真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法，其包括下述工藝步驟：a、冶煉準(zhǔn)備：使用電熔鎂砂和硅酸鈉打結(jié)坩堝；b、裝爐：將干燥的鋼鐵料裝入坩堝內(nèi)；c、真空加熱：抽真空，加熱至坩堝內(nèi)鋼鐵料熔清；d、脫氧及合金化：使用氧化鐵柱向鋼液供氧，并加入碳粉進行初脫氧；初脫氧結(jié)束后進行底吹氬，使用鋁進行終脫氧；脫氧后向鋼液加入其它合金料；e、澆鋼：加入硼鐵后，迅速澆鋼。本方法徹底避免了冶煉過程中爐襯增硼現(xiàn)象，有效地降低了鋼中氮含量，能精確的控制硼元素，保障有效硼的含量。
【專利說明】真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金行業(yè)領(lǐng)域，尤其是一種真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精 確控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 硼作為鋼鐵的合金元素，不僅可以提高鋼材的淬透性，而且還具有提高鋼材的硬 度，高溫強度，強化晶界等作用。鋼中少量的硼即可取代部分鎳，鑰，鉻等，硼礦資源富有，所 以含硼鋼具有客觀的經(jīng)濟效益，其應(yīng)用前景廣闊。
[0003] 傳統(tǒng)的真空感應(yīng)爐所用坩堝是采用電熔鎂砂為主材料，硼酸作為粘結(jié)劑進行打 結(jié)，燒結(jié)制做而成。在冶煉含硼鋼時，由于硼酸高溫分解污染鋼液，造成鋼液增硼現(xiàn)象；對 此，申請?zhí)?01010557757. 2公開的一種真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼控制硼含量的方法，采用了 減少打結(jié)坩堝時硼酸用量的方法來降低含硼鋼的增硼量，穩(wěn)定硼在鋼中質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進而穩(wěn) 定產(chǎn)品性能。但是該方法并沒有徹底解決含硼鋼在冶煉時的增硼現(xiàn)象。
[0004] 另外，由于硼元素較為活潑，易與鋼中氧、氮結(jié)合，因此在煉鋼過程中需要先進行 脫氧，同時需要利用鈦對氮進行固定，增加、穩(wěn)定有效硼的含量，有效硼的穩(wěn)定性對鋼的淬 透性影響較大。傳統(tǒng)的方法僅是從鈦固定氮的渠道來穩(wěn)定有效硼含量，并不能保障并穩(wěn)定 有效硼的含量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種避免爐襯增硼且可以保障鋼中有效硼含量 的真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括下述工藝步驟： a、 冶煉準(zhǔn)備：使用電熔鎂砂和硅酸鈉打結(jié)坩堝； b、 裝爐：將干燥的鋼鐵料裝入坩堝內(nèi)，合金料加入合金料斗中； c、 真空加熱：抽真空、加熱，至坩堝內(nèi)鋼鐵料熔清； d、 脫氧及合金化：使用氧化鐵柱向鋼液供氧180?240ppm，使用碳粉進行初脫氧；初脫 氧結(jié)束后進行底吹氬，使用鋁進行終脫氧；加入所需合金料，然后加入鈦鐵，用于固氮，最后 加入硼鐵； e、 澆鋼：上述加入硼鐵后，迅速澆鋼。
[0007] 本方法徹底避免了冶煉過程中爐襯增硼現(xiàn)象，通過碳脫氧生產(chǎn)的CO氣泡和底吹 氬等手段可以有效降低鋼中氮含量，能精確的控制硼元素，保障有效硼的含量。
[0008] 本發(fā)明所述步驟d中，初脫氧時，保持爐內(nèi)壓力< lOOOPa，保持時間為5?8min。 所述步驟d中，底吹氬的流量為4?5L/min。所述步驟d中，Al進行終脫氧后酸溶鋁 0? 025 ?0? 045wt%，Ti 含量為 0? 015 ?0? 025wt%。
[0009] 本發(fā)明所述步驟e中，加入硼鐵2?4min后，迅速澆鋼。
[0010] 本發(fā)明所述步驟a中，硅酸鈉的加入量為電熔鎂砂的I. 1?I. 5wt%。
[0011] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明使用電熔鎂砂和硅酸鈉制做坩 堝，由于耐材中沒有含有硼元素，因此徹底避免了冶煉過程中爐襯增硼現(xiàn)象。本發(fā)明采用碳 脫氧(初脫氧）的方式和底吹氬手段，通過低真空下的碳脫氧產(chǎn)物一氧化碳及底吹氬來攪拌 鋼液，給脫氮提供動力學(xué)條件，有效地降低了鋼中氮含量。本發(fā)明采用鈦來固定殘余氮，從 而能保障有效硼的含量。本發(fā)明可控制氮含量在26?34ppm，氧含量小于14ppm，硼的收得 率穩(wěn)定在90%?92%，氮的精確控制使得有效硼的含量得以保障。

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0013] 本真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法包括以下幾個步驟： a、冶煉準(zhǔn)備：使用電熔鎂砂和硅酸鈉制作坩堝，并使用工業(yè)純鐵燒結(jié)爐襯，硅酸鈉的加 入量為電熔鎂砂的I. 1?I. 5wt% ;經(jīng)打結(jié)、燒結(jié)、洗爐等步驟制做坩堝。
[0014] b、裝爐：將干燥的鋼鐵料裝入坩堝內(nèi)，合金料加入合金料斗中。
[0015] c、真空加熱：抽真空至爐內(nèi)壓力< 20Pa，開始加熱，直至坩堝內(nèi)鋼鐵料熔清。
[0016] d、脫氧及合金化：抽真空至爐內(nèi)壓力< 5Pa，并保持10?12min ;之后加入氧化鐵 棒和碳粉，氧化鐵柱向鋼液供氧180?240 ppm ;在爐內(nèi)壓力< IOOOPa條件下進行碳脫氧 (初脫氧)5?8min，鈦含量控制在0. 015?0. 025wt% ;初脫氧結(jié)束后用Al進行終脫氧，之后 加入不易揮發(fā)的合金；初脫氧結(jié)束后同時進行底吹氬，并保持爐內(nèi)壓力< 1000 Pa,時間維 持5?Smin ;關(guān)閉真空泵，當(dāng)爐內(nèi)壓力> 3000Pa后，加入易揮發(fā)元素的合金，加入少量鈦鐵 用于固氮；上述氧化鐵棒可自制，以轉(zhuǎn)爐除塵灰為原料，經(jīng)成型、燒結(jié)等制作而成，氧化鐵含 量在74?77wt% ;A1進行終脫氧后酸溶鋁0. 025?0. 045wt%，Ti含量為0. 015?0. 025wt%， 底吹氦流量為：4?5L/min。
[0017] e、澆鋼：測溫取樣后對部分合金進行調(diào)整，最后加入硼鐵；加入硼鐵2?4min后， 迅速澆鋼。
[0018] 實施例1 :本真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法的具體步驟如下所 述。
[0019] 1、設(shè)備與產(chǎn)品：50kg真空感應(yīng)爐，冶煉含硼高強試驗鋼，成分要求如表1所示： 表1 :含硼試驗鋼的成分

【權(quán)利要求】
1. 一種真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法，其特征在于，其包括下述工 藝步驟： a、 冶煉準(zhǔn)備：使用電熔鎂砂和硅酸鈉打結(jié)坩堝； b、 裝爐：將干燥的鋼鐵料裝入坩堝內(nèi)； c、 真空加熱：抽真空、加熱至坩堝內(nèi)鋼鐵料熔清； d、 脫氧及合金化：使用氧化鐵柱向鋼液供氧180?240ppm，使用碳粉進行初脫氧；初 脫氧結(jié)束后進行底吹氬，使用鋁進行終脫氧；加入所需合金料，然后加入鈦鐵，最后加入硼 鐵； e、 澆鋼：上述加入硼鐵后，迅速澆鋼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法，其特征在 于：所述步驟d中，初脫氧時，保持爐內(nèi)壓力< lOOOPa，保持時間為5?8min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法，其特征在 于：所述步驟d中，底吹氦的流量為4?5L/min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法，其特 征在于：所述步驟d中，A1進行終脫氧后酸溶鋁0. 025?0. 045wt%，Ti含量為0. 015? 0. 025wt%〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方法，其特征在 于：所述步驟e中，加入硼鐵2?4min后，迅速澆鋼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 一 5任意一項所述的真空感應(yīng)爐冶煉含硼鋼時硼含量的精確控制方 法，其特征在于：所述步驟a中，硅酸鈉的加入量為電熔鎂砂的1. 1?1. 5wt%。
【文檔編號】C22C33/04GK104451030SQ201410722212
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】李 杰, 李雙江, 張飛, 董廷亮, 高宇 申請人:河北鋼鐵股份有限公司