[发明专利]常用钢种的生产方法

说明书

本发明属于冶金领域，更具体地说，是关于常规钢种的生产方法。

所谓常用钢种，我们应理解为具有下列组成（质量%）的钢种：

碳-0.05～0.50

锰-0.25～2.50

铁-其余。

此外，常用钢种还可包含以下成分（质量%）：

硅-0.60以下

铝-0.08以下

铬-2.00以下

钒-0.20以下

钛-0.20以下及其他元素。

本发明适用于转炉、平炉和电炉常用钢种的生产。

将本发明用于锰钢的生产最为有效。

目前，在世界实践中，钢的炉外（如在钢水包内）精炼法得到广泛发展，其目的是提高炼钢设备中所熔炼金属的质量。

在钢水包中，除了加入各种元素对钢水进行合金化和变质处理之外，还要对钢水进行脱硫、脱磷、脱氢、脱氮及其它元素的净化处理。

钢水的净化处理，一般都不与合金化过程同时进行，而是使这些工序依次进行-首先是往钢水包中加入含有合金元素的各种铁合金使钢水合金化，然后往钢水内吹入各种脱硫材料以使其净化，再后对钢水进行真空处理。

这些工序中的每一个工序都伴随着热损耗，因此，为了补偿钢水炉外处理的热损耗，要求或是将金属放在炼钢设备中再加热，这样会使钢水出炉前的氧化度增高并使钢的质量变差，或是制造能在钢水包中加热钢水的专用设备，当然，这样会增高钢的价格并且对于常用钢的生产来说并非任何情况下都是合算的。

用往钢水中加硅硼钙石精矿或金属锰熔渣作为合金元素和加入棒铝作为还原剂在钢水包中生产钢的方法（SU，A，1219654）是众所周知的。

这种方法包括往钢水包中出未脱氧的碳素半成品和截除氧化熔渣。合金元素是通过将它们从硅硼钙石精矿或金属锰熔渣中还原出来的办法加入钢水包内的钢水中，并且在加入钢水包之前要预先将合金元素固化在铝棒上。这种方法的材料消耗，要使加入铝的量要高于按化学计算法所必需的量来选用。

现有方法不能保证净化钢水中的有害杂质，尤其是硫，这样就为获得低含硫量的优质钢造成障碍。

采用将棒状材料强迫插入钢水的办法来往钢水中加入合金元素和还原剂会造成一些元素的消失，尤其是锰，对钢造成外来非金属杂质的污染，即被留在含有合金元素氧化材料成分中的废矿残留物的污染所有这些都会使钢的质量变差。

加入棒状的还原剂，会因与空气中的氧相互作用以及与碳素钢水表面永远少不了的铁氧化物接触的结果，使它强烈地烧损，这将会提高钢的价格。

此外，棒状还原剂的准备工作，在其表面涂上一层含有合金元素的氧化材料，要增加辅助费用，这同样会增加钢的价格。

采用专门制造的钢合金化用的棒料，除了会在其准备工作、储存和使用方面造成一定技术性困难外，它还会在生产常用钢种时限制它们的使用范围，在常用钢种的成分中，锰的含量从0.5至2.0%。

采用上面涂有一层含合金元素氧化材料的铝棒不能保证获得所要求锰和铝化学成分的钢，因为还原剂的烧损不是可控工序，而是取决于一系列不易控制或者完全不可控制的参数如出炉前碳素半成品的氧化度，碳素半成品从炼钢炉中出炉过程中以及出炉后通过钢水表面二次氧化的影响等。

用锰使钢合金化的现有方法（SU，A，1044641）是大家熟悉的。它包括在炼钢炉内熔炼碳素半成品，将它放入钢水包中，将含有合金元素预先经过热处理的氧化材料与还原剂和石灰一起加入钢水包内的钢水表面。作为合金元素人们常用铁合金生产中的低磷锰渣，而还原剂则常用铝，石灰的量应保证熔渣的碱性为2.0～3.5。然后向钢水面吹氧3～30秒并吹氩气。

但是，用这种方法不能获得优质钢，因为，同时将含有合金元素-锰（铁合金生产的低磷锰渣）的氧化材料、还原剂和石灰一起加到已由炼钢炉中放入钢水包内的碳素半成品钢水表面，接着再吹氧，这样会使得用锰使钢合金化的过程很难控制，并且不能保证钢水包中钢水的高度脱硫。

一般在钢水包内处理深度脱氧钢水时能够保证降低钢中的含硫量以及用脱硫材料，如合成的精炼熔渣，含钙或含镁材料（通常都是粉粒状）等进行处理也可降低钢水中的含硫量。

还有一个深度脱硫的必要条件，就是必须增加脱硫材料与钢水之间的接触。在钢水包中处理钢水时这种接触可以通过下列方式达到，例如，在未出钢之前，预先将合成的熔渣放入钢水包内，这样，在往钢水包中出钢之始就使钢水与合成熔渣剧烈地混合。