本發(fā)明涉及鋼水純凈化處理領(lǐng)域，具體為一種高純凈稀土鋼處理方法。
背景技術(shù)：
：鋼水純凈度控制是優(yōu)質(zhì)鋼制備中最關(guān)鍵步驟，而夾雜物含量及夾雜物尺寸是鋼中純凈度的最重要指標。當前，鋼的坯料主要采用：工藝①(電爐/轉(zhuǎn)爐→LF精煉→VD/RH真空處理→軟吹→連鑄/模鑄)或工藝②(轉(zhuǎn)爐→RH真空處理→軟吹→連鑄)制備。但由于生產(chǎn)流程長，控制環(huán)節(jié)較多，長期存在鋼中夾雜物含量較高與尺寸較大夾雜物的問題，常常出現(xiàn)鋼中全氧含量超過15ppm的情況，并且夾雜物等級也比較高。因此，需要一種有效、穩(wěn)定的鋼水凈化方法提高鋼的純凈度。而稀土具有深脫氧、變質(zhì)細化夾雜物的作用效果，是一種理想高純凈鋼處理方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高純凈稀土鋼處理方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的工藝①或工藝②制備鋼坯時鋼中全氧含量超過15ppm，并且夾雜物等級也比較高技術(shù)難題。根據(jù)實施工藝精煉過程鋼水中溶解氧(O溶解氧)、全氧(T.O)、硫含量以及精煉渣成分，進行合理稀土含量添加，實現(xiàn)鋼水深脫氧、變質(zhì)細化夾雜物作用效果。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高純凈稀土鋼處理方法，該方法在“工藝①：電爐/轉(zhuǎn)爐→LF精煉→VD/RH真空處理→軟吹→連鑄/模鑄”或“工藝②：轉(zhuǎn)爐→RH真空處理→軟吹→連鑄”的制備坯料中應(yīng)用，具體在LF精煉、VD/RH真空處理或軟吹三個鋼水精煉處理中加入鑭鈰混合純稀土，加入量則根據(jù)鋼水中溶解氧O溶解氧、全氧T.O、硫含量S以及精煉渣堿度R＝CaO/SiO2、FeO+MnO總含量進行添加，達到稀土凈化鋼水、變質(zhì)細小夾雜物的作用效果。所述的高純凈稀土鋼處理方法，該方法在工藝①制備坯料中應(yīng)用時，在LF精煉、VD/RH真空處理、軟吹三個鋼水精煉處理中加入鑭鈰混合純稀土；其中，加入時間在LF白渣形成后，F(xiàn)eO+MnO總含量小于1.0％之后。所述的高純凈稀土鋼處理方法，當在LF精煉工位20ppm≤T.O≤30ppm，0.0030wt％≤S≤0.0050wt％，5ppm≤O溶解氧≤10ppm，精煉渣堿度R≥2.5時，稀土在LF精煉工位加入量為0.05wt％～0.030％，稀土在VD/RH真空處理工位加入量為0.03wt％～0.02wt％，稀土在軟吹工位加入量為0.02wt％～0.01wt％；當LF精煉工位T.O≤20ppm，S≤0.0030wt％，O溶解氧≤5ppm，精煉渣堿度R≥2.5時，稀土在LF精煉工位加入量為0.03wt％～0.025wt％，稀土在VD/RH真空處理工位加入量為0.025wt％～0.02％，稀土在軟吹工位加入量為0.02wt％～0.01wt％。所述的高純凈稀土鋼處理方法，該方法在工藝②制備坯料中應(yīng)用時，轉(zhuǎn)爐鐵水需進行脫硫操作，S≤0.0050wt％，然后進行RH真空處理操作；在RH真空處理后需進行脫氧操作，O溶解氧≤10ppm后加入稀土，要求FeO+MnO總含量小于5.0％，脫氧操作后加入稀土，稀土加入量為0.015wt％～0.025wt％。所述的高純凈稀土鋼處理方法，在鑭鈰混合稀土中，鑭所占重量比例在15％以上，鈰所占重量比例在50％以上，稀土中的全氧含量在200ppm以下。所述的高純凈稀土鋼處理方法，在連鑄/模鑄工位，要防止二次氧化，其主要手段是：與鋼水接觸處，包括中間包、長水口主要采用耐侵蝕較好的鎂質(zhì)及鋯質(zhì)耐火材料，且在中間包與長水口、鋼包水口與中注管連接處，采用封閉式氬氣密封。所述的高純凈稀土鋼處理方法，該方法達到稀土凈化鋼水、變質(zhì)細小夾雜物的作用效果，是指通過稀土處理及合理添加，最終鋼中的T.O≤15ppm，經(jīng)稀土變質(zhì)尺寸≤5μm的球形硫氧化物所占數(shù)量比例超過85％。本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：1、本發(fā)明可在工藝①(電爐/轉(zhuǎn)爐→LF精煉→VD/RH真空處理→軟吹→連鑄/模鑄)或工藝②(轉(zhuǎn)爐→RH真空處理→軟吹→連鑄)制備坯料中應(yīng)用，克服稀土堵塞水口問題。2、本發(fā)明具有提升鋼水純凈度作用效果，可使最終鋼中的T.O≤15ppm，經(jīng)稀土變質(zhì)的球形硫氧化物(尺寸≤5μm)所占比例超過85％，有效解決鋼中夾雜物等級高的問題。具體實施方式在具體實施過程中，本發(fā)明高純凈稀土鋼處理方法，該方法可在工藝①(電爐/轉(zhuǎn)爐→LF精煉→VD/RH真空處理→軟吹→連鑄/模鑄)或工藝②(轉(zhuǎn)爐→RH真空處理→軟吹→連鑄)制備坯料中應(yīng)用，具體是可在LF精煉、VD/RH真空處理或軟吹三個鋼水精煉處理中加入。加入的稀土為鑭鈰混合純稀土，加入量則根據(jù)鋼水中溶解氧(O溶解氧)、全氧(T.O)、硫含量(S)以及精煉渣堿度(R＝CaO/SiO2)、FeO+MnO總含量進行添加，達到稀土凈化鋼水、變質(zhì)細小夾雜物的作用效果。此外，在連鑄/模鑄工位，要防止二次氧化。該方法在工藝①制備坯料中應(yīng)用時，具體可在LF精煉、VD/RH真空處理、軟吹三個鋼水精煉處理中加入。其中，加入時間應(yīng)在LF白渣形成后，F(xiàn)eO+MnO總含量小于1.0wt％之后。加入量還應(yīng)考慮溶解氧(O溶解氧)、全氧(T.O)、硫含量以及精煉渣堿度(R＝CaO/SiO2)。加入量還應(yīng)考慮溶解氧(O溶解氧)、全氧(T.O)、硫含量以及精煉渣堿度(R＝CaO/SiO2)。具體為：當在LF精煉工位20ppm≤T.O≤30ppm，0.0030wt％≤S≤0.0050wt％，5ppm≤O溶解氧≤10ppm，精煉渣堿度R≥2.5時，稀土在LF精煉工位加入量為鋼水量的0.05wt％～0.030wt％，稀土在VD/RH真空處理工位加入量為鋼水量的0.03wt％～0.02wt％，稀土在軟吹工位加入量為鋼水量的0.02wt％～0.01wt％；當LF精煉工位T.O≤20ppm，S≤0.0030wt％，O溶解氧≤5ppm，精煉渣堿度R≥2.5時，稀土在LF精煉工位加入量為鋼水量的0.03wt％～0.025wt％，稀土在VD/RH真空處理工位加入量為鋼水量的0.025wt％～0.02wt％，稀土在軟吹工位加入量為鋼水量的0.02wt％～0.01wt％。在工藝②中，轉(zhuǎn)爐鐵水需進行脫硫操作，S≤0.0050wt％，然后進行RH真空處理操作。在RH真空處理后需進行脫氧操作，O溶解氧≤10ppm后加入稀土，要求FeO+MnO總含量小于5.0wt％，脫氧操作后加入稀土，稀土加入量為鋼水量的0.015wt％～0.025wt％。該方法所加入的稀土為鑭鈰混合稀土，混合稀土中鑭所占比例應(yīng)在15wt％以上(優(yōu)選為30wt％)，鈰所占比例應(yīng)在50wt％以上(優(yōu)選為70wt％)，稀土中的全氧含量在200ppm以下(優(yōu)選為為80ppm)。該方法所說在連鑄/模鑄工位，要防止二次氧化。其主要手段，與鋼水接觸處，包括中間包、長水口主要采用耐侵蝕較好的鎂質(zhì)及鋯質(zhì)耐火材料，且在中間包與長水口、鋼包水口與中注管連接處，采用封閉式氬氣密封。該方法達到稀土凈化鋼水、變質(zhì)細小夾雜物的作用效果，是指通過稀土處理及合理添加，最終鋼中的T.O≤15ppm，經(jīng)稀土變質(zhì)的球形硫氧化物(尺寸≤5μm)所占數(shù)量比例超過85％。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1本實施例中，Q345E采用工藝①，具體工藝為轉(zhuǎn)爐→LF精煉→RH真空處理→軟吹→連鑄，鋼水量為180噸。在LF白渣形成后，F(xiàn)eO+MnO總含量＝0.8wt％，LF精煉工位中T.O＝25ppm，S＝0.0042wt％，O溶解氧＝8ppm，精煉渣堿度R＝3.2時，分別在LF、RH、軟吹添加稀土進行3爐Q345E生產(chǎn)。其中，稀土在在LF精煉工位加入量為0.045wt％，稀土在RH工位加入量為0.025wt％，稀土在軟吹工位加入量為0.018wt％，結(jié)果如下表：表1連鑄鋼水稀土處理后效果爐號稀土添加量成品全氧含量ppm球形夾雜物數(shù)量比例1-1﹟LF:0.045wt％1485％1-2﹟RH:0.025wt％1287％1-3﹟軟吹:0.018wt％1087％實施例2本實施例中，Q345E采用工藝①，具體工藝為轉(zhuǎn)爐→LF精煉→RH真空處理→軟吹→連鑄，鋼水量為180噸。在LF白渣形成后，F(xiàn)eO+MnO總含量＝0.6wt％，LF精煉工位中T.O＝15ppm，S＝0.0025wt％，O溶解氧＝5ppm，精煉渣堿度R＝4.5時，分別在LF、RH、軟吹添加稀土進行3爐Q345E生產(chǎn)。其中，稀土在LF精煉工位加入量為0.028wt％，稀土在RH工位加入量為0.022wt％，稀土在軟吹工位加入量為0.015wt％，結(jié)果如下表：表2連鑄鋼水稀土處理后效果爐號稀土添加量成品全氧含量ppm球形夾雜物數(shù)量比例2-1﹟LF:0.028wt％1286％2-2﹟RH:0.022wt％1188％2-3﹟軟吹:0.015wt％1090％實施例3本實施例中，42CrMo采用工藝①，具體工藝為電爐→LF精煉→VD真空處理→軟吹→模鑄，鋼水量為80噸。在LF白渣形成后，F(xiàn)eO+MnO總含量＝0.5wt％，LF精煉工位中T.O＝12ppm，S＝0.0018wt％，O溶解氧＝4ppm，精煉渣堿度R＝5.3時，分別在LF、RH、軟吹添加稀土進行3爐42CrMo生產(chǎn)。其中，稀土在LF精煉工位加入量為0.030wt％，稀土在VD真空處理工位加入量為0.020wt％，稀土在軟吹工位加入量為0.015wt％，結(jié)果如下表：表3模鑄鋼水稀土處理后效果爐號稀土添加量成品全氧含量ppm球形夾雜物數(shù)量比例3-1﹟LF:0.030wt％1187％3-2﹟VD:0.020wt％1090％3-3﹟軟吹:0.015wt％990％實施例4本實施例中，低碳汽車鋼采用工藝②，具體工藝為轉(zhuǎn)爐→RH真空處理→軟吹→連鑄。稀土處理前，轉(zhuǎn)爐鐵水需進行脫硫操作，S＝0.0036wt％，然后進行RH真空處理操作。在RH真空處理后需進行脫氧操作，O溶解氧＝8ppm后加入稀土，要求FeO+MnO總含量＝3.5wt％，脫氧操作后加入稀土，稀土加入量為0.020wt％，結(jié)果如下表：實施例結(jié)果表明，本發(fā)明方法根據(jù)鋼水中硫、氧含量以及精煉渣組成，結(jié)合精煉操作工藝，進行合理稀土添加，突出稀土對鋼水凈化、夾雜物變質(zhì)等作用效果，使鋼水純凈度提升，并且細化夾雜物。該方法處理具有充分形成彌散球形稀土類夾雜物效果，使鋼中的全氧含量(T.O)在15ppm以下，尺寸在5μm以下的球形夾雜物超過85％。當前第1頁1 2 3