[发明专利]一种真空脱气稀土钢的生产方法及所用装置

说明书

本发明公开了一种真空脱气稀土钢的生产方法及所用装置，本发明根据稀土元素加入的条件和常见的钢水真空处理的技术特点，将两者有机地融合起来，提出了真空惰性气体搅拌加入法，主要是利用真空熔炼设备生产稀土钢，真空熔炼设备具有料仓，能够在内部真空条件下加料；还设置有惰性气体吹气系统，能够吹开钢水表面的熔炼渣。该方法可用于真空炉、氩气等惰性气体搅拌的工况下，避免了常规稀土加入方法引起的包装材料污染、钢水裸露氧化、钢水处理时间延长等问题，成本低，简易有效，易于实现。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种真空脱气稀土钢的生产方法及所用装置，尤其是在连铸生产时向真空脱气稀土钢钢水加入稀土元素的方法。

背景技术

连铸，即连续铸钢，是不断地将精炼后的钢水加入到结晶器中，并凝固成型后从结晶器下方拉出的钢水成型技术。相对传统模铸工艺，连铸工艺是一项重大的技术进步。

钢中应用稀土后，可以起到细化夹杂、深度净化钢液和强烈微合金化作用，显著提高钢的韧、塑性和疲劳寿命，使钢更加强韧、耐热、耐磨、耐蚀。稀土在钢中工业化应用时，有两大瓶颈问题一直没有解决：一是稀土加入钢水中堵塞浇注系统，连铸过程被迫中断，严重影响工艺顺行；二是稀土加入后，容易形成大尺寸、高密度的稀土夹杂物，导致钢的性能时好时坏，不稳定。主要原因是没有形成成熟稳定的稀土加入方法。目前，国内外进行了多项稀土加入工艺的试验研究，在各自历史条件下均实现了规模生产，主要有：大包压入法、包内喷吹稀土粉法、模铸中注管喂丝法、模内吊挂稀土金属棒法、钢包喂丝法、中间包喂丝法、结晶器喂丝法等几种方法。目前通行的方法主要集中在：钢包喂丝法、结晶器喂丝法这两种方法上。喂丝时保护渣容易附着在金属丝表面，随丝进入熔池，产生夹渣等缺陷。在稀土丝周围附加套筒时，套筒内部区域不断地有稀土丝喂入，造成局部温度过低，保护渣易凝固，不利于保护浇注，也容易带入钢水中；结晶器喂丝法容易造成连铸结晶器保护渣性能恶化，导致铸坯表面缺陷。

现有技术中公开了一种新型稀土热作模具钢及其制备方法(申请号为201710997230.3)，一种稀土微合金化轴承钢及其制备方法(申请号为201811622413.8)，稀土微合金化抗震热轧H型钢及其制备方法(申请号为201710391618.9)，一种高纯净稀土钢处理方法(申请号为201710059980.6)和一种稀土微合金钢的冶炼方法(申请号为201810812007.1)等稀土钢的专利申请均没有提到具体的稀土加入方法。

另外，一种含稀土C110钢级石油套管及其生产方法(申请号为201810236961.0)，公开了采用LF炉精炼结束后保持底部软吹氩气，按0.02％加入量喂入适量稀土丝。一种稀土重轨钢的稀土加入方法及稀土重轨钢(申请号为201811368039.3)，公开了使用吊车吊挂起准备加入的稀土合金，采用逐渐由小到大的方式，打开钢包氩气系统，逐渐将钢水表面的炉渣吹开为直径为Φ300～Φ400mm的区域；指挥吊车对准上述区域，将稀土合金快速投入钢水中，避免稀土合金与炉渣接触。《钢铁研究学报》第29卷第7期的文章《近年稀土钢研究进展与加速研发新思路》提到了钢包加入法模铸中注管加入法模铸钢锭模内加入法连铸结晶器加入法电渣重熔过程加入法等，按照稀土的加入方式可分为压入法吊挂法喂丝法喷吹粉剂法渣系还原法等，并根据生产实践经验对各种稀土加入工艺过程、原理和特点进行了总结。但是上述现有技术中公开的各种方式，存在拖延工序时间，附加氧化，不利于洁净钢生产等缺陷。

为此，钢铁连铸生产时，亟需一种低成本、简易有效、适应性强的稀土加入方法。

发明内容

本发明提供一种真空脱气稀土钢的生产方法及所用装置，本发明根据稀土元素加入的条件和常见的钢水真空处理的技术特点，将两者有机地融合起来，提出了真空惰性气体搅拌加入法，主要是利用真空熔炼设备生产稀土钢，真空熔炼设备具有料仓，能够在内部真空条件下加料；还设置有惰性气体吹气系统，能够吹开钢水表面的熔炼渣。该方法可用于真空炉、氩气等惰性气体搅拌的工况下，避免了常规稀土加入方法引起的包装材料污染、钢水裸露氧化、钢水处理时间延长等问题，成本低，简易有效，易于实现。