[发明专利]一种钢水冶炼的脱氧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼时的脱氧方法，尤其是涉及一种钢水冶炼的脱氧方法。

背景技术

铸钢冶炼工艺通常使用电弧炉加钢包精炼炉的冶炼方法。目前，80%以上的电弧炉冶炼采用氧化法工艺，此工艺主要通过吹氧脱碳过程进行钢液中夹杂物以及气体的去除，同时钢液也聚集了大量的游离氧。实际生产中，钢液在电弧炉冶炼时主要采用硅、锰合金进行预脱氧，使用铝系脱氧剂进行终脱氧，而精炼炉中主要采用硅系、铝系脱氧剂进行过程氧含量的控制。

采用硅、锰合金脱氧剂脱氧会造成硅酸盐类夹杂物的急剧增加，此类夹杂物在钢液凝固后期会聚集在晶界周围，增加铸件的热撕裂倾向。铝系脱氧剂的脱氧产物为熔点高达2030℃的链状Al₂O₃，不易从钢液中排出，对钢液进行深度脱氧形成的夹杂物不利于上浮，最终在晶界形成链状分布，不仅对铸件性能造成很大影响，也大大降低钢水纯净度。

目前还没有克服上述缺陷的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、通过使用复合脱氧剂对钢液进行脱氧，控制脱氧剂主要残留元素的质量分数，目的是细化钢液中夹杂物尺寸、改善夹杂物形状，并减少夹杂物数量，提高钢水纯净度，同时提升铸件力学性能的一种钢水冶炼的脱氧方法。

本发明通过如下方式实现：

一种钢水冶炼的脱氧方法，包括电弧炉中钢液的脱氧和精炼炉中钢液的脱氧方法，其特征在于：所述电弧炉中钢液的脱氧方法为电弧炉粗炼时，钢液脱碳后，静沸腾5~10分钟，直接插铝块脱氧，保持出钢时钢液中铝含量控制在0.015%~0.06%，出钢时以＞8t/min的速度快速出钢，出钢前在钢包中加入硅铝钙钡，出钢过程利用钢液的搅拌促进脱氧反应，所述精炼炉中钢液的脱氧方法为采用送丝机把硅铝钙钡包芯线加入钢液中，过程中根据钢液氧活性的情况，随时补插硅铝钙钡包芯线脱氧，保持钢液氧活性＜5ppm，合金化结束后，第二次喂入硅铝钙钡包芯线，此时进行氩气软吹操作，利于夹杂物的改性和夹杂物的上浮；

所述电弧炉中钢液的脱氧方法中硅铝钙钡脱氧剂加入量按1~3kg/t钢液加入；

所述精炼炉中钢液的脱氧方法中硅铝钙钡脱氧剂加入量按照1~4kg/t钢液的比例喂入硅铝钙钡包芯线，钢液中残余钙含量控制在0.002%~0.006%之间。

本发明有如下效果：

1）方法独特：本发明提供的一种钢水冶炼的脱氧方法，包括电弧炉中钢液的脱氧工艺和精炼炉中钢液的脱氧工艺。钙铝化合物中，CaO-Al₂O₃熔点最低，为1415℃，而且密度约2.83g/cm3，低于钢液密度，易于上浮排除。同时理论表明，Ca元素对氧的亲和力很大，因此，使用铝系脱氧剂对钢液脱氧时，加入适量的Ca可以更进一步脱氧，形成的脱氧产物与铝脱氧产物相结合也容易上浮排出。Ca是强脱氧剂， Ca的沸点为1484 ℃，进入钢液中很快成为蒸汽，在上浮过程中和氧化物发生反应，对夹杂物形状进行改变和细化。钢液通过Ca化处理后，能够改变铝氧化物夹杂的形状，改善钢液的纯净度。

2）钢液中夹杂物尺寸得到细化：使用本发明提供的脱氧方法时，钢液中尺寸≥10μm的夹杂物占比为7.07%，而使用常规脱氧方法时，钢液中尺寸≥10μm的夹杂物占比为10.94%。

3）钢液全氧含量降低明显：使用本发明提供的脱氧方法时，钢液全氧含量平均为35ppm，而使用常规脱氧方法时，钢液中全氧含量平均高达61ppm。

4）改变铸件夹杂物形态：使用本发明提供的脱氧方法进行钢液冶炼，铸件多角形态的Al2O3夹杂物明显减少，以圆形的钙铝酸盐化合物形态存在。

5）提高铸件力学性能：使用本发明提供的脱氧方法进行钢液冶炼，在保证力学性能的强度不降低的情况下，延伸率提升了10%，力学性能塑性指标明显提升。

具体实施方式

一种钢水冶炼的脱氧方法，包括电弧炉中钢液的脱氧工艺和精炼炉中钢液的脱氧工艺。

所述电弧炉中钢液的脱氧工艺，包括：

1）脱氧剂类型选择

选用硅铝钙钡脱氧剂，电弧炉冶炼时，钢液不用搅拌，选用块状脱氧剂。

2）加入方式

电弧炉粗炼时，钢液脱碳后，静沸腾5~10分钟，直接插铝块脱氧，保持出钢时钢液中铝含量控制在0.015%~0.06%，出钢时以＞8t/min的速度快速出钢。出钢前在钢包中加入硅铝钙钡，出钢过程利用钢液的搅拌促进脱氧反应。

3）加入量

硅铝钙钡脱氧剂加入量按1~3kg/t钢液加入。