[发明专利]一种精炼过程中硼元素含量的控制方法及其产品

说明书

本发明公开了一种精炼过程中硼元素含量的控制方法，包括：初炼炉冶炼和精炼；其中，按质量百分比计，钢包镁碳砖中含硼物质包含：硼≤0.2％；所述初炼炉冶炼的过程中，控制铁水入初炼炉时的硼含量为0～30ppm，控制钢水出初炼炉时的硼含量≤1.5ppm；所述精炼的过程中，按质量百分比计，控制所述精炼结束后的钢渣包含：MgO 9～12％。本发明通过控制钢包中的镁碳砖的硼含量、控制铁水入初炼炉时的硼含量、控制钢水出初炼炉时的硼含量以及控制精炼结束后钢渣中MgO的含量，从而有效降低了最终产品钢板中的硼含量。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种精炼过程中硼元素含量的控制方法及其产品。

背景技术

硼属于非金属元素，微量的硼即可对钢板的硬度产生巨大的影响。其原因在于，硼元素能推迟钢板中的铁素体和珠光体的形成，如此在快速淬火时能够促进马氏体的形成。此外，硼元素还能提高钢板的淬透性，一般添加较少硼元素就能达到非常明显的效果。对于一些结构用钢板，钢板中微量的硼会导致钢板在焊接后的焊缝硬度偏高，因此长期服役时易引起疲劳裂纹，且在焊接过程易于出问题。因此，对于结构用钢板，要求钢板中的硼含量被控制在5ppm以下。

目前，在生产高品质低合金类的钢板时，某些合金在生产过程中会不可避免的带入一定量的硼元素，因此在炼钢过程中进行合金化时会把一定量的硼元素带入到钢水中。其中，VD精炼工艺是常用的真空精炼手段之一。VD精炼是在真空下对钢板渣进行剧烈混搅的过程。在高温真空状态下，钢包渣线处的镁碳砖表面发生的化学反应(MgO+C＝Mg(g)+CO)会加速向右进行，从而造成VD精炼钢包在渣线处侵蚀严重，而严重时出现渣线部位包壳发红的现象，甚至会出现漏钢。为了增加钢包的使用寿命，增强其抗氧化性，通常会在镁碳砖中加入含硼元素的添加剂。但是，由于VD精炼过程钢包易受严重侵蚀，镁碳砖在分解时将其中所含的硼元素进入到钢水中，在严重时会引起钢板中的硼含量超标，进而影响钢板的力学性能和焊接性能。

因此，亟需开发一种精炼过程中硼元素含量的控制方法，以将钢板中的硼含量控制在5ppm以下。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种精炼过程中硼元素含量的控制方法及其产品。本发明提供的一种精炼过程中硼元素含量的控制方法中，通过控制钢包中的镁碳砖的硼含量、控制铁水入初炼炉时的硼含量、控制钢水出初炼炉时的硼含量和下渣量、优化合金加入方式以及控制精炼结束后钢渣中MgO的含量，从而实现了最终产品钢板中的硼含量≤3.7ppm。

本发明用于实现上述目的的技术方案如下：

在本发明的一个方面，提供了一种精炼过程中硼元素含量的控制方法，包括：初炼炉冶炼和精炼；其特征在于：

按质量百分比计，钢包镁碳砖中含硼物质包含：硼≤0.2％；

所述初炼炉冶炼的过程中，控制铁水入初炼炉时的硼含量为0～30ppm，控制钢水出初炼炉时的硼含量≤1.5ppm；

所述精炼的过程中，按质量百分比计，控制所述精炼结束后的钢渣包含：MgO 9～12％。

在本发明的一些实施方案中，本发明所述的控制方法中，所述初炼炉冶炼的过程中，控制钢水出初炼炉时的下渣量为0～3Kg/t钢，控制钢水出初炼炉时的氧活度为200～500ppm。

在本发明的一些实施方案中，本发明所述的控制方法中，所述初炼炉冶炼结束后，向钢水中依次添加硅铁合金配硅和中碳锰铁合金配锰，至所述钢水的硼含量＜3.2ppm；

其中，所述硅铁合金配硅和所述中碳锰铁合金配锰的添加量的质量比例为1:(2～3)。

在本发明的一些实施方案中，本发明所述的控制方法中，按质量百分比计，所述硅铁合金中包含：硼0.005～0.008％；

按质量百分比计，所述中碳锰铁合金中包含：硼0.0012～0.0016％。