[发明专利]高速重轨钢的精炼方法

说明书

本发明涉及冶金制造技术领域，尤其涉及一种高速重轨钢的精炼方法。本发明所设计的高速重轨钢的精炼方法，包括步骤：1)LF精炼：向钢水中加入活性石灰、萤石、电石、硅铁调整炉渣，控制炉渣碱度为2.0～3.0，炉渣中FeO和MnO的重量百分含量≤1％；(2)RH真空精炼：控制真空度≤10Pa，真空处理时间15～20min，驱动氩气压力0.4～0.7MPa，氩气流量为60～100Nm³/h；(3)向炉渣表面覆盖1～2Kg/吨钢水保温剂，氩气压力0.35～0.55MPa，流量为30～50Nm³/h，软吹时间6～10min。本发明能有效降低高速重轨钢水中的全氧含量，提高高速重轨钢的洁净度。

技术领域

本发明涉及冶金制造技术领域，尤其涉及一种高速重轨钢的精炼方法。

背景技术

现代高速、重载铁路的发展对重轨钢质量提出了更高的要求，高速重轨钢的使用寿命与疲劳性能密切相关，钢中全氧含量反映出钢水的洁净度控制水平，钢水的洁净度、低熔点夹杂物比例以及硫含量都是影响高速重轨钢疲劳性能的因素。因此降低钢中全氧含量、提高低熔点夹杂物比例以及降低钢水硫含量对于提高钢轨的使用寿命和安全性有重要意义。

如申请号为201510427600.0的中国发明专利公开了一种控制重轨钢纯净度的方法，包括在转炉使用活性石灰，在精炼过程中使用活性石灰、碳化硅及石英砂造渣，使连铸坯硫含量≤0.006％，夹杂物各项评级均≤2.0级。其优点在于钢中硫含量较低，有效减少了硫化物析出夹杂，但钢渣碱度控制高，未考虑到其它类夹杂物的塑性化问题。

又如申请号为201310629016.4的中国发明专利公开了一种经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法，通过在转炉出钢周期的三个不同阶段分批次加入脱氧剂金属锰、特硅、硅钡钙，可使全氧含量降低至20ppm以下。其特点在于简化了重轨炼钢工序，缺点全氧含量不能满足高速重轨钢的要求。

综上所述，目前主要通过加入脱氧剂降低钢中全氧含量，得到钢水的全氧含量在20ppm以下，对于高速重轨钢来说20ppm的全氧含量仍然太高，因此，亟需一种降低高速重轨钢中全氧含量的精炼方法来进一步降低钢水的全氧含量。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种高速重轨钢的精炼方法，降低钢水中全氧含量。

为实现上述目的，本发明所设计的高速重轨钢的精炼方法，包括步骤：

(1)LF精炼：向钢水中加入活性石灰、萤石、电石、硅铁调整炉渣，控制炉渣碱度为2.0～3.0，炉渣中FeO和MnO的重量百分含量≤1％，钢水离站温度控制为1575～1595℃；

(2)RH真空精炼：控制真空度≤10Pa，真空处理时间15～20min，驱动氩气压力0.4～0.7MPa，氩气流量为60～100Nm³/h，钢水处理结束温度控制为1535～1555℃；

(3)向炉渣表面覆盖1～2Kg/吨钢水保温剂，氩气压力0.35～0.55MPa，流量为30～50Nm³/h，软吹时间6～10min，钢水离站温度控制为1525～1545℃。

与现有技术相比，首先本发明通过活性石灰、萤石、电石、硅铁的加入控制炉渣碱度为2.0～3.0。通过活性石灰和萤石调整熔渣碱度及熔融状态，通过电石和硅铁降低渣中氧化性，得到炉渣碱度为2.0～3.0的高碱度低氧化性的白渣。控制炉渣碱度为2.0～3.0的原因为：重轨钢作为硅脱氧钢，精炼渣系为CaO-Al₂O₃-SiO₂，渣-钢间存在以下化学反应：

3SiO₂+4[Al]＝2Al₂O_3(S)+3[Si] (式1)