真空法生產23MnB鋼的方法
2023-07-22 20:18:21
專利名稱：真空法生產23MnB鋼的方法
技術領域：
本發明屬於鋼鐵冶金領域，具體涉及一種真空法生產23MnB鋼的方法。
背景技術：
微量硼(0. 001%左右)可以吸附在奧氏體晶界，降低晶界能量，阻抑鐵素體晶核的形成，成倍地提高中低碳鋼的淬透性，因此中低碳鋼常添加0. 0005 0. 003%的微量硼來提高鋼的淬透性。但硼是極活潑的元素之一，能與鋼中的殘餘氧和氮形成穩定的夾雜物， 而失去有益作用，只有以固溶形式存在的硼才能起到有益的作用。已有的研究表明，硼與氧和氮均有很強的親和力，硼很容易被氧化生成B6O或者 B2O3，或者與氮化合生成BN，這些均是阻止含硼鋼中硼發揮提高淬透性作用的有害物質。因此，為保證硼提高淬透性的作用，必須在鋼的冶煉過程中首先採用鋁脫去鋼水的自由氧，並用鈦固定鋼水中的氮，才能保證加入硼的有效作用。23MnB鋼為含硼類結構鋼，常用於製造節距為216以下推土機或挖掘機的履帶板， 化學組分按重量百分比為C 0. 20 0. 0. 27%, Mn 0. 80 1. 10%, Si 0. 15 0. 35%, P 彡 0. 030%,S^O. 015%,Cr^O. 30%、Ni 彡 0. 25%,Cu^O. 30%,B 0. 0005 0. 0035% 通常情況下為保證硼元素提高淬透性的作用，還要求含有一定質量的鋁和鈦。例如
公開日為2009年7月29日的專利CN100519769C公開了一種轉爐冶煉生產含硼鋼的方法，其特徵是採用轉爐冶煉一鋼包脫氧、精煉一硼合金化的工藝生產含硼鋼，具體的操作規定為首先是在轉爐出鋼後加入鋁和精煉渣對鋼水和鋼渣進行脫氧，控制鋼水酸溶鋁在0. 02 % 0. 04 %範圍內，然後在LF爐精煉控制鋼渣中的FeO+MnO ^ 2.0%,以及鋼水的α
( lOppm，最後再次向鋼包加入鋁進行深脫氧後，加入鈦鐵和硼鐵進行合金化。採用此工藝硼的收得率高為69. 4% 91. 8%。此專利為了保證硼提高淬透性的作用，在轉爐出鋼後加入鋁和精煉渣對鋼水和鋼渣進行脫氧，控制鋼水酸溶鋁在0. 02% 0. 04%範圍，LF 爐精煉完畢後又向鋼水中加入鋁，以此保證硼的收得率和含硼鋼的淬透性，但是，此專利並沒有考慮到加入鋁對連鑄機連鑄的影響。申請人發現，鋁在生產23MnB鋼的過程中會損失掉一部分，對於鋁的含量不易控制，有部分鋁會被氧化成Al2O3，這些Al2O3會使連鑄機結晶器水口變小，鋼水流量減小，從而影響連鑄，給連鑄機的控制帶來很大的困難，嚴重時甚至堵塞連鑄機水口造成安全事故。因此，現急需一種嚴格控制工藝的生產含硼鋼的方法，該方法能提高硼的收得率、保證含硼鋼的淬透性，同時能避免連鑄機水口變小、使連鑄順利。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種保證含硼鋼淬透性的同時、避免大規格連鑄機水口變小的生產23MnB鋼的方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是真空法生產23MnB鋼的方法，包括如下步驟a、向轉爐內加入鐵水冶煉；
b、鋼水出鋼至鋼包，出鋼時向鋼水中加入電石，電石用量根據轉爐初煉終點碳含量為依據，當轉爐終點碳重量百分比在0. 10%以下時按每噸鋼水3. 5 4. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比大於0. 10%、小於0. 15%時按每噸鋼水2. 5 3. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比在0. 15%以上時按每噸鋼水1.5 2. 5kg投入；再加入鋁，使鋼水中酸溶鋁的重量百分比含量在0. 014 0. 019% ；C、鋼包移入LF爐精煉；d、精煉後將鋼包移入RH真空處理裝置進行真空循環處理，處理中向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在0. 025 0. 055%，再加入鈦使鋼水中鈦重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使鋼水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003% ；e、真空循環處理後進行連鑄。其中，上述方法步驟d中，向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在 0. 035 0. 04%。其中，上述方法步驟a中向轉爐內加入鐵水的同時還加入廢鋼，廢鋼的重量不能超過鐵水重量的15%。進一步的，當鋼水成分初煉到按重量百分比C為0. 05% 0. 15%、P彡0. 030%、 且S < 0.015%時將鋼水出鋼到鋼包中。其中，上述方法步驟b中加入電石的同時還加入矽鐵使鋼水中矽重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入錳鐵使鋼水中錳重量百分比含量在0. 80% 1. 10%、加入增碳劑使碳重量百分比含量在0. 20 0. 27%。所述增碳劑主要是指含固定碳98%以上的浙青膠或者含固定碳92%以上的無煙某。其中，上述方法步驟c中，鋼水加熱到1590 1610°C時停止加熱，將鋼包移入RH
真空處理裝置。其中，上述方法步驟d真空循環處理時壓強< 300Pa，處理時間10 15分鐘。其中，上述方法步驟e連鑄時連鑄機中包溫度為1535士20°C。其中，上述方法中所述電石含CaC270%以上。本發明方法具體可以按以下方式實施真空法生產23MnB鋼的方法，包括如下步驟a、向轉爐內加入鐵水和冶煉，廢鋼的重量不能超過鐵水重量的15 %，當鋼水成分初煉到按重量百分比C為0. 05% 0. 15%、P彡0. 030%、且S彡0. 015%時將鋼水出鋼到鋼包中；b、鋼水出鋼至鋼包，出鋼時向鋼水中加入含CaC270%以上的電石，電石用量根據轉爐初煉終點碳含量為依據，當轉爐終點碳重量百分比在0. 10%以下時按每噸鋼水3. 5 4. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比大於0. 10%、小於0. 15%時按每噸鋼水2. 5 3. 5kg 投入，當轉爐終點碳重量百分比在0. 15%以上時按每噸鋼水1. 5 2. 5kg投入；再加入鋁，使鋼水中酸溶鋁的重量百分比含量在0. 014 0. 019%，加入電石的同時還加入矽鐵使鋼水中矽重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入錳鐵使鋼水中錳重量百分比含量在 0. 80% 1. 10%、加入增碳劑使碳重量百分比含量在0. 20 0. 27% ；C、鋼包移入LF爐精煉，鋼水加熱到1590 1610°C時停止加熱，將鋼包移入RH真空處理裝置；d、精煉後將鋼包移入RH真空處理裝置進行真空循環處理，處理中向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在0. 035 0. 04%，再加入鈦使鋼水中鈦重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使鋼水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003%，真空循環處理時壓強< 300Pa，處理時間10 15分鐘；e、真空循環處理後進行連鑄，連鑄時連鑄機中包溫度為1535 士 20°C。本發明的有益效果是發明人發現，連鑄機在澆鑄過程中結晶器水口變小甚至發生堵塞，是由於鋼水中鋁含量過高而導致的，因此必須嚴格控制鋼水中的含鋁量。但是，通常為了保證含硼鋼中硼元素提高淬透性的作用，含硼鋼必須在鋼的冶煉過程中首先採用鋁脫去鋼水的自由氧，並用鈦固定鋼水中的氮，才能保證加入硼的有效作用。因此，本領域技術人員往往為了保證含硼鋼的淬透性而忽略了鋁對連鑄機連鑄的影響。分析現有技術中含硼鋼生產關鍵點，加入鋁只是為了儘可能的脫去鋼水中的自由氧，本發明方法在鋼水初煉完畢後的出鋼過程先採用電石進行預脫氧，又根據轉爐冶煉過程中碳和平衡氧通常為一常數的關係，本發明技術採取了根據轉爐不同終點碳，相應加入不同電石數量的辦法來進行預脫氧，然後再採用鋁進一步脫氧，使鋼水中酸溶鋁的重量百分比含量在0. 014 0. 019% 之間，嚴格控制加入鋁的量。鋼水經過上述脫氧後，鋼水氧活度α M可控制在0.0015% 以下。鋼包移到LF精煉爐對鋼水進行精煉，精煉後將鋼包移入RH真空處理裝置進行真空循環處理，向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在0. 025 0. 055%、優選含量在0.035 0.04%。此處控制酸溶鋁(Als)在0. 025 0. 055%範圍，是考慮到後部連續鑄鋼過程存在有部分酸溶鋁被氧化成Al2O3的現象，經過大量實踐得知連續鑄鋼過程有 0. 005 % 0. 010 %的酸溶鋁被氧化成Al2O3，所以加入鋁控制酸溶鋁在0. 025 0. 055 % 範圍內，嚴格控制酸溶鋁(Als)的範圍，以保證最終澆鑄的鋼水還存在有0.02 0.05%的酸溶鋁，進一步使大規格連鑄機能夠順利澆鑄。因此，本發明從各個步驟嚴格控制酸溶鋁 (Als)含量，保證了鋼水的自由氧被去除，硼收得率高，23MnB鋼淬透性好，而又不至於使鋼水中的鋁過高，避免連鑄機水口變小，從而保證大規格連鑄機順利澆鑄，本發明方法特別適用於200 X 200mm規格以上的連鑄機。
具體實施例方式本發明具體實施方式
如下真空法生產23MnB鋼的方法，包括如下步驟a、向轉爐內加入鐵水冶煉；b、鋼水出鋼至鋼包，出鋼時向鋼水中加入電石，電石用量根據轉爐初煉終點碳含量為依據，當轉爐終點碳重量百分比在0. 10%以下時按每噸鋼水3. 5 4. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比大於0. 10%、小於0. 15%時按每噸鋼水2. 5 3. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比在0. 15%以上時按每噸鋼水1. 5 2. 5kg投入；再加入鋁，使鋼水中酸溶鋁的重量百分比含量在0. 014 0. 019% ；C、鋼包移入LF爐精煉；d、精煉後將鋼包移入RH真空處理裝置進行真空循環處理，處理中向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在0. 025 0. 055%，再加入鈦使鋼水中鈦重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使鋼水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003% ；e、真空循環處理後進行連鑄。本發明方法在鋼水初煉完畢後的出鋼過程不採用鋁進行預脫氧，而採用電石，又根據轉爐冶煉過程中碳和平衡氧通常為一常數的關係，本發明技術採取了根據轉爐不同終點碳，相應加入不同電石數量的辦法來進行預脫氧，既能起到脫氧的效果，又能避免碳超標，將碳控制在適合的範圍內。本發明從各個步驟嚴格控制酸溶鋁含量，保證了鋼水的自由氧被去除，硼收得率高，23MnB鋼淬透性好，而又不至於使鋼水中的鋁過高，從而保證大規格連鑄機順利澆鑄。優選的，上述方法步驟d中，向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在 0. 035 0. 04%。此處控制酸溶鋁(Als)在0. 035 0. 04%範圍，是考慮到後部連續鑄鋼過程存在有部分酸溶鋁被氧化成Al2O3的現象，經過大量實踐得知連續鑄鋼過程有0. 005% 0. 010%的酸溶鋁被氧化成Al2O3，所以LF爐必須加入鋁控制酸溶鋁在0. 035 0. 04%範圍內，嚴格控制酸溶鋁的範圍，以保證最終澆鑄的鋼水還存在有0. 025 0. 035%的酸溶鋁， 進一步使大規格連鑄機能夠順利澆鑄。優選的，上述方法步驟a中向轉爐內加入鐵水的同時還加入廢鋼，廢鋼的重量不能超過鐵水重量的15%。廢鋼可以來源於廢品回收站，也可以來源於鋼廠內部。轉爐煉鋼無外部熱來源，全部依靠氧化鐵水中的碳、及少量的矽和錳放出熱量，從而使鋼水得到加熱， 相對於鐵水，廢鋼碳含量一般很低，轉爐冶煉中加入的廢鋼能夠起到降低溫度的作用。同時為了節約資源，並且生產出合格的成品鋼，由於廢鋼中的殘餘Cr、Ni和Cu不可控，為了避免過量加入廢鋼可導致鋼水中的Cr > 0. 30%、Ni > 0. 25%、Cu > 0. 30%的現象出現，廢鋼的重量不能超過鐵水重量的15%。進一步的，當鋼水成分初煉到按重量百分比C為0. 05% 0. 15%, P ^ 0. 030%, 且S < 0. 015%時將鋼水出鋼到鋼包中。煉鋼過程實際上就是先氧化，而後還原的過程，轉爐煉鋼時，在轉爐內只進行氧化反應，還原反應是在鋼包中進行的。C為0.05% 0. 15% 時，說明氧化反應已經結束了，應當出鋼進行還原反應。 為了能夠生產出合格的23MnB鋼，上述方法步驟b中加入電石的同時還加入矽鐵使鋼水中矽重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入錳鐵使鋼水中錳重量百分比含量在 0.80% 1. 10%、加入增碳劑使碳重量百分比含量在0. 20 0.27%。優選的，為了保證連鑄機中包溫度為1535士20°C，上述方法步驟c中，鋼水加熱到 1590 1610°C時停止加熱，將鋼包移入RH真空處理裝置。優選的，上述方法步驟d真空循環處理時壓強< 300Pa，處理時間10 15分鐘。 以保證氫含量< 0. 0002%,避免鋼坯冷卻後出現「白點」缺陷，「白點」是氫在鑄坯富集後低倍檢驗時的形貌，如有「白點」缺陷的鑄坯，經過軋制後可形成雞爪狀裂紋，導致鑄坯報廢。其中，上述方法步驟e連鑄時連鑄機中包溫度為1535士20°C。23MnB鋼水相線溫度為1505°C，控制連鑄機中包的過熱度為30士20°C，因此，控制連鑄機中包溫度為 1535士20°C。該溫度是通過前面LF爐的電加熱來實現的。優選的，上述方法中所述電石含CaC270%以上。以方便操作和避免加入過多的雜質。下面通過實施例對本發明作進一步說明，但並不因此將本發明限制在實施例的描述的範圍之中。實施例一在公稱容量120噸、實際出鋼量在120 140噸範圍內的轉爐流程上採用本發明技術生產23MnB鋼，生產工藝為120噸轉爐初煉鋼水一120噸LF爐加熱精煉鋼水一120噸 RH真空循環處理鋼水一6機6流方坯連鑄機澆鑄成280mmX 380mm鑄坯。首先在轉爐內加入130噸鐵水和10噸廢鋼，利用轉爐吹氧脫C的功能，將鐵水和廢鋼初煉成鋼水，鋼水成分初煉到0. 05%的C、0. 020%的Ρ、0· 015%的S、0. 01%的Si和 0. 05%的Mn時出鋼到鋼包中，此時實際出鋼量為133噸，轉爐冶煉過程中約5%的原料被燒損。出鋼過程中向鋼水中加入電石530kg，電石含CaC275%，並同時加入FeSi、FeMn合金和無煙煤進行Si、Mn和C元素合金化，其中加入的FeSi合金中Si含量為74%，FeMn合金中 Mn含量為82%，無煙煤中固定C為92%，控制鋼水中Si含量為0. 16%、Mn含量為1. 10%、 C含量為0. 20%。出完鋼後向鋼包中的鋼水中餵入Al線，控制Als為0. 015%,餵完Al線後用定氧儀測定鋼水氧活度α
為0.0015%。鋼水到達LF爐後開始電加熱，當鋼水溫度加熱到1590°C時停止加熱，然後將鋼包移到RH真空處理裝置進行真空處理。鋼水到達RH真空處理裝置後開始進行真空處理，真空室壓強達到300Pa且經過5 分鐘後加入17kg鋁丸，此時加入鋁丸後鋁的收得率約為80%，加鋁丸2分鐘後，加入90kg FeTi40鈦鐵(即含Ti為40%的鐵合金)和10kgFeB23硼鐵(即含B為23%的鐵合金)， 加完鈦鐵和硼鐵後在極限壓強條件下再循環處理3分鐘，取樣測定鋼水的Als為0. 025%, Ti為0. 02%，B為0. 0014%, B的收得率為80%，然後送鋼水到連鑄機進行澆鑄。在6機6流方坯連鑄機上澆鑄成280mmX380mm鑄坯，連鑄時中間包溫度為 1520°C，在連鑄機中包取樣分析鋼水化學組分為0. 20%的C、0. 15%的Si、l. 10%的Mn、 0. 020 % 的 P、0. 014% 的 S、0. 12% 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 10 % 的 Cu、0. 0012 % 的 B，以及 0. 02%的Ti和0. 020%的Als (澆鑄過程中Als燒損0. 005%),其餘為Fe和不可避免的其它雜質。實施例二在公稱容量120噸、實際出鋼量在120 140噸範圍內的轉爐流程上採用本發明技術生產23MnB鋼，生產工藝為120噸轉爐初煉鋼水一120噸LF爐精煉鋼水一120噸RH 真空循環處理鋼水一6機6流方坯連鑄機澆鑄成360mmX 450mm鑄坯。首先在轉爐內加入120噸鐵水和20噸廢鋼，利用轉爐吹氧脫C的功能，將鐵水和廢鋼初煉成鋼水，鋼水成分初煉到0. 15%的C、0. 015%的P、0. 010%的S、0. 01%的Si和 0. 05%的Mn時出鋼到鋼包中，此時實際出鋼量為133噸，轉爐冶煉過程中約5%的原料被燒損。出鋼過程中向鋼水中加入電石400kg，電石含CaC275%，並同時加入FeSi、FeMn合金和無煙煤進行Si、Mn和C元素合金化，其中加入的FeSi合金中Si含量為74%，FeMn合金中 Mn含量為82%，無煙煤中固定C為92%，控制鋼水中Si含量為0. 35%、Mn含量為0. 80%、 C含量為0. 27%。出完鋼後向鋼包中的鋼水中餵入Al線，控制Als為0. 025%,餵完Al線後用定氧儀測定鋼水氧活度α
為0.0012%。鋼水到達LF爐後開始電加熱，當鋼水溫度加熱到1610°C時停止加熱，然後將鋼包移到RH真空處理裝置進行真空處理。
鋼水到達RH真空處理裝置後開始進行真空處理，真空室壓強達到300Pa且經過5 分鐘後加入17kg鋁丸，此時加入鋁丸後鋁的收得率約為80 %，加鋁丸2分鐘後，加入130kg FeTi40鈦鐵(即含Ti為40%的鐵合金)和15kgFeB23硼鐵(即含B為23%的鐵合金)， 加完鈦鐵和硼鐵後在極限壓強條件下再循環處理5分鐘，取樣測定鋼水的Als為0. 035%, Ti為0. 031%，B為0. 0021%, B的收得率為75%，然後送鋼水到連鑄機進行澆鑄。最後在6機6流方坯連鑄機上澆鑄成360mmX 450mm鑄坯，連鑄時中間包溫度為 1555°C，在連鑄機中包取樣分析鋼水化學組分為0. 27%的C、0. 35 %的Si、0. 81%的Mn、 0. 015 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 12% 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 16 % 的 Cu、0. 0021 % 的 B，以及 0. 031%的Ti和0. 027%的Als (澆鑄過程中Als燒損0. 008% ),其餘為Fe和不可避免的其它雜質。實施例三在公稱容量120噸、實際出鋼量在120 140噸範圍內的轉爐流程上採用本發明技術生產23MnB鋼，生產工藝為120噸轉爐初煉鋼水一120噸LF爐精煉鋼水一120噸RH 真空循環處理鋼水一6機6流方坯連鑄機澆鑄成280mmX 380mm鑄坯。首先在轉爐內加入140噸鐵水，利用轉爐吹氧脫C的功能，將鐵水初煉成鋼水，鋼水成分初煉到0. 10%的C、0. 025%的Ρ、0· 009%的S、0. 01%的Si和0. 05%的Mn時出鋼到鋼包中，此時實際出鋼量為133噸，轉爐冶煉過程中約5%的原料被燒損。出鋼過程中向鋼水中加入電石530kg，電石含CaC275%，並同時加入FeSi、FeMn合金和無煙煤進行Si、Mn 和C元素合金化，其中FeSi合金中Si含量為74%，FeMn合金中Mn含量為82%，無煙煤中固定C為92%，控制鋼水中Si含量為0.25%、Mn含量為1. 01 %、C含量為0. 23%，出完鋼後向鋼包中的鋼水中餵入Al線，控制AlsSO. 020%，餵完Al線後用定氧儀測定鋼水氧活度 α
為 0. 0013%。鋼水到達LF爐後開始電加熱，當鋼水溫度加熱到1600°C時停止加熱，然後將鋼包移到RH真空處理裝置進行真空處理。鋼水到達RH真空處理裝置後開始進行真空處理，真空室壓強達到300Pa且經過 5分鐘後加入33kg鋁丸(此時加入鋁丸後鋁的收得率約為80% )，加鋁丸2分鐘後，加入 250kg FeTi40鈦鐵(即含Ti為40%的鐵合金)和20kgFeB23硼鐵(即含B為23%的鐵合金)，加完鈦鐵和硼鐵後在極限壓強條件下再循環處理8分鐘，取樣測定鋼水的Als為 0.04%，Ti為0.06%，B為0. 0024%，B的收得率為70%，然後送鋼水到連鑄機進行澆鑄。最後在6機6流方坯連鑄機上澆鑄成280mmX 380mm鑄坯，連鑄時中間包溫度為 1530°C，在連鑄機中包取樣分析鋼水化學組分為0. 23%的C、0. 25 %的Si、1.09%的Mn、 0. 025 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 06 % 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 05 % 的 Cu、0. 0022 % 的 B，以及 0. 06%的Ti和0. 033%的Als (澆鑄過程中Als燒損0. 007%),其餘為Fe和不可避免的其它雜質。實施例四在公稱容量120噸、實際出鋼量在120 140噸範圍內的轉爐流程上採用本發明技術生產23MnB鋼，生產工藝為120噸轉爐初煉鋼水一120噸LF爐精煉鋼水一120噸RH 真空循環處理鋼水一6機6流方坯連鑄機澆鑄成360mmX 450mm鑄坯。首先在轉爐內加入120噸鐵水和20噸廢鋼，利用轉爐吹氧脫C的功能，將鐵水和廢鋼初煉成鋼水，鋼水成分初煉到0. 15%的C、0. 015%的P、0. 010%的S、0. 01%的Si和 0. 05%的Mn時出鋼到鋼包中，此時實際出鋼量為133噸，轉爐冶煉過程中約5%的原料被燒損。出鋼過程中向鋼水中加入電石400kg，電石含CaC275%，並同時加入FeSi、FeMn合金和無煙煤進行Si、Mn和C元素合金化，其中加入的FeSi合金中Si含量為74%，FeMn合金中 Mn含量為82%，無煙煤中固定C為92%，控制鋼水中Si含量為0. 35%、Mn含量為0. 80%、 C含量為0. 27%。出完鋼後向鋼包中的鋼水中餵入Al線，控制Als為0. 025%,餵完Al線後用定氧儀測定鋼水氧活度α
為0.0012%。鋼水到達LF爐後開始電加熱，當鋼水溫度加熱到1610°C時停止加熱，然後將鋼包移到RH真空處理裝置進行真空處理。鋼水到達RH真空處理裝置後開始進行真空處理，真空室壓強達到300Pa且經過 5分鐘後加入50kg鋁丸(此時加入鋁丸後鋁的收得率約為80% )，加鋁丸2分鐘後，加入 130kg FeTi40鈦鐵(即含Ti為40%的鐵合金)和15kgFeB23硼鐵(即含B為23%的鐵合金)，加完鈦鐵和硼鐵後在極限壓強條件下再循環處理5分鐘，取樣測定鋼水的Als為 0. 055%，Ti為0. 031 %，B為0. 0021 %，B的收得率為75%，然後送鋼水到連鑄機進行澆鑄。最後在6機6流方坯連鑄機上澆鑄成360mmX 450mm鑄坯，連鑄時中間包溫度為 1555°C，在連鑄機中包取樣分析鋼水化學組分為0. 27%的C、0. 35 %的Si、0. 81%的Mn、 0. 015 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 12% 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 16 % 的 Cu、0. 0021 % 的 B，以及 0. 031%的Ti和0. 05%的Als (澆鑄過程中Als燒損0. 005% ),其餘為Fe和不可避免的其它雜質。對比實施例在公稱容量120噸、實際出鋼量在120 140噸範圍內的轉爐流程上採用本發明技術生產23MnB鋼，生產工藝為120噸轉爐初煉鋼水一120噸LF爐精煉鋼水一120噸RH 真空循環處理鋼水一6機6流方坯連鑄機澆鑄成280mmX 380mm鑄坯。首先在轉爐內加入140噸鐵水，利用轉爐吹氧脫C的功能，將鐵水初煉成鋼水，鋼水成分初煉到0. 10 %的C、0. 025 %的P、0. 009 %的S、0. 01 %的Si和0. 05 %的Mn時出鋼到鋼包中，此時實際出鋼量為133噸、轉爐冶煉過程中約5%的原料被燒損。出鋼過程中向鋼水中加入電石530kg電石含CaC275%，並同時加入FeSi、FeMn合金和無煙煤進行Si、Mn和 C元素合金化，其中FeSi合金中Si含量為74%，FeMn合金中Mn含量為82%，無煙煤中固定C為92 %，控制鋼水中Si含量為0.25%、Mn含量為1. 01 %、C含量為0. 23 %，出完鋼後向鋼包中的鋼水中餵入Al線，控制Als為0. 025%，餵完Al線後用定氧儀測定鋼水氧活度 α [。]為 0. 0012%。鋼水到達LF爐後開始電加熱，當鋼水溫度加熱到1600°C時停止加熱，然後將鋼包移到RH真空處理裝置進行真空處理。鋼水到達RH真空處理裝置後開始進行真空處理，真空室壓強達到300Pa且經過 5分鐘後加入67kg鋁丸(此時加入鋁丸後鋁的收得率約為80% )，加鋁丸2分鐘後，加入 250kg FeTi40鈦鐵(即含Ti為40%的鐵合金)和20kgFeB23硼鐵(即含B為23%的鐵合金)，加完鈦鐵和硼鐵後在極限壓強條件下再循環處理8分鐘，取樣測定鋼水的Als為 0. 065%，Ti為0.06%，B為0. 0024%，B的收得率為70%，然後送鋼水到連鑄機進行澆鑄。最後在6機6流方坯連鑄機上澆鑄成280mmX 380mm鑄坯，連鑄時中間包溫度為1530°C，在連鑄機中包取樣分析鋼水化學組分為0. 23%的C、0. 25 %的Si、1.09%的Mn、 0. 025 % 的 P、0. 009 % 的 S、0. 06 % 的 Cr、0. 06 % 的 Ni、0. 05 % 的 Cu、0. 0022 % 的 B，以及 0. 06%的Ti和0. 055%的Als (澆鑄過程中Als燒損0. 01 % )，其餘為Fe和不可避免的其它雜質。在澆鑄過程中連鑄機發現有鋁二次氧化而導致的連鑄機水口變小現象，連鑄機第 3和第5流拉坯速度不能達到要求的7. Om/min,只能以4. 5 5. Om/min的拉坯速度進行澆鑄(連鑄機第3和第5流拉坯速度只能以設定拉坯速度的70%進行，影響澆鑄)。
上述實施例說明採用本發明技術生產23MnB鋼，整個過程對鋼水氧活度和酸溶鋁含量進行有效控制，出鋼過程不採用鋁進行預脫氧，而採用電石，最終Als控制在0. 02 0. 05 %範圍內，更優選控制在0. 025 0. 035 %範圍內，加入硼鐵後硼的收得率在70 %以上，處於比較高的水平，既保證了硼提高淬透性的作用，又在澆鑄大方坯過程中，避免了連鑄機水口變小的現象，澆鑄順利。
權利要求
1.真空法生產23ΜΠΒ鋼的方法，其特徵在於包括如下步驟a、向轉爐內加入鐵水冶煉；b、鋼水出鋼至鋼包，出鋼時向鋼水中加入電石，電石用量根據轉爐初煉終點碳含量為依據，當轉爐終點碳重量百分比在0. 10%以下時按每噸鋼水3. 5 4. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比大於0. 10%、小於0. 15%時按每噸鋼水2. 5 3. 5kg投入，當轉爐終點碳重量百分比在0. 15%以上時按每噸鋼水1. 5 2. 5kg投入；再加入鋁，使鋼水中酸溶鋁的重量百分比含量在0. 014 0. 019% ；C、鋼包移入LF爐精煉；d、精煉後將鋼包移入RH真空處理裝置進行真空循環處理，處理中向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在0. 025 0. 055%，再加入鈦使鋼水中鈦重量百分比含量在0. 02 0. 06%，加入硼使鋼水中硼重量百分比含量在0. 0005 0. 003% ；e、真空循環處理後進行連鑄。
2.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於步驟d中，向鋼水中加入鋁，使鋼水中酸溶鋁重量百分比含量在0. 035 0. 04%。
3.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於步驟a中向轉爐內加入鐵水的同時還加入廢鋼，廢鋼的重量不能超過鐵水重量的15%。
4.根據權利要求3所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於當鋼水成分初煉到按重量百分比C為0. 05% 0. 15%、P < 0. 030%、且S < 0. 015%時將鋼水出鋼到鋼包中。
5.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於步驟b中加入電石的同時還加入矽鐵使鋼水中矽重量百分比含量在0. 15 0. 35%、加入錳鐵使鋼水中錳重量百分比含量在0. 80% 1. 10%、加入增碳劑使碳重量百分比含量在0. 20 0. 27%。
6.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於步驟c中，鋼水加熱到1590 1610°C時停止加熱，將鋼包移入RH真空處理裝置。
7.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於步驟d真空循環處理時壓強< 300Pa，處理時間10 15分鐘。
8.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於步驟e連鑄時連鑄機中包溫度為1535 士 20°C。
9.根據權利要求1所述的真空法生產23MnB鋼的方法，其特徵在於所述電石含 CaC270% 以上。
全文摘要
本發明公開了一種真空法生產23MnB鋼的方法，屬於鋼鐵冶金領域。本發明所要解決的技術問題是提供一種使大規格連鑄機能夠順利澆鑄的生產23MnB鋼的方法，該方法包括以下步驟a、轉爐冶煉；b、出鋼時向鋼液中加入電石，再加入鋁，使鋼液中酸溶鋁的重量百分比含量在0.014～0.019％；c、LF爐精煉；d、精煉後進行真空循環處理，處理中向鋼液中加入鋁使酸溶鋁含量在0.025～0.055％，再加入鈦使鈦含量在0.02～0.06％，加入硼使硼含量在0.0005～0.003％；e、連鑄。本發明從各個步驟嚴格控制酸溶鋁含量，硼收得率高，23MnB鋼淬透性好，並且避免了大規格連鑄機水口變小。
文檔編號C21C7/00GK102409133SQ20111039737
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者劉昌恆, 劉明, 劉芳, 寄海明, 康斌, 徐華東, 曾耀先, 熊元波, 王代文, 譚深, 鄧通武 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司