[发明专利]一种精炼过程中硼元素的控制方法

说明书

本发明属于铸钢件冶炼技术领域，主要涉及精炼炉冶炼含硼钢水时硼元素的加入及控制方法。提供一种精炼过程中硼元素的控制方法，该方法采用EAF→LF→VOD→LF→浇注的工艺生产，为提高B元素的回收率及准确性，本发明选择在VOD后LF阶段加入B元素；通过本发明的控制方法，B含量的回收率能达到65%左右，较现有技术40%的回收率提高至25%；且可准确无误的控制B元素在钢液中的含量，B元素含量的准确率98%以上，同时提高生产效率，避免了因B含量超标而导致钢液报废。

技术领域

本发明属于铸钢件冶炼技术领域，主要涉及精炼炉冶炼含硼钢水时硼元素的加入及控制方法。

背景技术

硼（B）作为一种合金元素在钢中应用的时间较短，最早把B作为合金元素的工业化应用是在1934年，目的是为了增加钢的淬透性。微量的B可以极大提高钢的淬透性，而其他贵重元素如Cr、Ni、Mn等要达到同样的效果，则其含量必须是B的几十倍甚至上百倍。B作为提高钢水淬透性的合金元素，在钢中的含量较低，一般低于30×10^-6，当B的质量分数超过0.01%时，组织中出现硬脆的硼化物，此时钢的韧性较低。因为硼是地壳中含量相对丰富的一种元素，将其作为合金元素应用，可以大量节省贵重元素，对工业生产和国防建设都有积极的意义。

由于B在化学周期表中位于第2周期，是ⅢA族的第一个元素，原子序数为5，介于金属与非金属之间，所以B的化学性质极为活泼，很容易与钢中的O、N结合，使B失去作用，而且钢中的B含量又极少，所以在冶炼含B的钢水时如何使B均匀稳定的分布在钢水中需要重点研究。

发明内容

本发明提供一种精炼过程中硼元素的控制方法，在实际的冶炼生产中，含B元素钢种中B的含量一般在0.008～0.011%之间，属于极微量元素，而B元素在钢液中又极为活泼，很容易被钢液中的O、N等元素氧化，如何在含量极低、容易被氧化的情况下准确的控制B在钢液中的含量及提高其回收率是本发明的目的。

综上所述钢液中B元素的控制难度大主要是因为B在钢液中的含量低，仅为0.008～0.011%，以及B极容易被氧化造成的，钢液中B含量是标准要求的，因此只能从减少B在钢液中的氧化来达到控制的目的，而钢液中的B主要跟O、N两种元素结合，所以可以从控制钢液中的O、N两种元素来达到效果。

一种精炼过程中硼元素的控制方法，该方法是采用EAF→LF→VOD→LF→浇注的工艺生产，为提高B元素的回收率及准确性，本发明选择在VOD后LF阶段加入B元素；本发明方法包括：

VOD炉吹氧量的控制：

在冶炼过程中判断钢水的废气温度变化，废气温度曲线由上升变为下降时，在2min内停止吹氧，开启下一级真空泵，继续抽高真空，进入到高真空，高真空时间保持15～20min后加入AL进行还原，AL的加入量为1.5～2.0kg/吨钢，然后破真空，出钢至LF炉进一步精炼；

LF炉氧含量的控制：首先加入3～5kg/吨钢的AL进行还原，10min后测量氧活性，如果氧活性大于5ppm，继续加入AL，直至氧活性小于5ppm，此时陆续加入除B外的其余合金元素，过程中陆续加入5～10kg 的AL，待钢液氧活性小于5ppm保持1h；取渣样观察钢渣颜色，若钢渣颜色呈黑色或灰色，继续加入AL，直至钢渣颜色呈黄色；若钢渣颜色呈黄色则钢液已还原彻底，根据钢液重量计算B的加入量，将所述B的加入量一次加入钢液中，并控制B元素的含量在0.01～0.011%之间。

为了更好的实现本发明，在“LF炉氧含量的控制”步骤中，将所述B的加入量一次加入钢液中之前加入N，并将N的含量控制在0.015～0.022% 之间。

本发明的有益效果是：

（1）通过本发明的控制方法，B含量的回收率能达到65%左右，较现有技术40%的回收率提高至25%；