坚固、致密，危害也更大。这种空隙型Al₂O₃-TiOx夹杂形成的原因是，Ti脱氧产物被钢中[AI]还原。Al₂O₃首先在钛脱氧产物表面形成，其内部的钛氧化物随时间增加被逐渐还原，还原过程产生的体积变化导致了微观空隙的形成。这是目前相关文献钛系含铝镇静钢水口结瘤倾向大于普通铝镇静钢的新解释。

经初步检索，刊登于2011年第4期名称为《工业加热》文献，其指出，采用先Al后Ti脱氧工艺时，当[Ti]/[Al]>10时，钢中TiOx夹杂物比Al₂O₃稳定；采用Ti、Al同时脱氧工艺时，随着[Ti]/[Al]比增加，夹杂物中的TiOx含量明显增加，随着反应时间的延长，则 Al₂O₃夹杂物又逐渐占据优势，即TiOx夹杂物重新被Al还原。另外随着反应时间的延长，夹杂物形貌发生一定程度的改变。该文献只说明了夹杂物的形成机理和夹杂物的含量变化，未能直接说明如何控制该类夹杂物的去除。同时含钛钢的生产在工艺控制上并没有外部加Al，而是钢中Ti元素的强还原性将Al还原至钢水，造成钢水增Al，而非同时脱氧或先后脱氧工艺。

发明内容

本发明的目的在于解决Ti系含铝镇静钢浇注中由于TiOx夹杂物，尤其A1-Ti-O系夹杂物对浇注产生的波动及连浇炉数低的不足，提供一种通过对TiOx夹杂物的改性，使该钢系在浇注中流动稳定、至少可连续浇注5炉的Ti系含铝镇静钢浇注性能的方法。

实现上述目的的技术措施：

一种提高Ti系含铝镇静钢浇注性能的方法，其步骤：

1）进行铁水脱硫，并控制铁水中的S的重量百分比含量≤0.002%；

2）进行转炉冶炼：

a、在出钢到钢水重量百分比的20～25%时，开始一次性按照3.3～4.17公斤/吨钢加入石灰；

b、控制进入钢水中的炉渣≤2.5公斤/吨钢；

3）在LF炉中进行精炼：

a、控制精炼时间在30～40分钟；

b、按照0.8～1.7公斤/吨钢加入石灰，并控制炉渣的二元碱度在3～8；

c、在精炼结束前的5分钟内，开始按照0.38～0.52公斤/吨钢一次性加入Ca—Fe线；

d、控制最终钢水中O的重量百分比含量≤25PPm；

4)按照常规浇注成坯。

其特征在于：在精炼时，按照0.8～1.7公斤/吨钢加入萤石。

本发明中主要工序的参数控制理由：