專利名稱：一種用于潔凈鋼冶煉的脫氧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及降低鋼中的氧和非金屬夾雜物含 量的方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵冶煉過程中常用的脫氧方法主要有三種沉淀脫氧，擴(kuò)散脫氧和真空 脫氧。
現(xiàn)有的方法普遍采用復(fù)合脫氧的方法。即是精煉時(shí)先用沉淀脫氧法進(jìn)行 預(yù)脫氧；再用擴(kuò)散脫氧法進(jìn)行脫氧；精煉后期，加入脫氧劑進(jìn)行終脫氧；終脫 氧結(jié)束后，再進(jìn)行真空脫氧處理。其中，在預(yù)脫氧過程中以及真空脫氧處理前 的終脫氧過程中，多是加入含鋁和硅的脫氧劑進(jìn)行脫氧處理。
根據(jù)張鑒，《爐外精煉的理論與實(shí)踐》，冶金工業(yè)出版社，1993年12月， 第718頁的介紹，采用該脫氧方法的低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)VAD精煉后，鋼中氧含量 在處理末期可達(dá)15 28PPm。另據(jù)蕭忠敏，《武鋼煉鋼生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步概況》，冶 金工業(yè)出版社，2003年12月，第190頁記載，采用該方法真空脫氧處理后，鋼 中總氧T 〔0)為12 25 PPm。依據(jù)該脫氧方法生產(chǎn)的鋼錠(模注)平均氧含 量19.82PPm，其中有4(m的鋼錠氧含量〉20PPm，鋼中非金屬夾雜物含量如下 氧化物1.0(粗)、1.5(細(xì))；硫化物1.0(粗)、1.5(細(xì))；球狀?yuàn)A雜物0.5(粗)、 1.0 (細(xì))；硅酸鹽O. 5 (粗)、0 (細(xì))；單顆粒球狀?yuàn)A雜物1.5-2.0。
隨著社會(huì)技術(shù)水平的發(fā)展，用戶對(duì)鋼產(chǎn)品的要求在不斷提高，采用上述復(fù) 合脫氧方法的產(chǎn)品，雖然能夠達(dá)到現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，但是已經(jīng)不能滿足
3一些客戶的更高要求。
經(jīng)過對(duì)冶煉過程中的數(shù)據(jù)收集并進(jìn)行詳細(xì)分析，我們發(fā)現(xiàn)，采用上述復(fù)合
脫氧的方法時(shí)，真空脫氧過程的平均脫氧率僅為29.67%，因此，鋼中的氧含量 很難得到有效的降低。經(jīng)進(jìn)一步收集分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鋼水在真空脫氧處理過程 中的脫氧率存在很大的差異，高的可達(dá)到58.6%，而低的只有9.3%。
經(jīng)査閱大量資料并結(jié)合真空碳脫氧的理論后發(fā)現(xiàn)，真空脫氧處理過程中的 脫氧率存在如此大的差異的主要原因是，鋼中的沉淀脫氧產(chǎn)物^々3和&"2等對(duì) 真空脫氧率有較大影響，沉淀脫氧產(chǎn)物含量越低，真空脫氧處理效率越高，反
之，真空脫氧效率越低。而沉淀脫氧產(chǎn)物^2^和&'"等在鋼中相當(dāng)穩(wěn)定，即使 在0.1毫米汞柱真空度下也很難分解，且以氧化物形式夾雜存在于鋼中，對(duì)鋼 的質(zhì)量存在很大影響。
而傳統(tǒng)的復(fù)合脫氧方法中，光是預(yù)脫氧用鋁量就達(dá)到0.5千克/噸。更為重 要的是，終脫氧處理是在真空處理之前進(jìn)行的，這就導(dǎo)致進(jìn)入真空處理步驟的 鋼液，在預(yù)脫氧的基礎(chǔ)上，又一次增加了沉淀脫氧產(chǎn)物的含量，這一方面增加 了夾雜物，另一方面還降低了真空脫氧處理的效率，使得鋼材中的含氧量和非 金屬夾雜物含量無法進(jìn)一步下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的脫氧方法 技術(shù)方案，進(jìn)一步降低合鋼中的氧和非金屬夾雜物。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的潔凈鋼冶煉過程中的脫氧方法進(jìn)行
了改進(jìn)和調(diào)整。新的方法技術(shù)依次經(jīng)過步驟1和步驟2: 步驟1用沉淀脫氧法進(jìn)行的預(yù)脫氧步驟；步驟2精煉過程中用擴(kuò)散脫氧法進(jìn)行的脫氧步驟； 其特征是在步驟2之后再依次經(jīng)過步驟3和步驟4: 步驟3精煉之后的真空處理步驟； 步驟4終脫氧步驟。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，新方法將終脫氧步驟4放到真空處理步驟3之后進(jìn)行。
此外，還降低了所述預(yù)脫氧步驟1中脫氧劑的用量，用鋁作為預(yù)脫氧的脫
氧劑，其用量《0. 18千克/B屯，以此來進(jìn)一步控制沉淀脫氧產(chǎn)物的含量。
所述精煉過程中的脫氧步驟2中，白渣的保持時(shí)間^15分鐘，以此來強(qiáng)化 擴(kuò)散脫氧的效果。
所述精煉過程中的脫氧步驟2中，當(dāng)鋼中的自由氧含量《20PPm后，才結(jié)束 精煉過程中的脫氧步驟3、進(jìn)入真空處理步驟4。
通過采用上述方法，將終脫氧的時(shí)機(jī)改到了真空處理完成之后，因此，注 入到真空處理設(shè)備的鋼中的沉淀脫氧產(chǎn)物的含量明顯下降， 一方面減少了非金 屬夾雜物的含量，另一方面，由于這些沉淀脫氧產(chǎn)物的減少，又同時(shí)提高了真 空脫氧處理的效率。并且，如果同時(shí)降低預(yù)脫氧步驟中的脫氧劑用量，強(qiáng)化精 煉過程中的擴(kuò)散脫氧，就能夠進(jìn)一步減少沉淀脫氧帶來的夾雜物的引入，進(jìn)而 更加增強(qiáng)真空處理的效率。
采用上述方法后，經(jīng)過一段時(shí)間冶煉生產(chǎn)實(shí)踐得到如下數(shù)據(jù)鋼中氧的平 均含量為12.5PPm、鋼中氫含量?jī)HO. l—lPPm、鋼中非金屬夾雜物，氧化物0. 5 (粗)、0.5 (細(xì))；硫化物0.5 (粗)、0.5 (細(xì))；球狀?yuàn)A雜物0.5 (粗)、0. 5 (細(xì))；
硅酸鹽0 (粗)、0 (細(xì))；單顆粒球狀?yuàn)A雜物0.5—1。即相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，
鋼中氧含量降低36.93%，達(dá)到了〈15PPm，鋼中非金屬夾雜物也降低了一到兩個(gè) 等量級(jí)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不 受具體實(shí)施例限制。另外，在不違反本發(fā)明技術(shù)方案的前提下，對(duì)本發(fā)明所做 的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或者改變，都將落入本發(fā)明的權(quán)利 要求范圍之內(nèi)。比如下面的實(shí)施例僅以合金結(jié)構(gòu)鋼的冶煉為例，由于非合金 結(jié)構(gòu)鋼也同樣存在脫氧和去除非金屬夾雜物的技術(shù)問題，并且，由本領(lǐng)域技術(shù) 常識(shí)可知，非合金結(jié)構(gòu)鋼采用的脫氧方法在本質(zhì)上與合金結(jié)構(gòu)鋼的脫氧方法沒 有區(qū)別。因此，本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)非合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)冶煉也完全適用。
實(shí)施例
以變漿、偏航軸承用合金結(jié)構(gòu)鋼鋼錠(42CrMo4)的冶煉為例，采用如下裝 備技術(shù)條件電弧爐(EBT) +鋼包精煉(LF) +真空處理(VD) +模注。
電弧爐熔化的鋼水進(jìn)入LF爐后，先用沉淀脫氧的方法進(jìn)行預(yù)脫氧，脫氧劑 鋁的用量為0. 18千克/噸。
再利用擴(kuò)散脫氧不產(chǎn)生殘留于鋼液中的脫氧產(chǎn)物的原理，在擴(kuò)散脫氧過程 中做到有高的堿度，好的流動(dòng)性，及白渣的保持時(shí)間至少為15分鐘，以此來強(qiáng) 化擴(kuò)散脫氧的作用。
精煉后期，在爐前使用定氧儀確定鋼中的自由氧，當(dāng)自由氧含量《20PPm才 進(jìn)入真空處理。
精煉結(jié)束后，先進(jìn)行真空處理，真空處理結(jié)束后，再加入含鋁的脫氧劑進(jìn) 行終脫氧。
權(quán)利要求
1.一種用于潔凈鋼冶煉的脫氧方法，依次經(jīng)過步驟1和步驟2步驟1用沉淀脫氧法進(jìn)行的預(yù)脫氧步驟；步驟2精煉過程中用擴(kuò)散脫氧法進(jìn)行的脫氧步驟；其特征是在步驟2之后再依次經(jīng)過步驟3和步驟4步驟3精煉之后的真空處理步驟；步驟4終脫氧步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于潔凈鋼冶煉的脫氧方法，其特征是所述 預(yù)脫氧步驟l中，用鋁作為脫氧劑，其用量《0. 18千克/噸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于潔凈鋼冶煉的脫氧方法，其特征是所述 精煉過程中用擴(kuò)散脫氧法進(jìn)行的脫氧步驟2中，白渣的保持時(shí)間^15分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于潔凈鋼冶煉的脫氧方法，其特征是所述 精煉過程中用擴(kuò)散脫氧法進(jìn)行的脫氧步驟2完成時(shí)，鋼中的自由氧含量小 于等于閥值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于潔凈鋼冶煉的脫氧方法，其特征是閥值是20PPm。
全文摘要
本發(fā)明屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種降低鋼中的氧和非金屬夾雜物含量的方法。依次經(jīng)過用沉淀脫氧法進(jìn)行的預(yù)脫氧步驟；精煉過程中用擴(kuò)散脫氧法進(jìn)行的脫氧步驟；精煉之后的真空處理步驟；終脫氧步驟。本發(fā)明將終脫氧的時(shí)機(jī)改到了真空處理完成之后，因此，注入到真空處理設(shè)備的鋼中的沉淀脫氧產(chǎn)物的含量明顯下降，一方面減少了非金屬夾雜物的含量，另一方面，由于這些沉淀脫氧產(chǎn)物的減少，又同時(shí)提高了真空脫氧處理的效率。該工藝適用于各種合金結(jié)構(gòu)鋼和非合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C21C7/06GK101525679SQ20091005901
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者朱國(guó)慶, 沈高偉, 陳康胤 申請(qǐng)人:成都天馬鐵路軸承有限公司