[发明专利]一种稳定提高含硼钢中硼含量的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在含硼冷镦钢LF炉精炼过程提高和稳定含硼钢硼回收率的工艺方法，属钢铁冶金领域。

背景技术

随着用户对钢材质量和使用性能要求的日益提高，部份钢种要求具有良好的淬性。硼做为一种提高钢材淬透性的元素，另外，适量添加硼可提高钢材的低温冲击性能，降低屈服强度，因此硼在炼钢生产中得到广泛应用。但由于硼的化学性质十分活泼，极易氧化，工艺和方法不当容易造成硼的回收率不稳定、同一含硼钢炉次之间的硼含量差距较大，而且对钢中的硼含量要求较低（≤0.005%），否则容易产生“硼脆”现象。硼的回收及在钢中的要求具有以下特点：

（1）钢中的[O]、[N]含量直接影响硼的回收率，氧造成[B]的氧化，[N]容易生成氮化硼，降低硼的使用效果。

（2）钢中的[O]、[N]含量高，则硼的回收率低，硼的反应产物对钢的性能反而不利。

（3）钢中的[O]、[N]含量不稳定，直接导致硼的回收不稳定。

（4）钢中的硼只有以酸溶硼的形式存在，才可发挥硼的有效作用。

（5）硼元素在钢中短时间内难以达到均匀分布。

查相关文献，硼的合金化主要有以下三种方式：

（1）转炉出钢硼合金化：此方式受转炉终点控制的影响和钢中氧含量波动大的影响，硼的回收率低普遍偏低，回收率波动很大，一般在10～65%。

（2）    LF精炼硼合金化：此方式较转炉出钢硼合金化效果有明显提高，但与操作和控制方法密切相关，波动也较大，一般在23.5～71.5%。

（3）           真空精炼硼合金化：通过LF精炼后再进行真空处理后进行硼合金化，硼的回收率可达90%以上。

为了提高和保证含硼冷镦钢的质量，降低生产成本，研究进一步提高和稳定LF精炼硼合金化的方法对提高含硼钢的质量具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种LF炉精炼过程提高和稳定含硼冷镦钢硼含量的冶炼方法，摆脱了硼合金化对真空精炼的依赖，保证了后工序对含硼钢的质量要求。

本发明的技术方案为：转炉出钢过程采用高碳锰铁、高碳铬铁、铁芯铝进脱氧合金化，采用全程底吹氩及渣洗工艺，降低钢中的氧含量和氮含量；出钢完毕钢水吊至氩站，加铝铁调整钢中氧活度至要求控制范围后转至LF精炼炉；LF炉精炼采用埋弧操作、软吹氩控制、深脱氧工艺、钛合金化工艺后再进行硼合金化，之后再进行长时软吹氩，钢中的硼回收率达82%～86%，炉与炉之间的波动量小于0.0005%，达到了理想的控制水平，摆脱了硼合金化对真空精炼的依赖，保证了后工序对含硼钢的质量要求。

本发明的LF炉精炼过程提高和稳定含硼冷镦钢硼含量的生产方法按以下步骤进行：

A、钢水采用50吨LD转炉顶底复合吹炼，出钢钢包钢水量出至10～12t时，向钢包加入高碳锰铁、高碳铬铁、铁芯铝脱氧合金化，脱氧合金化顺序为：高碳锰铁→高碳铬铁→铁芯铝，加入量控制为：高碳锰铁9.8～11.1kg/t_钢，高碳铬铁2.2～4.15kg/t_钢，铁芯铝1.5～2.6kg/t_钢；出钢过程采用渣洗及全程底吹氩工艺，出钢前向钢包底部加入石灰4 kg/t_钢、精炼渣1.20kg/t_钢，氩气流量控制为25～35NL/min；

B、钢水吊至氩站，定氧后根据钢水氧活度加入铝铁调整钢中氧含量（氧与钢水量的质量比）至15～20×10^-6，全过程用15～25 NL/min小氩量进行吹氩；

C、氩站钢水氧活度合格后吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(15～25NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3～4分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰2～3kg/t_钢，然后加入0.40～0.60kg/t_钢电石，0.20～0.60kg/t_钢铝铁（含Al48~52%,块度不得超过95mm×95mm×55mm）对炉渣进行脱氧并调整流动性，炉渣流动性较好后于渣面撒入增碳剂（固定C含量94%）0.40～0.60kg/t_钢使炉渣泡沬化后，下电极将钢水温度加热至1580～1600℃；