一種鋸片基體用鋼中氮的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工具鋼的冶煉中雜質(zhì)的控制方法，具體地屬于一種鋸片基體用鋼中氮的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋸片基體用鋼對(duì)鋼中的氮控制有較高要求，當(dāng)鋼中的氮含量較高，尤其其含量大于80PPm時(shí)，更易造成產(chǎn)品開裂。因此，在該產(chǎn)品的交貨標(biāo)準(zhǔn)中要求鋼中的N ( 80ppm。但是，因鋸片基體用鋼中的合金量較大、碳較高，使鋼中的N很難控制在SOPPm以下，常為大于80ppm，甚至最高達(dá)到100 ppm。導(dǎo)致產(chǎn)品合格率低，鋸片使用周期短，生產(chǎn)成本高等不足。
[0003]就目前來(lái)講，鋸片基體用鋼中氮的控制已經(jīng)成了冶煉鋸片基體用鋼的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0004]目前國(guó)內(nèi)鋸片基體用鋼在氮控制方面，尚沒有明確的控制要求，有些廠礦在生產(chǎn)中高碳合金鋼時(shí)，為了控制N含量，一般采用進(jìn)真空爐處理的工藝路線，其方式存在能源消耗高，耐材成本高，且N含量仍在60PPm以上。
[0005]而本發(fā)明，則采用進(jìn)LF爐的最常規(guī)工藝，通過(guò)控制加鋁時(shí)機(jī)和加入量，就可以達(dá)到進(jìn)真空爐處理工藝效果，工藝線路簡(jiǎn)單，可降低耐材成本1.2kg/t鋼，蒸汽和水消耗15kg/t。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鋼中的N含量高，即在80PPm以上，而造成廢品率高，產(chǎn)品使用周期短等不足，提供一種能使鋼水中N的含量在55PPm以下，提高產(chǎn)品合格率及滿足用戶要求的鋸片基體用鋼中氮的控制方法。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述目的的措施:
一種鋸片基體用鋼中氮的控制方法，其步驟:
1)鐵水進(jìn)行脫硫及扒渣，控制脫硫后鐵水中S的重量百分比含量在彡0.005%，扒渣后的鐵水裸露面不低于95% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，并控制終點(diǎn)C的重量百分比含量不低于0.05%，并常規(guī)全程吹氬；
3)當(dāng)出鋼到鋼水總量的1/4時(shí)，按照18-22kg/噸鋼加入含C為6~7%的錳鐵，按照2.8-3.2 kg/噸鋼加入硅鐵，按照2.3-2.7 kg/噸鋼加入含C為8~10%的鉻鐵，按照3.6-4.0kg/噸鋼加入碳粉；并攪拌至出鋼結(jié)束；
4)進(jìn)入氬站進(jìn)行處理，并控制氬氣流量在500~700升/分鐘，吹氬時(shí)間為3~5分鐘，各元素達(dá)到不低于目標(biāo)值的80% ;
5)進(jìn)行LF爐精煉:并按照2.0-3.5 kg/噸鋼加入熟石灰，按照0.7-0.8 kg/噸鋼加入精煉澄，按照0.2-0.4 kg/噸鋼加入電石進(jìn)行造渣，攪拌3~5分鐘；加熱時(shí)間不超過(guò)6分鐘，其中加熱化渣溫度在1590~1610°C;加熱結(jié)束后按照2.2-2.6 kg/噸鋼加入釩鐵；上述原料需在進(jìn)入LF爐后的30分鐘內(nèi)全部加完；
6)在LF爐進(jìn)行攪拌脫硫，氬氣流量在300~500升/分鐘，時(shí)間控制在5分鐘以內(nèi)，在鋼水中加入鋁線或鋁丸，其加入量以使鋼水中鋁的重量百分比含量達(dá)到0.015~0.045%為準(zhǔn)；加鋁結(jié)束后，將氬氣流量控制在50~100升/分鐘；并控制渣的堿度在6~9，N的含量小于 55PPm ；
7)在氬氣保護(hù)下進(jìn)行澆鑄。
[0008]本發(fā)明之所以不在出鋼的合金化中加鋁或鋁鐵合金，因?yàn)榈卦阡撝腥芙舛群艽?，過(guò)早用鋁深脫氧，使空氣中的氮元素容易與鋼中鋁發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)[A1N]溶解在鋼水中，很難再排除。
[0009]本發(fā)明之所以在脫硫過(guò)程中加入鋁線或鋁丸，并控制其鋁含量在0.015-0.045%，這個(gè)鋁含量可以有效確保鋼中氧含量在合理范圍，保證后續(xù)鋼卷質(zhì)量。同時(shí)，可以限制氮元素在鋼中的固熔含量。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，打破了傳統(tǒng)的定式思維，改變了在合金化過(guò)程中的合金加入順序及流程，即在前期轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中不用Al-Fe、Al合金化脫氧，改為在LF爐后期加鋁方式，并盡量減少鋁丸、鋁線、鋁鈣線的使用量，其用量比在轉(zhuǎn)爐出鋼的合金化中的用量能減少15%左右，不僅滿足了要求，且降低了生產(chǎn)成本，更主要是鋼中的氮含量小于50ppm。本發(fā)明同樣適用于鈦合金，即將鋁合金轉(zhuǎn)換成鈦合金即可。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述:
實(shí)施例1
本實(shí)施例冶煉的鋸片基體鋼化學(xué)成分及重量百分比含量為:C 0.5238% Si 0.2033%Mn 1.488% P 彡 0.02% S ^ 0.01% N 彡 0.01% Als 0.025% Gr 0.23% V 0.106%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0012]其鋸片基體用鋼中氮的控制步驟:
1)鐵水進(jìn)行脫硫及扒渣，脫硫后鐵水中S的重量百分比含量在0.0048%，扒渣后的鐵水裸露面在95.2% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)C的重量百分比含量在0.051%，，并常規(guī)全程吹氬；
3)當(dāng)出鋼到鋼水總量的1/4時(shí)，按照19.5kg/噸鋼加入含C為6%的錳鐵，按照3.1 kg/噸鋼加入硅鐵，按照2.5 kg/噸鋼加入含C為9.1%的鉻鐵，按照3.78 kg/噸鋼加入碳粉；并攪拌至出鋼結(jié)束；
4)進(jìn)入氬站進(jìn)行處理，并控制氬氣流量在500升/分鐘，吹氬時(shí)間為3.5分鐘，各元素達(dá)到了目標(biāo)值的80%以上；
5)進(jìn)行LF爐精煉:并按照3.0 kg/噸鋼加入熟石灰，按照0.7kg/噸鋼加入精煉渣，按照0.22kg/噸鋼加入電石進(jìn)行造渣，攪拌3分鐘；加熱時(shí)間為6分鐘，其中加熱化渣溫度為15920C ;加熱結(jié)束后按照2.4 kg/噸鋼加入釩鐵；上述原料在進(jìn)入LF爐后的29分鐘內(nèi)已全部加完；
6)在LF爐進(jìn)行攪拌脫硫，氬氣流量在425升/分鐘，時(shí)間控制在4分鐘，在鋼水中加入鋁線或鋁丸，其加入量以使鋼水中鋁的重量百分比含量達(dá)到0.025%，加鋁結(jié)束后，將氬氣流量控制在80升/分鐘；并控制渣的堿度在6.8，N的含量49PPm;；
7)在氬氣保護(hù)下進(jìn)行澆鑄。
[0013]經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該鋸片鋼按照原來(lái)工藝，需要加入的鋁鐵為250 Kg，采用本發(fā)明后，實(shí)際僅用了 100 Kg，比原來(lái)少用150 Kg;經(jīng)試用，所制備的鋸片未產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。
[0014]實(shí)施例2
本實(shí)施例冶煉的鋸片基體鋼化學(xué)成分及重量百分比含量為:C 0.531% Si 0.202%Mn 1.498% P 彡 0.02% S ^ 0.01% N 彡 0.01% Als 0.018% Gr 0.23% V 0.11 %，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0015]其鋸片基體用鋼中氮的控制步驟:
1)鐵水進(jìn)行脫硫及扒渣，脫硫后鐵水中S的重量百分比含量在0.0049%，扒渣后的鐵水裸露面在95.2% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)C的重量百分比含量在0.055%，，并常規(guī)全程吹氬；
3)當(dāng)出鋼到鋼水總量的1/4時(shí)，按照20.7 kg/噸鋼加入含C為6%的錳鐵，按照2.95kg/噸鋼加入硅鐵，按照2.61 kg/噸鋼加入含C為9.1%的鉻鐵，按照3.65kg/噸鋼加入碳粉；并攪拌至出鋼結(jié)束；
4)進(jìn)入氬站進(jìn)行處理，并控制氬氣流量在520升/分鐘，吹氬時(shí)間為4分鐘，各元素達(dá)到了目標(biāo)值的80%以上；
5)進(jìn)行LF爐精煉:并按照.2.7 kg/噸鋼加入熟石灰，按照0.73kg/噸鋼加入精煉渣，按照0.32kg/噸鋼加入電石進(jìn)行造渣，攪拌3.5分鐘；加熱時(shí)間為5分鐘，其中加熱化渣溫度為1598°C ;加熱結(jié)束后按照2.4 kg/噸鋼加入釩鐵；上述原料在進(jìn)入LF爐后的27分鐘內(nèi)已全部加完；
6)在LF爐進(jìn)行攪拌脫硫，氬氣流量在315升/分鐘，時(shí)間控制在5分鐘，在鋼水中加入鋁線或鋁丸，其加入量以使鋼水中鋁的重量百分比含量達(dá)到0.018%為準(zhǔn)；加鋁結(jié)束后，將氬氣流量控制在78升/分鐘；并控制渣的堿度在6.8，N的含量47PPm;；
7)在氬氣保護(hù)下進(jìn)行澆鑄。
[0016]經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該鋸片鋼按照原來(lái)工藝，需要加入的鋁鐵為237Kg，采用本發(fā)明后，實(shí)際僅用了 98Kg，比原來(lái)少用139Kg ;經(jīng)試用，制備的鋸片未產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。
[0017]實(shí)施例3
本實(shí)施例冶煉的鋸片基體鋼化學(xué)成分及重量百分比含量為:C 0.527% Si 0.193%Mn 1.502% P 彡 0.02% S ^ 0.01% N 彡 0.01% Als 0.0232% Gr 0.22% V 0.12%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0018]其鋸片基體用鋼中氮的控制步驟:
1)鐵水進(jìn)行脫硫及扒渣，脫硫后鐵水中S的重量百分比含量在0.0037%，扒渣后的鐵水裸露面在95.2% ；
2)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)C的重量百分比含量在0.057%，，并常規(guī)全程吹氬；
3)當(dāng)出鋼到鋼水總量的1/4時(shí)，按照21.3kg/噸鋼加入含C為6%的錳鐵，按照2.9kg/噸鋼加入硅鐵，按照2.52 kg/噸鋼加入含C為9.1%的鉻鐵，按照3.7kg/噸鋼加入碳粉；并攪拌至出鋼結(jié)束；
4)進(jìn)入氬站進(jìn)行處理，并控制氬氣流量在605升/分鐘，吹氬時(shí)間為4分鐘，各元素達(dá)到了目標(biāo)值的80%以上；
5)進(jìn)行LF爐精煉:并按照3.5kg/噸鋼加入熟石灰，按照0.78kg/噸鋼加入精煉渣，按照0.33kg/噸鋼加入電石進(jìn)行造渣，攪拌4分鐘；加熱時(shí)間為5分鐘，其中加熱化渣溫度為16000C ;加熱結(jié)束后按照2.3 kg/噸鋼加入釩鐵；上述原料在進(jìn)入LF爐后的29分鐘內(nèi)已全部加完；
6)在LF爐進(jìn)行攪拌脫硫，氬氣流量在430升/分鐘，時(shí)間控制在6分鐘，在鋼水中加入鋁線或鋁丸，其加入量以使鋼水中鋁的重量百分比含量達(dá)到0.0232%，加鋁結(jié)束后，將氬氣流量控制在81升/分鐘；并控制渣的堿度在7，N的含量47PPm;；
7)在氬氣保護(hù)下進(jìn)行澆鑄。
[0019]經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該鋸片鋼按照原來(lái)工藝，需要加入的鋁鐵為246Kg，采用本發(fā)明后，實(shí)際僅用了 91Kg，比原來(lái)少用155Kg ;經(jīng)試用，制備的鋸片未產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。
[0020]實(shí)施例4
本實(shí)施例冶煉的鋸片基體鋼化學(xué)成分及重量百分比含量為:C 0.5200% Si 0.21%Mn 1.49% P 彡 0.02% S ^ 0.01% N 彡 0.01% Als 0.026