[发明专利]一种采用稀土氧化物降低U75V精炼渣中氧化铝活度的方法

说明书

本发明公开了一种采用稀土氧化物降低U75V精炼渣中氧化铝活度的方法，所述U75V钢冶炼生产工艺为：转炉—LF炉外精炼—VD/RH真空精炼—大方坯连铸，本发明向U75V钢液中直接加入稀土合金，稀土合金参与脱氧，有效降低钢水和精炼渣中氧含量，脱氧产生的稀土化合物与渣中Al2O3结合形成稳定的铝酸稀土化合物，从而降低渣中氧化铝活度，减少渣‑钢界面铝和氧的传递，提高精炼渣稳定性，促进钢中铝酸盐夹杂物去除。

技术领域

本发明涉及稀土在钢铁材料中应用领域，尤其涉及一种采用稀土氧化物降低U75V精炼渣中氧化铝活度的方法。

背景技术

U75V钢轨是国内外普遍使用的重载钢轨，采用无铝脱氧工艺生产，冶炼过程采用低碱度炉渣精炼。由于合金和渣料中不可避免的向钢中带入铝和铝的氧化物，使U75V钢轨中存在炉渣型夹杂物或镁铝尖晶石类夹杂物，导致U75V重轨内部质量降低。采购高质量合金和渣料是避免炉渣型夹杂物或镁铝尖晶石类夹杂物产生的方法之一，但势必造成生产成本大幅提高。

本专利提出的一种采用稀土氧化物降低U75V精炼渣中氧化铝活度的方法，向U75V钢液中直接加入稀土合金，稀土合金参与脱氧，有效降低钢水和精炼渣中氧含量，脱氧产生的稀土化合物与渣中Al2O3结合形成稳定的铝酸稀土化合物，从而降低渣中氧化铝活度，减少渣-钢界面铝和氧的传递，提高精炼渣稳定性，促进钢中铝酸盐夹杂物去除。采用本专利后，U75V钢中全铝平均降低25ppm，炉渣型夹杂物中铝元素占比降低5％。

文献1：涉及一种含稀土氧化物的炼钢精炼渣及制备使用方法，其特征在于：设计一种含稀土氧化物的精炼渣系。该精炼渣系熔化性能良好，在炼钢温度下的粘度值较低，具有较好的流动性。通过在试验表明与传统精炼渣系相比，脱氧率和夹杂物级别降低率均达到15％以上，有效地提高了精炼效率。

文献2：涉及一种RH精炼的稀土处理方法，其特征在于：向RH精炼炉中的钢液加入稀土元素；加入稀土元素后对钢液进行5min以上的RH纯循环；RH精炼炉破真空后对钢液进行12min以上的软吹；对钢液进行浇注，并控制浇注时中间包的过热度为20-35℃。本发明有利于提高加入稀土的成分均匀性和提高稀土吸收率及其吸收稳定性，同时避免结晶器水口堵塞。

文献3：涉及到一种向钢水中加入稀土的方法。从稀土的加入量、稀土加入的钢水条件、稀土的形状和稀土的加入方式，四个方面进行控制。通过氩气清洁、高效地将稀土送入钢液，成功克服了减少了冶炼环境下稀土的氧化现象，解决了稀土与精炼渣、保护渣反应等难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用稀土氧化物降低U75V精炼渣中氧化铝活度的方法，降低渣中氧化铝活度，减少渣-钢界面铝和氧的传递，提高精炼渣稳定性，促进钢中铝酸盐夹杂物去除。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种采用稀土氧化物降低U75V精炼渣中氧化铝活度的方法，具体工艺控制包括：

采用顶底复吹转炉冶炼，铁水必须经过预处理脱硫，转炉终点[O]≤400ppm、[C]≥0.10％，出钢温度≥1565℃，出钢过程必须挡渣，出钢后钢包渣厚≤50mm；出钢过程采用无铝脱氧工艺，脱氧剂加入量≤4kg/t；出钢过程加入顶渣白灰3-4kg/t；

LF精炼就位加热造白渣，加入渣料包括：白灰3-4kg/t，萤石0.5-1.5kg/t；精炼全程吹氩气搅拌，氩气流量≥300NL/min；

钢包到达VD/RH真空精炼工位后，加入稀土合金0.15-5kg/t，稀土合金中稀土元素含量为10％-65％；

加入稀土合金后，钢包静置3min后开始真空精炼操作，深真空处理时间≥15min，深真空度≤20Pa，破空后软吹时间≥20min；

钢包开浇前静置时间≥15min，连铸过程采用保护浇铸。