[发明专利]一种去除轴承钢钢液中钛的合成渣料及其应用

说明书

技术领域

本发明属于特殊钢冶炼领域，具体地，本发明涉及一种去除轴承钢钢液中钛的合成渣料及其应用。

背景技术

钛影响轴承钢的疲劳寿命，高档次轴承钢对钛有严格要求，最低要求Ti≤15ppm。轴承钢初炼钢液脱氧合金化过程中是钢水增钛量最大的环节，优选低钛合金是当前世界各国降低轴承钢钛含量的主要方法，但是低钛合金价格昂贵。采用低钛铬铁LF进站钛含量约20～30PPM，采用普通铬铁，钛含量30ppm以上。普通铬铁、锰铁、硅铁约含有0.2%-0.4%的钛，低钛铬铁含有0.03%-0.1%的钛，目前去除合金中钛的方法在专利：《降低高碳铬轴承钢钛含量的方法，专利号201110354628.8》中有所阐述，方法为：在出钢的过程中，先进行合金化，利用钢水中的溶解氧与钛反应生成氧化钛，上浮去除，再加铝质脱氧剂、渣洗料进行脱氧去除夹杂，但这样做造成两个问题，一个问题为在精炼过程中钢水中的酸溶铝会还原炉渣中的氧化钛，造成回钛现象，整个精炼过程中约增10～15PPm的钛，第二个问题为由于铝质脱氧剂和渣洗料在出钢末期加入，生成的三氧化二铝夹杂没有充分的时间上浮或吸附去除，造成精炼去除夹杂物的任务过重。

日本的神户制钢采用转炉少渣量顶底复合吹炼冶炼轴承钢，将含钛高的铁合金在转炉内加入，达到氧化去钛的目的，但对于生成的氧化钛夹杂如何快速吸附去除，避免氧化钛夹杂在出钢过程中随钢液进入钢包没有做研究。

针对以上的技术不足，本发明提供一种去除轴承钢钢液中钛的电炉工艺。

发明内容

针对以上的技术不足，本发明提供了一种去除轴承钢钢液中钛的合成渣料。

本发明的去除轴承钢钢液中钛的合成渣料，其成分包括：55wt%～75wt%的MnO，25wt%～45wt%的SiO₂。

根据本发明的去除轴承钢钢液中钛的合成渣料，其制备方法包括以下步骤：

1）以工业用二氧化锰粉末40wt%～50wt%、石英砂25wt%～35wt%、富锰矿20wt%～25wt%为原料，称量配料、混匀；

2）将步骤1）的混合原料以温度1450～1550℃预熔，熔化均匀后从炉内放出，液态渣出炉后冷却；

3）将冷却渣破碎加工，粒度尺寸为1～20mm，制得合成渣料。

上述制得的合成渣料保持干燥状态，防潮包装待用，预熔渣的加热熔化可以用煤气加热、电加热等方法。

上述工业用二氧化锰粉末按质量百分比包括：MnO₂>75%，P<0.01%，S<0.04%；所述石英砂按质量百分比包括：SiO₂>90%，P<0.01%，S<0.04%；所述富锰矿按质量百分比包括：MnO₂45%～55%，SiO₂10%～20%，Al₂O₃5%～15%，P<0.01%，S<0.04%。

本发明提供了一种含MnO和SiO₂的合成渣料，其成分范围为MnO约为55%～75%，SiO₂约为25%～45%，其成分范围在图1（MnO─SiO₂系状态图）中的A区域，在A区域生成一个熔点为1350℃的化合物2MnO·SiO₂（锰橄榄石）和在1251℃形成一个共晶体。这种合成渣料属于酸性渣，熔点不大于钢液，密度也不大于钢的密度，能和钢中所有夹杂发生作用，对氧化钛等碱性夹杂物有很好的吸附效果。

本发明还提供了上述合成渣料在去除轴承钢钢液中钛中的应用。

本发明提供的去除轴承钢钢液中钛的方法，包括以下步骤：

1）在利用电炉冶炼轴承钢的氧化末期扒渣完毕后，将高钛铬铁加入电炉中；

2）利用硅锰预脱氧，同时喷吹上述本发明的合成渣料吸附氧化钛杂质，其中，所述合成渣料的成分包括：55wt%～75wt%的MnO，25wt%～45wt%的SiO₂；

3）喷吹合成渣料完毕后无渣出钢，出钢时随钢流加入铝质脱氧剂和铝酸钙类合成渣进行脱氧和去除杂质。

根据本发明的去除轴承钢钢液中钛的电炉方法，步骤2）所述硅锰预脱氧步骤为根据生产经验，用硅铁和锰铁组合物，或者用硅锰合金调整钢水成份至目标成份（Mn含量0.1wt%～0.4wt%，Si含量0.1wt%～0.2wt%），其中Si的回收率取70%，Mn的回收率取85%，未回收进入钢水中的Si、Mn元素量即为“硅锰预脱氧”消耗掉的量。