[发明专利]一种提高钢液中铋元素收得率的方法

说明书

本发明公开了一种提高钢液中铋元素收得率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)向钢水包中添加含铝合金进行脱氧；(2)将步骤(1)得到的钢液进行精炼，采用精炼渣进行造渣，精炼过程中采取高纯碳化硅粉进行渣面脱氧，全程采用底吹氩气搅拌工艺，钢液中Mn/S的质量比≥4；(3)向步骤(2)所述精炼后的钢液中喂入含铋包芯线；其中，以质量百分比计，所述含铋包芯线的芯料包含：Bi:40‑50％、Fe：50‑60％，其余为不可避免的杂质；(4)步骤(3)后快速加入碳化稻壳覆盖剂进行覆盖，加入量为7‑8kg/t；(5)将步骤(3)得到的钢液进行软吹，所述软吹的时间为8～15min，所述软吹的流量为80～120L/min。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种提高钢液中铋元素收得率的方法。

背景技术

随着机械加工的高速化、自动化和精密化逐渐发展，特别是汽车工业、家用电器和精密仪表工业的快速发展，人们对材料具有良好的切削性能和加工性能要求逐渐升高，因此，易切削钢得到了广泛发展，铅系易切削钢的产量居于第二位仅仅次于硫系，且拥有良好的力学性能及热处理性，常用于制造各类机械零件和汽车零件。然而铅会对环境造成污染，因此研究无铅易切削钢具有重要的现实意义。

金属铋(Bi)外观呈银白色，有强烈的金属光泽，呈脆性，晶体结构为斜方晶系，由于金属铋无毒，且具有与金属铅相近的低熔点和高柔韧性，因此，在炼钢领域被用于替代铅，用于改善钢切削性能，铋在钢中以单质形式存在，且大部分附着在MnS夹杂物上，一部分弥散分布在钢的基体中，铋的熔点很低为271℃，在高速切削时易切削钢中的Bi可起到润滑刀具作用，从而减少了刀具磨损.从而提升切削性能，Bi元素熔点为271.3℃，沸点为1560±5℃，向钢液中添加Bi元素易气化，使得铋加入钢液中易产生喷溅危险和大量烟气污染，且铋难以进入钢液中发挥作用，浪费较多，成本大大增加。

申请公布号为CN110093477A的发明专利申请公开了含铋易切削钢的铋添加工艺方法，包括如下步骤：(1)喂线前生产条件的控制，控制钢液的渣层、温度和氧活度；(2)含铋包芯线的喂入；(3)喂线结束后的处理，其中，所述步骤(2)采用间歇式喂线法，将含铋包芯线分至少3次间歇式喂入，每次喂入包芯线占加入总量的1/n，n为次数，每喂一次间隔15-20s。此发明专利采取铋锰包芯线且采取间歇式喂入，导致铋的收得率仅有15-40％，同时，采取的包芯线为铋锰粉包芯线，成本高。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种提高钢液中铋收得率的方法，解决了Bi元素在钢液中收得率低的问题，降低Bi加入钢液的成本。

技术方案：一种提高钢液中铋元素收得率的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在电炉出钢过程中，向钢水包中添加含铝合金进行脱氧；(2)将步骤(1)得到的钢液进行精炼，采用精炼渣进行造渣，所述精炼渣中CaO质量分数为25～40％、Al₂O₃质量分数为25％～35％、SiO₂质量分数小于12％、发泡元素质量分数为5％～12％，精炼过程中采取高纯碳化硅粉进行渣面脱氧，全程采用底吹氩气搅拌工艺，钢液中Mn/S的质量比≥4；(3)向步骤(2)所述精炼后的钢液中喂入含铋包芯线；其中，以质量百分比计，所述含铋包芯线的芯料包含：Bi:40-50％、Fe：50-60％，其余为不可避免的杂质；(4)步骤(3)后快速加入碳化稻壳覆盖剂进行覆盖，加入量为7-8kg/t；(5)将步骤(3)得到的钢液进行软吹，所述软吹的时间为8～15min，所述软吹的流量为80～120L/min。

渣层可显著改善铋添加3min后钢液中铋的挥发速度。薄的渣层可能会使钢液面局部裸露，成为铋挥发的界面。因此，喂入铋后，尽快加入覆盖剂，保证渣层厚度。同时，为减少成本，建议覆盖剂加入量为7-8kg/t。

进一步的，所述步骤(1)中，所述以质量百分比计，所述铝合金添加量为：Al0.9-1.2kg/t。