專(zhuān)利名稱(chēng)：一種小容量aod爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種添加硼、鈰的方法，特別涉及一種小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，屬于冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于不銹鋼中，加入微量元素硼及稀土元素鈰可細(xì)化鋼的晶粒，減輕樹(shù)枝晶偏析， 凈化和強(qiáng)化晶界，降低易熔硫化物的有害作用，從而改善不銹鋼熱加工性能和延伸性能，并提高不銹鋼的塑性，耐蝕性及高溫下的抗氧化性能，所以在不銹鋼中，特別是對(duì)熱加工塑性相對(duì)較差的不銹鋼中，加入硼、鈰已得到普遍應(yīng)用。由于硼、鈰的化學(xué)性能是極為活潑的，特別是稀土元素鈰幾乎與所有元素都能作用，因此它們的收得率低而且得率不穩(wěn)定，得率的影響因素較多，主要與加入的工藝方法有關(guān)，為了獲得較高且穩(wěn)定的硼、鈰收得率，其加入鋼中的工藝方法，一直是冶金工作者研究的課題。目前，硼、鈰加入的工藝方法，主要有如下幾種公開(kāi)號(hào)為CN1085262A的中國(guó)專(zhuān)禾IJ，公開(kāi)了一種稀土不銹鋼及其冶煉方法，該稀土不銹鋼的加入稀土元素的方法是采用四元稀土渣系進(jìn)行重熔。由于需要采用重熔技術(shù)，而重熔需要一定的設(shè)備和能量，使得該方法需要較高的設(shè)備投入和較高的能量消耗，而且四元稀土本身配方復(fù)雜，配制繁瑣，控制要求高，故不宜大規(guī)模推廣利用。還有較為簡(jiǎn)單的加入方法如下(1)硼、鈰直接加入到爐中。(2)硼、鈰加入到澆注系統(tǒng)中，下注時(shí)從中注管加入，上注時(shí)加在錠模中。(3)出鋼過(guò)程中，盛鋼桶內(nèi)倒入1/3爐容量的鋼水時(shí)，將硼、鈰加入盛鋼桶的鋼水中。(4)出鋼結(jié)束后，向盛鋼桶內(nèi)的鋼水喂絲，鋁箔包裹粉末狀的硼、鈰的包復(fù)線。(5)出鋼結(jié)束后，向盛鋼桶內(nèi)的鋼水插入裝有硼、鈰的專(zhuān)門(mén)器具。上述⑴、⑵、(3)加入硼、鈰的方法，硼、鈰的收得率低且不穩(wěn)定；⑷、(5)加入硼、鈰的方法，硼、鈰的收得率較高且穩(wěn)定，但需裝置喂絲的設(shè)備和制作插入鋼水的專(zhuān)門(mén)器具，成本較高，操作復(fù)雜。本發(fā)明有關(guān)小容量AOD爐冶煉不銹鋼，硼、鈰加入到出鋼流中的方法，操作簡(jiǎn)便，無(wú)須添加設(shè)備，成本低，能夠獲得較高且穩(wěn)定的硼、鈰收得率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理， 無(wú)須添加任何設(shè)備，成本低，操作簡(jiǎn)便，可獲得較高且穩(wěn)定的硼、鈰收得率，并且硼、鈰元素在鋼中的成份分布也較為均勻的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法。本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、 鈰的方法，其特征是:A0D爐容量小于等于10噸，熔煉完成后，出鋼時(shí)，鋼水從爐內(nèi)倒入盛鋼桶，即將含硼元素的硼鐵合金及含鈰元素的金屬鈰投入出鋼流中，出鋼的爐渣堿度為 1.8-3. 8，出鋼溫度控制為1570-1670°C，整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間小于等于1分鐘，出鋼后向盛鋼桶中鋼水吹入氬氣的時(shí)間大于等于1分鐘，吹入氬氣的壓力為0. 1-0. SMpa0作為優(yōu)選，本發(fā)明所述AOD爐容量小于等于5噸。本發(fā)明所述硼元素以硼鐵合金的形式加入，硼元素的加入量為0. 031-0. 062公斤 /噸鋼水。本發(fā)明所述鈰元素以金屬鈰的形式加入，鈰元素的加入量為0. 49-1. 18公斤/噸鋼水。本發(fā)明所述硼鐵合金和金屬鈰的顆粒度均為10_20mm。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述出鋼爐渣堿度控制為3-3. 5。

本發(fā)明所述出鋼爐渣中螢石的加入量為12-18公斤/噸鋼水。本發(fā)明出鋼的爐渣渣量控制為50-70公斤/噸鋼水。作為優(yōu)選，本發(fā)明出鋼溫度控制為1590°C -1640°C。作為優(yōu)選，本發(fā)明整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間小于等于40秒。作為優(yōu)選，本發(fā)明出鋼后，向盛鋼桶內(nèi)鋼水吹入氬氣的時(shí)間為3-5分鐘。作為優(yōu)選，本發(fā)明出鋼后，向盛鋼桶內(nèi)鋼水吹入氬氣的壓力為0. 2-0. 4Mpa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)操作簡(jiǎn)便，無(wú)須添加任何設(shè)備，成本低；(2)硼、鈰元素加入鋼中的收得率較高且穩(wěn)定，鋼錠頭、中、尾平均收得率，硼為 60-70%，鈰為20-30%;(3)硼元素和鈰元素在鋼中的成份分布較為均勻，鋼錠頭、中、尾單位成份最大偏析率硼<12%，鈰<13%。本發(fā)明中所涉及的技術(shù)特征解釋如下(1)鋼水從爐內(nèi)倒出，即將硼、鈰投入出鋼流中的作用搖爐出鋼時(shí)，先倒出鋼水，然后鋼渣混沖兌入盛鋼桶內(nèi)，所以見(jiàn)鋼水從爐內(nèi)倒出，即將含硼元素的硼鐵合金及含鈰元素的金屬鈰用鐵鍬投入出鋼流中，可防止或減少硼、 鈰元素與爐渣接觸造成燒損的機(jī)率，如果過(guò)緩?fù)度肱痂F和金屬鈰，還會(huì)發(fā)生大量硼和鈰元素?zé)龘p在爐渣中而不能進(jìn)入鋼水的可能。(2)控制硼、鈰加入鋼中收得率的目的鋼中硼、鈰含量必須控制在一定范圍，方可提高鋼的加工塑性、抗腐蝕性能及高溫強(qiáng)度，其含量過(guò)小，不起作用，含量過(guò)高，反而惡化鋼的質(zhì)量和性能，所以必須控制硼、鈰加入鋼中的收得率，使其含量保持在較高且穩(wěn)定的水平上。(3)為何要控制硼鐵和金屬鈰的顆粒度硼鐵和金屬鈰的合適的較小顆粒度，可使其順著出鋼流進(jìn)入盛鋼桶后，能迅速熔化在盛鋼桶的鋼水中，從而減少氧化燒損，顆粒度過(guò)大不易迅速熔化進(jìn)入鋼中，顆粒度過(guò)小，甚至呈粉末狀，易造成機(jī)械損耗。(4)爐渣的堿度、流動(dòng)性及渣量對(duì)硼、鈰收得率的影響為減少硼、鈰元素的氧化燒損，要求爐渣有一定的堿度、流動(dòng)性和渣量，這需要加入一定量的和螢石，堿度過(guò)低，爐渣還原性差，堿度過(guò)高，爐渣流動(dòng)性差，這些現(xiàn)象都會(huì)造成硼、鈰元素的氧化燒損，降低硼、鈰加入鋼水中的收得率。另外，適當(dāng)?shù)脑砍嗣摿颉⒀醯男枰?，一定渣層厚度?duì)爐內(nèi)及盛鋼桶中的鋼水保溫及防止鋼水接觸空氣造成氧化燒損是十分有利的。(5)為何要控制出鋼溫度出鋼溫度必須控制在一定范圍內(nèi)，出鋼溫度過(guò)高，會(huì)使硼、鈰元素氧化燒損嚴(yán)重，出鋼溫度過(guò)低會(huì)影響出鋼和澆注。(6)控制整個(gè)出鋼過(guò)程時(shí)間的目的硼易氧化，特別是鈰極易氧化，所以整個(gè)出鋼過(guò)程時(shí)間要求控制在較短的時(shí)間內(nèi)，以減少在出鋼過(guò)程中鋼水暴露在空氣中的時(shí)間，一般要求整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間控制在< 1分鐘，最好控制在40秒之內(nèi)，這樣，較小顆粒度的硼鐵和金屬鈰迅速熔化，進(jìn)入鋼中，并會(huì)很快被一定厚度的渣層與空氣隔開(kāi)，以減少硼、鈰的燒損，獲得穩(wěn)定和較高的收得率，而在大容量AOD爐中，整個(gè)出鋼時(shí)間很難控制在< 1分鐘，所以本發(fā)明只適用于小容量的AOD爐。(7)控制向盛鋼桶吹入氬氣的時(shí)間和吹入氬氣的壓力的原因?yàn)槭古?、鈰在鋼中均勻分布，減少偏析，應(yīng)適當(dāng)控制出鋼后，向盛鋼桶吹入氬氣的時(shí)間及吹入氬氣的壓力。吹氬時(shí)間過(guò)短，攪拌作用不大，吹氬氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鋼水溫降過(guò)大；吹氬氣壓力過(guò)小，攪拌強(qiáng)度達(dá)不到要求，吹氬氣壓力過(guò)大，會(huì)使鋼水翻出渣層，暴露在空氣中造成硼、鈰的氧化燒損。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。AOD爐容量< 10噸，以< 5噸為最佳。熔煉完成后，出鋼時(shí)，見(jiàn)鋼水從爐內(nèi)倒出，即將含硼元素的硼鐵及含鈰元素的金屬鈰投入出鋼流中。硼元素的加入量為0. 031-0. 062% 公斤/噸鋼水，鈰元素的加入量為0. 49-1. 18%公斤/噸鋼水，硼鐵和金屬鈰的顆粒度為 10-20mm。二次造渣的爐渣堿度控制為1. 8-3. 8，以3-3. 5為最佳。二次造渣的螢石加入量為12-18公斤/噸鋼水，二次造渣的渣量控制為50-70公斤/噸鋼水。出鋼溫度為 15700C -1670°C，以1590°C _1640°C為最佳。整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間彡1分鐘，出鋼后，向盛鋼桶吹入氬氣的時(shí)間> 1分鐘，吹入的氬氣的壓力為0. 1-0. 8Mpa，其中，整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間以彡40秒，出鋼后，向盛鋼桶吹入氬氣的時(shí)間以3-5分鐘，吹入的氬氣的壓力以0. 2-0. 4Mpa 為最佳。實(shí)施例所涉及鋼種及其成分如下中級(jí)雙相不銹鋼S32205、S31803，超級(jí)雙相不銹鋼S32750及高性能、超級(jí)奧氏體不銹鋼S31254，該四種鋼種的化學(xué)成分如表1所示
權(quán)利要求
1.一種小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是:A0D爐容量小于等于10 噸，熔煉完成后，出鋼時(shí)，鋼水從爐內(nèi)倒入盛鋼桶，即將含硼元素的硼鐵合金及含鈰元素的金屬鈰投入出鋼流中，出鋼的爐渣堿度為1.8-3. 8，出鋼溫度控制為1570-1670°C，整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間小于等于1分鐘，出鋼后向盛鋼桶中鋼水吹入氬氣的時(shí)間大于等于1分鐘，吹入氬氣的壓力為0. 1-0. 8Mpa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是所述 AOD爐容量小于等于5噸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是所述硼元素以硼鐵合金的形式加入，硼元素的加入量為0. 031-0. 062公斤/噸鋼水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是所述鈰元素以金屬鈰的形式加入，鈰元素的加入量為0. 49-1. 18公斤/噸鋼水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是所述硼鐵合金和金屬鈰的顆粒度均為10-20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是所述出鋼爐渣堿度控制為3-3.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是所述出鋼爐渣中螢石的加入量為12-18公斤/噸鋼水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是出鋼的爐渣渣量控制為50-70公斤/噸鋼水。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是出鋼溫度控制為1590°C -1640°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間小于等于40秒。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是出鋼后，向盛鋼桶內(nèi)鋼水吹入氬氣的時(shí)間為3-5分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法，其特征是出鋼后，向盛鋼桶內(nèi)鋼水吹入氬氣的壓力為0. 2-0. 4Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小容量AOD爐冶煉不銹鋼添加硼、鈰的方法。該方法為AOD爐容量小于等于10噸，熔煉完成后，出鋼時(shí)，鋼水從爐內(nèi)倒入盛鋼桶，即將含硼元素的硼鐵合金及含鈰元素的金屬鈰投入出鋼流中，出鋼的爐渣堿度為1.8-3.8，出鋼溫度控制為1570-1670℃，整個(gè)出鋼過(guò)程的時(shí)間小于等于1分鐘，出鋼后向盛鋼桶中鋼水吹入氬氣的時(shí)間大于等于1分鐘，吹入氬氣的壓力為0.1-0.8MPa。該方法無(wú)須添加任何設(shè)備，成本低，操作簡(jiǎn)便，可獲得較高且穩(wěn)定的硼、鈰收得率，并且硼、鈰元素在鋼中的成份分布也較為均勻。
文檔編號(hào)C21C7/072GK102443683SQ20111040872
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者吳雪祥, 夏亞金, 徐見(jiàn)平, 梁巨華, 沈國(guó)雄, 金惠明 申請(qǐng)人:浙江中達(dá)特鋼股份有限公司