[发明专利]一种棒线材合金钢的钙处理方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及一种棒线材合金钢的钙处理方法。

背景技术

随着社会的发展，工业上对钢的综合性能要求日趋严格，对合金结构钢提出了更高强度、更高安全性、长寿命和低成本的迫切要求。大量的研究表明，钢中夹杂物严重地影响着钢的各种力学性能，因此，提高钢液的纯净度，控制钢液的非金属夹杂物显得异常重要。在冶金工业中，一方面通过应用各种冶炼工艺使夹杂物含量越来越少，尺寸越来越小；另一方面则是将夹杂物改性，使夹杂物在热加工中较易变形，使其塑性化，如钙处理技术。

对棒线材合金钢进行铝脱氧时，常会存在钢水可浇性差，连铸水口粘接和堵塞等问题，通过对其进行合理的钙处理能生成12CaO?7Al₂O₃和CaO?Al₂O₃等低熔点夹杂物，这类夹杂物不会粘结在水口上，不会造成水口堵塞，能够大大改善铝镇静钢的浇铸性能。进行钙处理时，一般在浇涛前一次性向钢水中加入足够的钙，对钢液进行处理，但是这种钙处理变性得到的非金属液态夹杂物浸润角大，不易上浮，容易残留在钢中而生成少量大尺寸的CaO-Al₂O₃系夹杂物，因此钙处理后的夹杂物级别往往会恶化。此外，若钙含量控制过低，夹杂物变性不够，生成的仍是高熔点夹杂物，并不能改善钢水的可浇性；若钙处理控制过高，还会生成高熔点的硫化钙夹杂物，这类夹杂物不但不利于解决钢水可浇性差等问题，反而会增加水口粘结和堵塞的几率。部分棒线材合金钢，如焊丝钢，要求成品的钙含量尽量低，生产时为满足钙含量达标，通常钙处理不恰当，导致钢水可浇性差，连浇炉数低，使生产成本大大增加。由上可见，合理控制钙处理极为重要。

发明内容

为了解决棒线材合金钢钙处理后的夹杂物级别恶化问题，本发明提供一种棒线材合金钢的钙处理方法，目的是改善钢水的洁净度，并提高钢水的可浇性，控制钢水的钙含量。

实现本发明的技术方案是：采用“转炉冶炼→LF（钢包）精炼→RH（脱气循环）精炼→方坯连铸”生产工艺，在LF精炼结束时对钢水进行钙处理，经软吹后再进行RH处理，RH处理结束后再进行轻钙处理，然后进行软吹。第一次钙处理的目的是使钢液中的夹杂物在RH处理前就变性，并经过RH的循环碰撞可以尽快去除；第二次钙处理的目的是对随着温度降低而析出的夹杂物进行变性，由于析出的夹杂物量相对少，因此采用轻钙处理。具体的操作步骤如下：

（1）对转炉冶炼的钢液采用铝进行脱氧，使钢液中氧气含量<10×10^-4%，然后进行LF精炼，精炼过程中控制炉渣中的成分为CaO：47~65wt%，Al₂O₃：18~30wt%，SiO₂：3~25wt%，MgO：5~10wt%，FeO：<1wt%，LF精炼时间30~55min；

（2）LF精炼结束后，向钢液喂入铁钙线、硅钙线或实心钙线，喂线速度50~250m/min，控制钢液中的钙铝质量百分比为（0.08~0.16）；

（3）喂线完毕后，对钢液进行软吹氩气，软吹时间为2~10min，软吹气量控制在20~50NL/min；

（4）对钢液进行RH真空处理，控制真空度＜267Pa，处理时间20~40min，纯脱气时间10~30min，提升气量为1300~1600NL/min；

（5）RH真空处理完毕后，向钢液喂入铁钙线、硅钙线或实心钙线，喂线速度50~250m/min，控制钢液中的钙铝质量百分比为（0.04~0.08）；

（6）喂线完毕后，对钢液进行软吹氩气，软吹时间10~25min，软吹气量控制20~50NL/min；

（7）最后向钢水中加入中间包覆盖剂，采用连铸钢包长水口吹氩保护浇注，得到铸坯。

其中，所述的棒线材合金钢为冷镦钢、预应力钢或齿轮钢等以铝脱氧的棒线材合金钢，并不仅局限于这三种钢种；

步骤（2）中所述的喂入的钙线中，铁钙线的直径为13                                               0.6mm，其中铁含量64~70wt%，钙含量30~36wt%，余量为杂质；硅钙线的直径为130.6mm，其中硅含量为50~65wt%，钙含量28~50wt%，余量为杂质；实心钙线的直径为9.50.5mm，其中钙含量≥97%，余量为杂质；