[发明专利]一种控制夹杂物的极地用钢的冶炼方法

说明书

本发明提供一种控制夹杂物的极地用钢的冶炼方法，该方法通过Zr‑Ti脱氧高强度低合金钢，在凝固阶段会在先形成的细小分布的Zr‑Ti复合氧化物核质点上形成和生长MnS。因此，形成的MnS覆盖在细小的球形氧化物之上，并在钢中弥散均匀分布，该结构提高了钢的韧性。同时，MnS周围出现了贫锰区，会促进针状铁素体的形成，通过细晶强化进一步提高钢的韧性。此外，大量细小、均匀弥散分布的氧化物，有利于钢的组织均匀，强度提高。与传统的Al脱氧相比，钢板的延展性和韧性相应得到提高，腐蚀电流密度低于6mA/cm²，腐蚀活性夹杂物减少了一半，降低了钢板的局部腐蚀速度，从而保证钢板的服役寿命，满足极地用36kg级钢的要求。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种控制夹杂物的极地用钢的冶炼方法。

背景技术

极地破冰船服役条件恶劣，要求钢板具有高强韧、高耐蚀、高耐磨、易焊接等特点。尤其在耐海水腐蚀方面有极高要求，这就需要极为苛刻的夹杂物、析出物、组织及微观缺陷等控制措施及能力。钢中夹杂物弥散分布在钢的内部及表面，在破冰船外部涂层破换之后，成为恶劣服役环境中的主要点蚀源头。钢种母材及焊接接头耐海水腐蚀的关键在于钢中腐蚀活性夹杂物的控制技术。钢板局部腐蚀速度取决于钢中腐蚀活性非金属杂质含量，钢中腐蚀活性夹杂物低于2个/mm²即可有效降低钢板的局部腐蚀速度，从而保证钢板的服役寿命。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种控制夹杂物的极地用钢的冶炼方法，该冶炼方法能够有效控制钢中的腐蚀活性夹杂物，降低钢板的局部腐蚀速度，从而保证钢板的服役寿命，满足极地用36kg级钢的要求。

技术方案：本发明所述的一种控制夹杂物的极地用钢的冶炼方法，钢水冶炼的工艺路线包括KR铁水预处理→BOF顶底复吹转炉→LF精炼炉→RH精炼炉；

步骤包括：

(1)选择铁水中的有色金属的质量百分比含量Sn≤0.010％，Pb≤0.005％，As≤0.020％，Sb≤0.010％，Zn≤0.010％时进行试制；铁水预处理保证入炉铁水S≤0.0020％，渣子扒除90％以上；

(2)在转炉底吹和炉况良好的情况下进行试制，转炉采用活性石灰进行多次造渣操作，将终点P、S均控制在0.008％以下；出钢自由氧控制在400-600ppm，终点碳的质量百分比含量控制在0.04-0.06％；

(3)转炉出钢用硅铁与微碳锰铁或者硅铁与锰进行初步脱氧和合金化；

(4)到LF精炼炉后，测定并记录钢种的[O]含量，控制并保持钢水中氧含量为20-60ppm；然后加入低铝Fe-Ti合金和Fe-Zr合金进行脱氧和合金化；

(5)低铝Fe-Ti合金和Fe-Zr合金进行脱氧和合金化后精炼3min以上；测定并记录钢中的[O]含量，如钢中存在10ppm以上自由氧，则加入10-20kg的Si-Ca-Ba合金进行补充脱氧；

(6)然后进行脱S工艺操作，在脱S工艺过程中，禁止加铝线；脱S工艺完成后，根据目标成分加入Al线；

(7)RH精炼炉进行夹杂物去除和脱气处理，真空室吹氧，吹氧量50m³，真空度≤5.0mbar条件下保持时间≥20min；在RH脱气处理完成后，在出站3min前，按照目标成分进行钙处理。

其中，在转炉冶炼过程中，选择纯铁水操作或者选择以有色金属成分满足要求的废钢作为入炉料。

在所述步骤(3)中，进行初步的脱氧和合金化时，Si按0.10-0.18％配硅铁，Mn按0.93-0.98％配微碳锰铁或者金属锰。

在所述步骤(4)中，控制并保持钢水中氧含量为20-60ppm所采用的方法是：当钢水中氧含量大于60ppm，根据估算加入硅铁进行脱氧，直到钢水中的氧含量在20-60ppm。