一種控制重軌鋼純凈度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制重軌鋼純凈度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼軌是鐵路軌道的主要組成部件，在鐵路運(yùn)輸過程中，對(duì)機(jī)車提供有效支撐及引導(dǎo)，需承受來自車輪的巨大垂向壓力?；谖覈A(chǔ)建設(shè)發(fā)展需求，鐵路運(yùn)輸正以迅猛的速度發(fā)展，并不斷趨于高速化、重載化。這無疑對(duì)鋼軌質(zhì)量提出了更加嚴(yán)苛的要求。鋼軌在與車輪接觸的時(shí)候，承受著機(jī)車回環(huán)往復(fù)且多變的載荷，其純凈度對(duì)于鋼軌疲勞壽命有著重要影響。
[0003]由于鋼中夾雜物對(duì)鋼材基體組織連續(xù)性的阻礙作用，使得鋼材在軋制加工、熱處理以及使用過程中與夾雜物發(fā)生分離，導(dǎo)致縫隙產(chǎn)生，對(duì)鋼材力學(xué)性能、抗腐蝕性等指標(biāo)產(chǎn)生消極影響。特別地，對(duì)于鋼軌的生產(chǎn)，其大變形量軋制、復(fù)雜的熱處理工藝、特殊的受力條件及氣候環(huán)境等一系列影響因素對(duì)鋼軌夾雜的評(píng)級(jí)不利，更為直接地對(duì)服務(wù)壽命產(chǎn)生了不良影響。而針對(duì)重軌鋼中點(diǎn)狀?yuàn)A雜的控制，一直是冶金工作者研宄的對(duì)象。
[0004]專利號(hào)為CN102732667A的專利公開了一種重軌鋼精煉快速脫硫的方法，該方法使重軌鋼在LF爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速降低了 MnS夾雜物，但是該專利沒有考慮其他夾雜物。專利號(hào)為CN104313245A的專利公開了一種重軌鋼精煉快速脫硫的方法，該方法使重軌鋼在LF爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速脫硫的同時(shí)，降低了重軌鋼A類夾雜物的級(jí)別，但是該專利脫硫效率較低，僅僅對(duì)A類夾雜物作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005][要解決的技術(shù)問題]
[0006]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種控制重軌鋼純凈度的方法。該方法制備的鋼中硫含量滿足小于或等于0.006%，鋼材夾雜物評(píng)級(jí)均小< 2.0 ;并且該方法在控制S含量的同時(shí)，還控制其他種類的夾雜物，適用于生產(chǎn)高品質(zhì)鋼軌鋼。
[0007][技術(shù)方案]
[0008]為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供了一種控制重軌鋼純凈度的方法，該方法流程為:轉(zhuǎn)爐冶煉一LF爐精煉一RH真空處理一連鑄。本發(fā)明采用在轉(zhuǎn)爐過程中使用活性石灰，在精煉過程中使用活性石灰、碳化硅及其石英砂造渣的精煉方法，控制制備得到的重軌鋼連鑄坯硫含量(0.006%，并且重軌鋼上夾雜物各項(xiàng)評(píng)級(jí)均< 2.0級(jí)。
[0010]一種控制重軌鋼純凈度的方法，它包括以下步驟:
[0011]A，轉(zhuǎn)爐冶煉
[0012]首先，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入S的質(zhì)量含量< 0.02%的鐵水，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉；轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，在鋼液出鋼過程中加入硅鈣鋇合金進(jìn)行脫氧，同時(shí)加入活性石灰；出鋼結(jié)束后，向鋼包渣面均勻覆蓋一層碳化鈣；然后進(jìn)行鋼包底吹氬氣至少5min，所述吹氬氣的流量控制在50 ?80NL/min ；
[0013]B，LF 爐精煉
[0014]完成步驟A的處理后，將鋼包中的鋼液送往LF爐進(jìn)行精煉；鋼液進(jìn)站后立即底吹氬氣，所述吹氬氣的流量控制在150?200NL/min，當(dāng)?shù)状禋鍤??3min后，依次向鋼包內(nèi)加入活性石灰、碳化鈣、碳化硅進(jìn)行精煉；精煉1min后，調(diào)整吹氬氣的流量為100?200NL/min，然后加入碳化鈣繼續(xù)精煉；再精煉1min后，調(diào)整吹氬氣流量為100?150NL/min，然后依次加入石英砂、碳化硅繼續(xù)精煉，當(dāng)鋼液溫度加熱到1570?1600°C時(shí)，調(diào)整吹氬氣的流量為50?80NL/min，在此流量下底吹氬氣6?lOmin，鋼液出站；
[0015]C，RH真空處理
[0016]步驟B處理的鋼液進(jìn)站后，對(duì)鋼液進(jìn)行真空處理；在真空處理的整個(gè)過程中，控制氣體流量為1200?1500NL/min，真空度小于300Pa ;當(dāng)真空處理15?18min后，保持真空度，然后加入合金進(jìn)行合金化處理；合金化后，循環(huán)處理5min以上，待成分均勻，破真空；然后調(diào)整吹氬氣流量為50?80NL/min的條件下進(jìn)行底吹氬氣5min以上，鋼液出站；
[0017]D，連鑄
[0018]對(duì)步驟C處理的鋼液進(jìn)行連鑄軋制，生產(chǎn)重軌鋼。
[0019]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中所述硅鈣鋇合金的加入量為每噸鋼液加入2.5?3.5kg ;所述活性石灰的加入量為每噸鋼液加入3?5kg ;所述碳化鈣的加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kgο
[0020]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A和步驟B中，所述碳化鈣是Ca2C質(zhì)量含量大于98%的碳化鈣。
[0021]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟B中，所述活性石灰的加入量為每噸鋼液加入2?3kg ;所述碳化鈣的第一次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg、第二次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg ;所述碳化硅的第一次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg、第二次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg ;所述石英砂的加入量為每噸鋼液加入0.5?1kg。
[0022]下面將詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0023]一種控制重軌鋼純凈度的方法，它包括以下步驟:
[0024]A，轉(zhuǎn)爐冶煉
[0025]首先，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入S的質(zhì)量含量< 0.02%的鐵水，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉；轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，在鋼液出鋼過程中加入硅鈣鋇合金進(jìn)行脫氧，同時(shí)加入活性石灰；出鋼結(jié)束后，向鋼包渣面均勻覆蓋一層碳化鈣；然后進(jìn)行鋼包底吹氬氣至少5min，所述吹氬氣的流量控制在50 ?80NL/min ；
[0026]在步驟A中，使用硫含量< 0.02%的鐵水，是為了控制鋼液中的硫含量，保證原料從一開始的硫含量就較低，如此控制原料堿度在3?4左右，進(jìn)一步的，本發(fā)明的脫硫效率高且穩(wěn)定，而且對(duì)與鋼液各類夾雜物都可以起到明顯的改善作用，而不僅僅是對(duì)A類夾雜物。另外，在轉(zhuǎn)爐過程中使用活性石灰是因?yàn)榛钚允揖Я＜?xì)小，活性度高，具有成渣速度快，去硫、磷效果好等冶金特性。本步驟使用較低硫含量的鐵水，并且再加入活性石灰進(jìn)行成渣去硫，這有利于后期的去雜的過程。本發(fā)明采用現(xiàn)有的硅鈣鋇合金脫氧劑脫氧，其是一種無鋁脫氧工藝，可進(jìn)一步控制重軌鋼中的夾雜物。
[0027]B，LF 爐精煉
[0028]完成步驟A的處理后，將鋼包中的鋼液送往LF爐進(jìn)行精煉；鋼液進(jìn)站后立即底吹氬氣，所述吹氬氣的流量控制在150?200NL/min，當(dāng)?shù)状禋鍤??3min后，依次向鋼包內(nèi)加入活性石灰、碳化鈣、碳化硅進(jìn)行精煉；精煉1min后，調(diào)整吹氬氣的流量為100?200NL/min，然后加入碳化鈣繼續(xù)精煉；再精煉1min后，調(diào)整吹氬氣流量為100?150NL/min，然后依次加入石英砂、碳化硅繼續(xù)精煉，當(dāng)鋼液溫度加熱到1570?1600°C時(shí)，調(diào)整吹氬氣的流量為50?80NL/min，在此流量下底吹氬氣6?lOmin，鋼液出站；
[0029]在步驟B中，本發(fā)明指出，后期必須使用碳化硅、石英砂等降低鋼包渣堿度的渣料，將堿度控制在1.5?2.0的范圍內(nèi)，控制MnS夾雜物的同時(shí)，還控制了其他種類的夾雜物。
[0030]本發(fā)明進(jìn)行分批次的添加活性石灰、碳化鈣、碳化硅、石英砂，是為了層層去雜，不過階段下去雜的種類不同，保證各種類型的夾雜物都得到有效的控制，如此去除夾雜物的效果更加好。
[0031]C，RH真空處理
[0032]步驟B處理的鋼液進(jìn)站后，對(duì)鋼液進(jìn)行真空處理；在真空處理的整個(gè)過程中，控制氣體流量為1200?1500NL/min，真空度小于300Pa ;當(dāng)真空處理15?18min后，保持真空度，然后加入合金進(jìn)行合金化處理；合金化后，循環(huán)處理5min以上，待成分均勻，破真空；然后調(diào)整吹氬氣流量為50?80NL/min的條件下進(jìn)行底吹氬氣5min以上，鋼液出站；
[0033]D，連鑄
[0034]對(duì)步驟C處理的鋼液進(jìn)行連鑄軋制，生產(chǎn)重軌鋼。
[0035]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中所述硅鈣鋇合金的加入量為每噸鋼液加入2.5?3.5kg ;所述活性石灰的加入量為每噸鋼液加入3?5kg ;所述碳化鈣的加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kgο
[0036]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A和步驟B中，所述碳化鈣是Ca2C質(zhì)量含量大于98%的碳化鈣。對(duì)于碳化鈣的純度的要求是為了更好的控制夾雜物。
[0037]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟B中，所述活性石灰的加入量為每噸鋼液加入2?3kg ;所述碳化鈣的第一次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg、第二次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg ;所述碳化硅的第一次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg、第二次加入量為每噸鋼液加入0.2?0.4kg ;所述石英砂的加入量為每噸鋼液加入0.5?1kg。
[0038]通過對(duì)采用本發(fā)明提供的方法制得的重軌鋼進(jìn)行檢測(cè)，采用該工藝生產(chǎn)的鋼軌硫含量彡0.006%，夾雜物各項(xiàng)評(píng)級(jí)均小于或等于2.0級(jí)，T[0]均彡15X10'
[0039]在本發(fā)明中，對(duì)活性石灰、碳化鈣、碳化硅、石英砂的加入量的多少，決定了夾雜物的去除量的多少，合適的加入量能盡可能的去除較多的夾雜物，獲得較高純凈度的重軌鋼。
[0040][有益效果]
[0041]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果:
[0042]本發(fā)明采用相對(duì)較高的堿度，脫硫效率高且穩(wěn)定，并且對(duì)于鋼液各類夾雜物都起到了明顯的改善作用。
[0043]采用本發(fā)明所述方法可以將鋼液S含量降低到< 0.006%、并且保證鋼材夾雜物評(píng)級(jí)均< 2.0級(jí)。并且本發(fā)明的方法適用于生產(chǎn)高品質(zhì)鋼軌鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說明。
[0045]實(shí)施例1:
[0046]A，轉(zhuǎn)爐冶煉
[0047]入轉(zhuǎn)爐的鐵水為S含量為0.016%，轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，開始出鋼，出鋼過程向鋼包內(nèi)加入硅鈣鋇合金進(jìn)行脫氧，加入量為每噸鋼液加入2.5kg硅鈣鋇，硅鈣鋇加入完成后隨即加入鋼種所需其他合金，同時(shí)，向鋼包內(nèi)加入活性石灰為每噸鋼液加入5kg。出鋼結(jié)束后，向鋼包渣面均勻加入碳化鈣為每噸鋼液加入0.2kg