本發(fā)明涉及一種鋼冶煉過(guò)程中增碳的方法，具體是涉及一種高品質(zhì)高碳鋼增碳的方法，屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高碳鋼主要用于制造工具、刃具、鋸片、彈簧、齒輪等特殊鋼，這類鋼需要有良好的強(qiáng)度、韌性、硬度、耐磨性、疲勞性和回火穩(wěn)定性。碳是提高鋼材強(qiáng)度和硬度的主要元素，碳含量的波動(dòng)會(huì)對(duì)產(chǎn)品的強(qiáng)度和硬度造成較大影響。另外，鋼水潔凈度(P、S、O及夾雜物等)對(duì)高碳鋼的加工和使用性能也有著重要影響。為提高碳控穩(wěn)定性，提高鋼水潔凈度，一般在轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)加入脫氧劑進(jìn)行脫氧和合金化，當(dāng)鋼中[O]脫至一定范圍后，再加入大量增碳劑增碳，LF爐再進(jìn)行脫氧、造渣和合金化，對(duì)碳成分進(jìn)行微調(diào)，并去除鋼中夾雜。該方法采用脫氧后增碳，會(huì)導(dǎo)致大量脫氧產(chǎn)物殘留鋼中，對(duì)鋼水潔凈度有影響，同時(shí)，出鋼后期大量加入增碳劑會(huì)使增碳劑熔化不好，導(dǎo)致碳成分不均，影響精煉增碳，造成碳成分波動(dòng)較大。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910211433.0的中國(guó)專利公布了一種鋼水脫氧增碳方法和煉鋼方法，該方法在出鋼時(shí)先向鋼包中加入增碳劑，然后加入脫氧劑，先加入的增碳劑一方面調(diào)整鋼中碳含量，另一方面利用氧化產(chǎn)生的CO氣體對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌，促進(jìn)脫氧合金化，脫氧增碳后得到的鋼水進(jìn)行爐外精煉。該方法雖能減少夾雜物的生成，但出鋼初期加入大量增碳劑會(huì)產(chǎn)生大量CO氣泡，使鋼液面急劇“沸騰”，嚴(yán)重時(shí)造成噴濺。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010556238.4的中國(guó)專利公布了一種中高碳鋼的冶煉生產(chǎn)工藝方法，在整個(gè)出鋼依次加入硅鋁鈣合金，低熔點(diǎn)合成渣和合金化合金，在整個(gè)出鋼時(shí)間的2/3時(shí)所有合金加完；出鋼結(jié)束后鋼水吹A(chǔ)r，然后進(jìn)行澆鑄。該方法不采用LF精煉，主要解決煉鋼快節(jié)奏生產(chǎn)中精煉處理能力不足問(wèn)題。采用該方法可生產(chǎn)普通高碳鋼，對(duì)鋼水潔凈度要求較高的高碳鋼并不合適。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要提供一種生產(chǎn)高品質(zhì)高碳鋼的增碳方法，以解決目前高碳鋼碳成分不夠穩(wěn)定和鋼水潔凈度偏低的問(wèn)題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種高碳鋼增碳方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)在轉(zhuǎn)爐高碳鋼出鋼時(shí)，先添加少量增碳劑脫氧增碳，再進(jìn)行合金化，然后再添加大量增碳劑增碳，具體是：
(1-1)出鋼1/4時(shí)，添加≤2.5kg/t鋼的增碳劑進(jìn)行脫氧增碳；
(1-2)出鋼1/3時(shí)，根據(jù)鋼水成分添加合金進(jìn)行合金化，出鋼1/2時(shí)添加大量增碳劑增碳，并添加1.5-4.0kg/t鋼的石灰和0.5-1.2kg/t鋼的精煉渣，出鋼至2/3時(shí)，所有合金添加完；
(1-3)轉(zhuǎn)爐出鋼增碳量達(dá)到目標(biāo)值85％以上；
(2)鋼包到氬站吹氬攪拌3-5min，吹氬強(qiáng)度為0.15-0.75Nm3/(h·t)；
(3)LF到站加鋁脫氧，并根據(jù)前工序成分喂入碳線進(jìn)行增碳，增碳量為0.1-0.8Kg/t鋼；
(4)增碳結(jié)束后采用大氬氣量攪拌，吹氬強(qiáng)度為0.15-0.75Nm3/(h·t)，并加熱造渣；
(5)對(duì)鋼水進(jìn)行合金化，并根據(jù)目標(biāo)值喂入適量碳線增碳；
(6)調(diào)碳結(jié)束后，軟吹氬8min以上，吹氬強(qiáng)度為0.03-0.06Nm3/(h·t)，確保成分均勻。
本發(fā)明中，出鋼添加少量增碳劑，一方面降低鋼中自由氧，減少脫氧產(chǎn)物生成，另一方面進(jìn)行增碳，減少后期增碳量，促進(jìn)增碳劑熔化。出鋼后期加石灰和精煉渣造渣一方面避免鋼渣硬化，促進(jìn)增碳劑熔化混勻，另一方面提前造渣。LF精煉前期喂碳線增碳，主要是延長(zhǎng)碳的熔化時(shí)間，促進(jìn)碳的混勻，提高碳的控制精度。
該方法通過(guò)轉(zhuǎn)爐前期少量增碳脫氧以及后期大量增碳，并在精煉過(guò)程進(jìn)行精確增碳，解決了高碳鋼碳成分控制不穩(wěn)的問(wèn)題，減少了脫氧產(chǎn)物的生成，確保了高碳鋼碳成分的均勻性和穩(wěn)定性，提高了高碳鋼鋼水潔凈度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，下面所涉及到百分比含量的，均為質(zhì)量百分比。
實(shí)施例1：
以冶煉目標(biāo)[C]＝0.6％(內(nèi)控為0.57-0.62％)的高碳鋼為例進(jìn)行說(shuō)明。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]為0.05％，[O]為0.06％，出鋼至1/4時(shí)，添加1.5kg/t鋼石墨碳球增碳劑，出鋼1/3時(shí)，根據(jù)鋼水成分添加適量硅錳合金進(jìn)行合金化，出鋼1/2時(shí)添加5.25kg/t鋼石墨碳球增碳劑增碳，并添加1.0kg/t鋼的石灰和0.5kg/t鋼的精煉渣(CaO:45％，Al2O3:35％，Al:13％，SiO2:2％)，出鋼至2/3時(shí)，所有合金添加完。鋼水到氬站吹氬攪拌3min，吹氬強(qiáng)度0.15Nm3/(h·t)，然后運(yùn)往LF爐。到LF爐后喂入鋁線脫氧，然后根據(jù)氬站成分喂入0.1kg/t鋼的碳線，喂完碳線后進(jìn)行大氬氣攪拌，吹氣強(qiáng)度0.15Nm3/(h·t)，并開(kāi)始加熱造白渣。造渣中期按目標(biāo)成分進(jìn)行合金化，并根據(jù)檢驗(yàn)的成分確定碳線喂入量。造白渣結(jié)束后，軟吹氬8min，吹氬強(qiáng)度0.03Nm3/(h·t)。取中包樣檢驗(yàn)，鋼中[C]＝0.58％，T[O]＝15×10-6，[N]＝0.005％，[P]＝0.012％，[S]＝0.003％。
實(shí)施例2：
以冶煉目標(biāo)[C]＝0.85％(內(nèi)控為0.82-0.86％)的高碳鋼為例進(jìn)行說(shuō)明。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]為0.08％，[O]為0.04％，出鋼至1/4時(shí)，添加2.5kg/t鋼石墨碳球增碳劑，出鋼1/3時(shí)，根據(jù)鋼水成分添加適量硅錳合金進(jìn)行合金化，出鋼1/2時(shí)添加5.5kg/t鋼石墨碳球增碳劑增碳，并添加4.0kg/t鋼的石灰和1.0kg/t鋼的精煉渣(CaO:45％，Al2O3:35％，Al:13％，SiO2:2％)，出鋼至2/3時(shí)，所有合金添加完。鋼水到氬站吹氬攪拌5min，吹氬強(qiáng)度0.55Nm3/(h·t)，然后運(yùn)往LF爐。到LF爐后喂入鋁線脫氧，然后根據(jù)氬站成分喂入0.15kg/t鋼的碳線，喂完碳線后進(jìn)行大氬氣攪拌，吹氣強(qiáng)度0.35Nm3/(h·t)，并開(kāi)始加熱造白渣。造渣中期按目標(biāo)成分進(jìn)行合金化，并根據(jù)檢驗(yàn)的成分確定碳線喂入量。造白渣結(jié)束后，軟吹氬10min，吹氬強(qiáng)度0.05Nm3/(h·t)。取中包樣檢驗(yàn)，鋼中[C]＝0.86％，T[O]＝12×10-6，[N]＝0.0045％，[P]＝0.016％，[S]＝0.002％。
實(shí)施例3：
以冶煉目標(biāo)[C]＝1.0％(內(nèi)控為0.97-1.04％)的高碳鋼為例進(jìn)行說(shuō)明。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]為0.04％，[O]為0.070％，出鋼至1/4時(shí)，添加1.0kg/t鋼石墨碳球增碳劑，出鋼1/3時(shí)，根據(jù)鋼水成分添加適量硅錳合金進(jìn)行合金化，出鋼1/2時(shí)添加7.5kg/t鋼石墨碳球增碳劑增碳，并添加3.0kg/t鋼的石灰和1.2kg/t鋼的精煉渣(CaO:45％，Al2O3:35％，Al:13％，SiO2:2％)，出鋼至2/3時(shí)，所有合金添加完。鋼水到氬站吹氬攪拌4min，吹氬強(qiáng)度0.75Nm3/(h·t)，然后運(yùn)往LF爐。到LF爐后喂入鋁線脫氧，然后根據(jù)氬站成分喂入0.8kg/t鋼的碳線，喂完碳線后進(jìn)行大氬氣攪拌，吹氣強(qiáng)度0.75Nm3/(h·t)，并開(kāi)始加熱造白渣。造渣中期按目標(biāo)成分進(jìn)行合金化，并根據(jù)檢驗(yàn)的成分確定碳線喂入量。造白渣結(jié)束后，軟吹氬12min，吹氬強(qiáng)度0.06Nm3/(h·t)。取中包樣檢驗(yàn)，鋼中[C]＝1.02％，T[O]＝14×10-6，[N]＝0.0055％，[P]＝0.011％，[S]＝0.0025％。