本發(fā)明涉及一種冶煉方法，尤其是涉及一種控制氣閥鋼夾雜物的冶煉方法，屬于冶金生產(chǎn)工藝設計技術領域。

背景技術：

氣閥鋼是制造汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機進、排氣閥的必用材料，也是整個發(fā)動機中的關鍵材料，在交通動力機械領域的重要性很大。氣閥鋼的生產(chǎn)在特殊鋼中是一個專業(yè)性很強的領域，雖然數(shù)量不是很大，但其工作條件惡劣，通常都在高溫、高壓、高沖刷和高磨蝕的條件下工作，因而對氣閥鋼的性能要求較高，同時對氣閥鋼中夾雜物的控制也提出了較高的要求，要求氣閥鋼中不能有較大尺寸的硬性夾雜，尤其是大于20μm的夾雜物，因為在產(chǎn)品使用過程中很容易由于高壓以及磨蝕等引起夾雜物脫落，從而形成裂紋源，降低產(chǎn)品使用壽命，甚至發(fā)生事故。

氣閥鋼中的夾雜物含量高，極易引起氣閥鋼產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)麻坑以及疲勞斷裂等質量問題，嚴重影響產(chǎn)品的使用壽命。尤其是高熔點的al2o3夾雜物以及mgo.al2o3尖晶石類夾雜物，在軋制過程中由于其變形率較小，會導致產(chǎn)品疲勞強度降低以及產(chǎn)生表明缺陷，嚴重影響產(chǎn)品質量。因此，提高氣閥鋼潔凈度，降低其夾雜物含量，對于提高氣閥鋼產(chǎn)品品質具有重要作用。

國內外研究表明，鋼包渣中加入caf2將導致mgo.a12o3尖晶石夾雜物的生成，并認為mgo.a12o3尖晶石夾雜物與鋁含量高低關系不大。這可能是由于caf2侵蝕包襯，使包襯中的mgo進入鋼液中，導致mgo.a12o3夾雜物的生成更加容易。另外，精煉渣中sio2含量越高，mgo轉變成尖晶石以及尖晶石轉變成低熔點夾雜物較慢。因此本發(fā)明在aod采用石灰和硅質造渣材料進行造渣，在lf利用含鋁的鋼包渣改質劑對鋼包渣成分進行調整，可有效避免高熔點的mgo.a12o3夾雜物的生成，并將鋼包渣成分控制在鋁酸鈣系的低熔點區(qū)域內，提高鋼包渣吸收夾雜物的能力的同時并能有效地將鋼中夾雜物控制在低熔點的液相區(qū)域內。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種能有效的降低氣閥鋼鋼水中的雜質，進而降低成品氣閥鋼坯料中的夾雜物的控制氣閥鋼夾雜物的冶煉方法。

為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種控制氣閥鋼夾雜物的冶煉方法，所述的冶煉方法包括在aod冶煉爐中的調渣劑調渣，在精煉爐內的改質劑調渣，以及精煉結束后在吹氬環(huán)境下的鈣處理幾個步驟。

本發(fā)明的有益效果是：本申請通過分別在aod冶煉爐中用調渣劑調渣，在精煉爐中用改質劑調渣，最后在精煉結束后的吹氬環(huán)境下采用鈣鋁線材調渣。通過上述的多個工序，多個道次的不同鋼渣改質以及夾雜物改性條件下的夾雜控制，可以有效的降低以40cr10si2mo為代表的氣閥鋼鋼水中的雜質，進而降低成品氣閥鋼坯料中的夾雜物，達到提高冶煉氣閥鋼材料的成品質量的目的。

進一步的是，在aod冶煉爐中進行調渣劑調渣時，渣料的加入是按下述步驟控制的，

aod兌鋼水前在爐底加入石灰4～8kg/t鋼；當aod吹煉過程中爐內溫度≥1600℃時，加入石灰10～20kg/t鋼，調渣劑2.0-6.0kg/t鋼；當爐內溫度≥1620℃時，加入石灰10～20kg/t鋼，調渣劑2.0-6.0kg/t鋼；脫氧結束，根據(jù)鋼包渣堿度，適量補加石灰及調渣劑，將aod終渣堿度控制在1.8～2.4。

上述方案的優(yōu)選方式是，在aod冶煉爐中進行調渣劑調渣時，脫氧是按下述步驟控制的，

aod吹煉終點，根據(jù)鋼水氧活度加入硅鈣合金或硅鈣鋇合金進行脫氧；出鋼后下渣量按鋼包渣的厚度為50～80mm控制。

進一步的是，所述調渣劑的主要成分為，sio2：50％～80％、cao：10～30％、al2o3：0～10％，p＜0.10％，s＜0.10％。

進一步的是，在精煉爐內的鋼包渣改質即改質劑調渣時，是按下述步驟進行的，

鋼水到達處理位后，加入改質劑2～5kg/t鋼；鋼水加熱處理10min左右，加入第二批改質劑，加入量按0.5～2kg/t鋼；鋼水加熱處理20min左右，加入第三批改質劑，加入量按0.5～2kg/t鋼；鋼包底吹氬氣流量控制在100～200nl/min，加熱過程防止鋼水裸露；鋼包渣改質后，渣中cao/al2o3控制在1.2～1.9之間，終渣堿度控制在2.0～3.0。

上述方案的優(yōu)選方式是，所述改質劑的成分為，cao：2％～10％，sio2：5～15％，al2o3：15％～30％，s≤0.5％，al：45～60％，水分≤0.5％。

進一步的是，精煉結束后在吹氬環(huán)境下的夾雜物改性即鈣處理是按下述步驟進行的，

lf加熱結束向鋼水中喂入鈣鋁實心線，按純鈣計算的喂入量為0.7～2.0kg/t鋼，喂線速度為2.0～3.0m/s，保證鋼水中的ca/al比值在0.12～0.14％；

喂線結束后對鋼水進行吹氬弱攪拌，氬氣流量控制在30～100nl/min，吹氬標準為鋼渣吹開直徑在100～200mm，吹氬時間為15～30min。

具體實施方式

本發(fā)明提供的一種能有效的降低氣閥鋼鋼水中的雜質，進而降低成品氣閥鋼坯料中的夾雜物的控制氣閥鋼夾雜物的冶煉方法。所述的冶煉方法包括在aod冶煉爐中的調渣劑調渣，在精煉爐內的改質劑調渣，以及精煉結束后在吹氬環(huán)境下的鈣處理幾個步驟。本申請通過分別在aod冶煉爐中用調渣劑調渣，在精煉爐中用改質劑調渣，最后在精煉結束后的吹氬環(huán)境下采用鈣鋁線材調渣。通過上述的多個工序，多個道次的不同鋼渣改質以及夾雜物改性條件下的夾雜控制，可以有效地降低以40cr10si2mo為代表的氣閥鋼鋼水中的雜質，進而降低成品氣閥鋼坯料中的夾雜物，達到提高冶煉氣閥鋼材料的成品質量的目的。

上述實施方式中，為了最大限度的除去鋼水中的雜質，同時又避免出現(xiàn)傳統(tǒng)氣閥鋼在aod和lf采用“螢石+石灰”造渣帶來的鋼中mgo.a12o3夾雜物含量較高的問題，并能有效提高鋼包渣吸收夾雜物的能力，降低鋼中夾雜物的含量，以及將鋼水中的ca/al比值控制在一定的范圍內，本申請在aod冶煉爐中進行首次鋼渣組分及性能控制即調渣劑調渣時，渣料的加入是按下述步驟控制的，aod兌鋼水前在爐底加入石灰4～8kg/t鋼；當aod吹煉過程中爐內溫度≥1600℃時，加入石灰10～20kg/t鋼，調渣劑2.0-6.0kg/t鋼；當爐內溫度≥1620℃時，加入石灰10～20kg/t鋼，調渣劑2.0-6.0kg/t鋼；脫氧結束，根據(jù)鋼包渣堿度，適量補加石灰及調渣劑，將aod終渣堿度控制在1.8～2.4；在aod冶煉爐中脫氧是按下述步驟控制的，aod吹煉終點，根據(jù)鋼水氧活度加入硅鈣合金或硅鈣鋇合金進行脫氧；出鋼后下渣量按鋼包渣的厚度為50～80mm控制；此時，所述調渣劑的主要組成成分優(yōu)選為，sio2：50％～80％、cao：10～30％、al2o3：0～10％，p＜0.10％，s＜0.10％。而在精煉爐內的鋼包渣改質即調渣劑調渣時，是按下述步驟進行的，鋼水到達處理位后，加入改質劑2～5kg/t鋼；鋼水加熱處理10min左右，加入第二批改質劑，加入量按0.5～2kg/t鋼；鋼水加熱處理20min左右，加入第三批改質劑，加入量按0.5～2kg/t鋼；鋼包底吹氬氣流量控制在100～200nl/min，加熱過程防止鋼水裸露；鋼包渣改質后，渣中cao/al2o3控制在1.2～1.9之間，終渣堿度控制在2.0～3.0；而所述改質劑的組成成分優(yōu)選為cao：2％～10％，sio2：5～15％，al2o3：15％～30％，s≤0.5％，al：45～60％，水分≤0.5％。同時，對在真空爐中吹氬環(huán)境下的鈣處理工藝進行改進，即在精煉結束后在吹氬環(huán)境下的鈣處理是按下述步驟時行的，lf加熱結束向鋼水中喂入鈣鋁實心線，按純鈣計算的喂入量為0.7～2.0kg/t鋼，喂線速度為2.0～3.0m/s，保證鋼水中的ca/al比值在0.12～0.14％；喂線結束后對鋼水進行吹氬弱攪拌，氬氣流量控制在30～100nl/min，吹氬標準為鋼渣吹開直徑在100～200mm，吹氬時間為15～30min。

本發(fā)明采用aod與lf兩步調渣的工藝，在aod加入石灰和硅質調渣劑，在lf加入石灰和改質劑，并在lf結束對鋼水進行鈣處理的工藝，該工藝通過調節(jié)石灰和調渣劑及改質劑的加入量可有效控制鋼包渣的堿度及鈣鋁比，從而將鋼包渣組分控制在一個有利于夾雜物去除的有效范圍內，達到鋼包渣精煉去除夾雜物的目的，并且避免了傳統(tǒng)氣閥鋼在aod和lf采用“螢石+石灰”造渣帶來的鋼中mgo.a12o3夾雜物夾雜物含量較高的問題，并能有效提高鋼包渣吸收夾雜物的能力。

下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1：

aod兌鋼水前在爐底加入石灰4kg/t鋼，兌入鋼水，測量溫度為1510℃，并加入硅鐵進行升溫，硅鐵加入量為2.4kg/t鋼；當aod吹煉過程中爐內溫度≥1600℃時，加入石灰20kg/t鋼，調渣劑5kg/t鋼；當爐內溫度≥1620℃時，加入石灰15kg/t鋼，調渣劑4kg/t鋼。脫氧結束，根據(jù)鋼包渣堿度，適量補加石灰及調渣劑，aod終渣堿度控制為1.9。出鋼后下渣量控制：鋼包渣厚50mm。

鋼水到達lf處理位后，加入改質劑2kg/t鋼；鋼水加熱處理10min，加入第二批改質劑，2kg/t鋼；鋼水加熱處理20min左右，加入第三批改質劑，1.5kg/t鋼。鋼包底吹氬氣流量控制在100nl/min。鋼包渣改質后，渣中cao/al2o3控制在1.2，終渣堿度控制在2.8。

lf加熱結束向鋼水中喂入鈣鋁實心線，喂入量(按純鈣計算)為1.0kg/t鋼，喂線速度為2.5m/s，鋼水中的ca/al比值在0.12％。

喂線結束后對鋼水進行吹氬弱攪拌，氬氣流量控制在50nl/min，吹氬時間為25min。

實施例2：

aod兌鋼水前在爐底加入石灰8kg/t鋼，兌入鋼水，測量溫度為1515℃，并加入硅鐵進行升溫，硅鐵加入量為2.0kg/t鋼；當aod吹煉過程中爐內溫度≥1600℃時，加入石灰12kg/t鋼，調渣劑3kg/t鋼；當爐內溫度≥1620℃時，加入石灰18kg/t鋼，調渣劑5kg/t鋼。脫氧結束，根據(jù)鋼包渣堿度，適量補加石灰及調渣劑，aod終渣堿度控制在2.2。出鋼后下渣量控制：鋼包渣厚60mm。

鋼水到達lf處理位后，加入改質劑4kg/t鋼；鋼水加熱處理10min，加入第二批改質劑，0.5kg/t鋼；鋼水加熱處理20min左右，加入第三批改質劑，1.0kg/t鋼。鋼包底吹氬氣流量控制在150nl/min。鋼包渣改質后，渣中cao/al2o3控制在1.7，終渣堿度控制在2.3。

lf加熱結束向鋼水中喂入鈣鋁實心線，喂入量(按純鈣計算)為1.6kg/t鋼，喂線速度為3.0m/s，鋼水中的ca/al比值在0.13％。

喂線結束后對鋼水進行吹氬弱攪拌，氬氣流量控制在80nl/min，吹氬時間為18min。