[发明专利]一种在钢包加入金属铋的合金化方法

说明书

一种在钢包加入金属铋的合金化方法：转炉冶炼并出钢至钢包中；在RH精炼处理；铋合金化；保护浇注和后工序生产。本发明中铋在头坯、中间坯、尾坯三者之间分布均匀，即铋的含量波动在±2%，铋的收得率稳定在40%，且上下波动不超过2%。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，涉及含铋钢的冶炼，具体涉及一种在钢包加入金属铋的合金化方法。

背景技术

铋是晶界偏析元素，加入取向硅钢中可以沿晶界偏聚阻碍初次晶粒长大，并在后期退火过程中加强抑制剂抑制力和延缓抑制剂分解，可明显提高取向硅钢磁感B8(B8＝1.96～2.00T)和降低铁损P17。

铋加入合金钢或不锈钢中，可改善钢的切削性能。采用金属铋替代金属铅，并复配其他化学成分，使得含铋易切削钢既具有铅系易切削钢的易切削性能，又无毒无害。

铋是一种低沸点高蒸汽压金属元素，其熔点约为271℃，沸点约1560℃，不易进入钢中，在1450～1550℃钢中蒸汽压高达0.133kPa以上。金属铋的密度为9.8g/cm3，比钢水的密度大，加入钢水后铋颗粒容易沉聚在钢包底部造成钢中铋分布不均匀。

目前向钢水中加入铋的加方式主要有两种，一种采用在连铸中间包或结晶器喂线加入，另一种是在连铸浇注前向钢包中加入金属铋或铋合金。检索向钢水中添加金属铋的相关文献，相关文献如下：

日本专利特开2007-14438中提供了一种添加铋或铋合金的方法。该专利中，通过在连铸中间包添加铋或铋合金包芯线，同时在侵入式水口出钢口上方、结晶器或铸型外设置电磁搅拌装置搅拌，可以使铋收得率高于70％。此方法铋的添加装置和铋合金包芯线的加工比较复杂，成本较高，在向中间包喂线过程中，由于中间包渣壳形成或渣粘连包芯线都会造成喂线中断，最终会造成板坯中铋含量分布不均。

中国专利公开号为CN103667592的文献中，公开了一种含铋合金钢中铋元素的弥散均匀分布方法，该专利中采用耐火材料制作的合金加料管，在钢水精炼后，插入钢液面下100～300mm，然后再通过该合金加料管加入铋颗粒。该方法可以直接将金属铋加入钢液中，避免在渣层和钢液面停留而造成的气化挥发，但耐火材料制作的加料管在使用过程中容易被钢渣堵塞，使用次数有限，使用前必须进行烘烤，现场人工操作难度大。

中国专利公开号CN105506220的文献中，公开了一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法。该专利中将粒度10～100mm的金属铋块封装在铁质锥形桶中，在真空钢水处理结束后直接将锥形桶放入钢水中并底吹氩气均匀化。该方法将金属铋封装在特制容器中，使其在钢水中下沉过程中熔化避免气化挥发。该方法在钢包液面渣层太厚时加入的金属铋无法下落进入钢水导致大量气化挥发，且加入钢液位置无法精确定位，在金属铋加入到钢水循环死区时，大颗粒的金属铋块直接下沉聚集在钢包底部，造成收得率波动大，铋颗粒在钢包底部聚集严重时还会造成堵塞透气砖。

中国专利公开号CN103388050的文献中，公开了一种易切削钢液中低熔点金属铋的添加方法。该专利中将金属铋粉与铁粉以一定质量比混合制成包芯线，以喂线方式加入，钢液面添加足够厚的渣层避免铋的挥发损失。该方法同样存在喂线装备和包芯线加工复杂，成产成本高的问题。

中国专利公开号CN107299272的文献中，公开了一种含铋易切削不锈钢的熔炼工艺。该专利中在真空感应熔炼过程加入金属铋，金属铋粒用铜或镍包覆，通过专用的加料机构将铋颗粒在压缩惰性气体的作用下，快速均匀地喷射到真空炉内的钢液中。该方法加料机构比较复杂，生产成本高，不适用于大生产现场。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的铋分布不均匀、收得率波动大等不足，提供了一种在头坯、中间坯、尾坯三者之间分布均匀，即铋的含量波动在±2％，铋的收得率稳定在40％，且上下波动不超过2％的钢包加入铋的合金化方法。

实现上述目的的措施：