[发明专利]硅脱氧钢造酸性渣精炼过程中硼元素含量的控制方法

说明书

本发明公开了一种硅脱氧钢造酸性渣精炼过程中硼元素含量的控制方法，包括如下步骤：1)钢水经转炉吹炼出钢，出钢过程加入硅铁和锰铁进行脱氧合金化，根据出钢碳含量加入低氮碳粉，并加入终渣改质剂，出钢终点采用挡渣出钢；2)LF炉化渣升温后补加硅铁进行渣面脱氧，加入量为0.17～0.35kg/吨钢；加入石灰2～4kg/吨钢，造高碱度还原渣，渣中FeO+MnO≤2.0％，碱度≥2；3)根据精炼钢水成分调整合金，加入石英砂调整碱度≤1.2，化渣后软吹15～20min后，加入硼铁进行合金化；4)硼铁加入后吹氩搅拌至少5min，钢水离站。本发明通过在O、N均较稳定的精炼后期进行硼合金化，将钢中硼含量波动控制在6ppm以内，硼收得率提高15％，硼铁加入量减少30％。

技术领域

本发明涉及一种钢水精炼过程中硼元素含量的控制方法，特别是指一种硅脱氧钢造酸性渣精炼过程中硼元素含量的控制方法。

背景技术

钢中B可溶于Fe，形成间隙式和置换式固熔体，同时与Fe、C、N、O等形成化合物，硼元素主要靠降低奥氏体相变核的成核率推迟相变，使钢的s曲线向右平移，提高钢的淬透性。加入0.001％的硼可以成倍提高钢材的淬透性。含硼钢中硼含量较低，若钢中硼含量过多，钢在热处理过程中易产生“硼相”，对钢的性能产生不利影响，因此，硼成份控制范围比较窄，大多控制在0.001％～0.0035％左右。

硼元素是一种非常活泼的金属元素，在炼钢的温度范围内，硼的氧化能力仅次于铝、钛、硅，与氧、氮能形成稳定的化合物，酸不溶硼的产生是由于炼钢时脱氧不足与固氮引起的，对钢的淬透性无益，又叫无效硼，其稳定性随温度的下降而增加。

传统工艺采用投入法添加硼铁合金，冶炼过程中易氧化烧损，收得率非常不稳定。钢水经转炉出钢至连铸平台浇注，钢中硼含量随着钢水精炼过程复杂的氧化还原反应而变化，通过定量加入硼铁无法准确控制钢水的硼含量。对于炼钢厂而言，相邻炉次间成分波动大将严重影响钢材的使用性能。

钢水在精炼过程造碱性渣或造酸性渣是由钢种特性来决定的，通过渣的碱度来控制钢水成分、夹杂等特性，两种不同的精炼处理方式导致精炼过程钢水的氧化性差异较大。铝脱氧钢或在精炼过程炉造碱性渣的钢种，因在精炼过程钢水氧化性低且较稳定，硼元素含量相对容易控制，已有多篇论文和专利进行报导。

中国专利申请CN201410722212.0公开了一种真空感应炉冶炼含硼钢时硼含量的精确控制方法，该方法使用碳粉进行初脱氧，使用铝进行终脱氧，加入硼铁后迅速浇钢，避免了冶炼过程中炉衬增硼。

中国专利申请CN201010033821.7公开了一种硼收得率高的含硼合金冶炼方法，该方法先在电炉内熔炼含硼合金，当合金的温度高于液相线温度以上180～230℃时，加入0.2％～0.5％的硅钙合金预脱氧，再加入0.12％～0.18％的铝终脱氧，然后加入0.2％～0.3％的钛铁固定金属溶液中的氮，最后将用铝板包裹严实的硼铁和钛铁一起加入金属液体中，当含硼合金的温度高于液相线温度以上200～260℃时，含硼合金液体出炉即可用于铸件或铸锭的浇注。

上述专利文献中，对于硼元素的控制涉及钢种均为含铝钢，方法为通过强脱氧元素铝平衡钢中氧，造高碱度、还原性炉渣，使得钢水氧化性稳定在极低水平(一般定氧氧活度在10ppm以下)。但对于酸性渣精炼的钢水，钢水氧化性偏高，熔渣氧化性和流动性不如碱性渣，导致精炼过程准确硼元素含量控制不稳定，波动较大。

硼铁中硼含量不高，且价格高，因此，寻找一种合理的硼元素控制方法既可以降低成本，又能稳定产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅脱氧钢造酸性渣精炼过程中硼元素含量的控制方法，以实现酸性渣钢水精炼过程中硼元素含量的稳定控制。

为实现上述目的，本发明所提供的硅脱氧钢造酸性渣精炼过程中硼元素含量的控制方法，包括如下步骤：