[发明专利]一种非调质钢硫含量稳定控制的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种非调质钢硫含量稳定控制的冶炼方法，包括：（1）转炉冶炼；（2）炉后及氩站处理；（3）LF精炼；（4）RH脱气处理；（5）连铸；本发明方法在装炉时即严格控制了装炉废钢的硫含量，冶炼前期强脱磷，高拉碳操作，炉后与脱氧操作；在LF精炼阶段严格控制造渣料的加入比例及精炼渣的成分含量、炉渣碱度；然后根据过程硫含量变化趋势进行炉渣微调，出站硫含量按协议标准上限进行控制，脱气过程保证渣面不出现大翻搅，浇铸全程保护浇铸，中性覆盖剂保护；采用上述方法，可使钢熔炼成分硫含量合格率达到100%，同时为其他含硫非调质钢的生产提供了依据。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种非调质钢硫含量稳定控制的冶炼方法。

背景技术

随着中国机械制造业、汽车工业、石油化工、铁路交通的发展，各行业对高性能材料，特别是特殊钢需求大幅增加。汽车用钢的发展的前提是技术提升、结构调整、品种优化、质量提高、产品优化。同时，特殊钢生产可持续发展的前提是节约资源、节约能源、保护环境。

制造业的发展，使一大批高性能材料应用于汽车行业，包括高质量、高性能钢材的开发。连杆是汽车发动机的一个关键零部件，以前一般使用分体式设计，用42CrMo材质，由于42CrMo钢中含高价值钼合金，价格较高，且分体式连杆存在结合精度问题。本世纪初，国内汽车行业借鉴德国、日本、美国和意大利等国家经验，开始使用价格更低、结合精度更高的非调质钢制造胀断连杆。

汽车发动机胀断连杆使用的非调质钢，国产化后出现质量不稳定情况，主要表现为：连杆胀断后变形过量，体和盖的结合面出现明显错位（台阶）；金相或晶粒度达不到要求；不易胀断；胀断后掉渣严重。分析其原因，国内生产的非调质钢材料多种元素的含量比例范围明显高于国外材料，特别是宽于德国、日本和意大利等国的要求，在成分控制范围及稳定性方面均存在差距。胀断连杆使用的非调质钢是一种使用合金元素偏低的材料，特别是使用昂贵的合金材料更少，炼钢成本较低，但为什么价格却很高呢，重点是由于钢的各合金元素含量比例区间很窄，需要精确控制，给冶炼带来很大难度，这就需要钢厂冶炼过程精确控制，保证材料的质量稳定性，全面实现胀断连杆用非调质钢国产化。

由于是连杆必须有较高的抗拉强度，较高的抗扭曲和较好的韧性，但是为了胀断，又要有一定的脆性，没有一定的脆性不利于胀断，脆性高了韧性偏低又容易掉渣，韧性高了又不易胀断，胀断材料的本身就是一个矛盾，如何使这对矛盾统一，就是要解决胀断连杆使用的钢的各元素窄成分精确控制问题。

“硫”元素在一般特殊钢中被认为是有害杂质，要求控制的越低越好，而胀断连杆用非调质钢中，要求一定含量硫与钢中的锰结合，使钢中的硫形成较高熔点的MnS，避免了晶界上的FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能，起着非常有益的作用。由于硫在钢中化学性质表现，其极易在还原气氛下从钢液进入炉渣，造成钢中硫含不稳定及难以控制。如何精确及稳定控制钢中硫含量，是各钢厂在生产非调质钢的一个难题。

在本发明提出之前， 有不少非调质钢生产及控制硫含量的冶炼方法，主要使用专门生产的精炼渣系进行控制，但一方面其冶炼成本普遍较高，对钢包耐材侵蚀严重；另一方面对操作人员技能水平要求较高，实际控制易出现因人为因素造成硫含量波动较大。

发明内容

本发明的目的即是提供一种非调质钢硫含量稳定控制的冶炼方法，本发明通过对精炼过程渣系工艺控制方法，确保LF精炼、RH真空处理及连铸浇注过程钢中硫含量不出现大的损失，其含量稳定控制在0.010%范围，保证钢中熔炼成分硫含量达到标准控制要求的目标。

本发明的一种非调质钢硫含量稳定控制的冶炼方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）转炉冶炼过程

① 装入废钢和成分为Si：0.30～0.60%、S：≤0.050%、温度T≥1300℃合格的铁水，铁水+废钢总装入量140～150t，铁水的质量百分比含量控制在85-90%；