一种控制Ti-IF钢表面夹杂物缺陷发生率的方法

一种控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法
技术领域
1.本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法。


背景技术：

2.ti-if钢因其良好的深冲性能，应用领域广泛包括汽车、家电、电子等行业，除要求钢板具有良好的力学性能外，更要求ti-if钢表面无缺陷，而钢中存在的大尺寸夹杂物是造成ti-if钢表面缺陷的主要原因，所以冶炼过程对钢液洁净度和钢中夹杂物控制要求非常严格。
3.若ti-if钢在rh精炼及中包浇注过程中钢液洁净度控制不佳，一方面钢中会存在大量al2o3夹杂物与铝钛复合夹杂，将恶化钢液洁净度；另一方面，若炉渣氧化性过强、改质效果不佳，即使rh精炼过程钢中夹杂物已经大部分上浮去除，在钢液镇静过程及中包浇注过程中，高氧化性炉渣将不断向钢液传氧引起钢液严重的二次氧化，钢液洁净度更加难以控制，在浇注时容易造成水口堵塞、结晶器液面波动大、卷渣等问题，从而引起ti-if钢表面线型、条型、起皮、凹坑等严重缺陷，影响产品成材率。
4.因此，现有技术中存在对控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法改进的需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，通过在rh精炼脱碳结束后进行脱氧，加入铝、钛铁或海绵钛促进钢中氧化铝夹杂上浮去除、控制铝钛复合氧化物夹杂生成并抑制钢液二次氧化，通过加入改质剂并在连铸时控制钢包注余，避免炉渣氧化性过高引起钢液二次氧化、水口堵塞等问题，显著降低ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率，提高成材率。
6.基于上述目的，本发明实施例的提供了一种控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其中ti-if钢的制备包括依次进行的转炉工序、lf炉工序、rh精炼工序以及连铸工序，该方法包括以下步骤：
7.在rh精炼工序中，脱碳后执行脱氧操作，脱氧操作包括向钢水中加入铝料，控制氩气流量为第一流量值并进行纯循环3～5min，再对钢水进行合金化，控制氩气流量为第二流量值并进行纯循环3～5min，结束rh精炼工序，第一流量值大于第二流量值；
8.在rh精炼工序后，向钢包内加入改质剂稠化炉渣，抑制钢渣反应；
9.在连铸工序中，钢水连铸时控制各包次钢包的浇注剩余钢液质量以防止钢包渣进入中间包。
10.在一些实施方式中，向钢水中加入钛铁或海绵钛进行合金化。
11.在一些实施方式中，钛铁或海绵钛加入量的计算公式为：
12.13.式中，δ[％ti]为钢中ti元素的调整量，即不同钢种的目标含量，％；w
total
为钢液质量，kg；w(ti)为合金中ti元素含量，％；β为钢液ti元素收得率，％。
[0014]
在一些实施方式中，浇注剩余钢液质量的计算公式为：
[0015]
w≥5
×
r2[0016]
式中，w为钢包内钢液的浇注剩余钢液质量，t；r为钢包半径，m。
[0017]
在一些实施方式中，rh精炼工序脱碳包括：向真空室内加入脱碳剂并向钢包底部吹氩气，氩气的流量为2000～3500l/min。
[0018]
在一些实施方式中，第一流量值为rh精炼工序脱碳时氩气流量的120～150％。
[0019]
在一些实施方式中，第二流量值为rh精炼工序脱碳时氩气流量的60％～90％。
[0020]
在一些实施方式中，改质剂为氧化镁质改质剂。
[0021]
在一些实施方式中，炉渣中的氧化镁含量控制为炉渣总量的10～15％。
[0022]
在一些实施方式中，每吨钢中所述铝料的加入量为0.5～1.7kg。
[0023]
本发明至少具有以下有益技术效果：
[0024]
本发明提供了一种用于控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，rh精炼脱碳结束后，依据钢液氧含量及ti含量目标值，先后向钢中加入铝、钛铁或海绵钛，控制铝钛加入间隔时间、加ti后纯循环时间均在3-5分钟，提升氩气流量采用先高后低模式，可达到促进钢中氧化铝夹杂上浮去除、控制铝钛复合氧化物夹杂生成并抑制钢液二次氧化的目的；同时，在rh精炼结束向钢包渣中加入氧化镁质改质剂，在连铸时控制各包次钢包注余及控制钢包渣进入中间包，避免炉渣氧化性过高引起钢液二次氧化、水口堵塞等问题，钢液洁净度显著提高，通过上述技术集成应用，可显著降低ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率，提高成材率。
具体实施方式
[0025]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明实施例进一步详细说明。
[0026]
本发明的说明书和权利要求书的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0027]
此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0028]
ti-if钢板在应用过程中通常要求良好的力学性能以及表面无缺陷，而钢中存在的大尺寸夹杂物是造成ti-if钢表面缺陷的主要原因，因此，冶炼过程对钢液洁净度和钢中夹杂物控制要求非常严格。ti-if钢的制备包括依次进行的转炉工序、lf炉工序、rh精炼工序以及连铸工序，本发明提供了一种控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，主要针对于rh精炼工序以及连铸工序，具体包括以下步骤：
[0029]
s1、在rh精炼工序中，脱碳后执行脱氧操作，脱氧操作包括向钢水中加入铝料，控
制氩气流量为第一流量值并进行纯循环3～5min，再对钢水进行合金化，控制氩气流量为第二流量值并进行纯循环3～5min，结束rh精炼工序，第一流量值大于第二流量值；
[0030]
s2、在rh精炼工序后，向钢包内加入改质剂稠化炉渣，抑制钢渣反应；
[0031]
s3、在连铸工序中，钢水连铸时控制各包次钢包的浇注剩余钢液质量以防止钢包渣进入中间包。
[0032]
在s1中，rh精炼工序脱碳包括：向真空室内加入脱碳剂并向钢包底部吹氩气，氩气的流量为2000～3500l/min。rh精炼工序脱碳结束后，进行脱氧，首先向钢水中加铝脱氧，据不同钢种钢中溶解铝(终脱氧及合金化铝)含量控制目标的不同，铝料加入量范围为0.5-1.7kg/t
·
钢，同时提高提升氩气流量至第一流量值加强搅拌，纯循环3～5min，该过程可促进al2o3夹杂物的膨胀长大和上浮去除，在一些实施例中，第一流量值控制为rh精炼脱碳后期提升氩气流量的120-150％。
[0033]
进一步地，再对钢水进行合金化，在一些实施例中，向钢水中加入钛铁或海绵钛进行合金化。该过程可以控制钢中钛含量，抑制铝钛复合氧化物夹杂生成，同时降低提升氩气流量至第二流量值，抑制钢液的二次氧化，在一些实施方式中，第二流量值为rh精炼工序脱碳时氩气流量的60％～90％。
[0034]
进一步地，钛铁或海绵钛加入量(kg)的计算公式为：
[0035][0036]
式中，δ[％ti]为钢中ti元素的调整量，即不同钢种的目标含量，％；w
total
为钢液质量，kg；w(ti)为合金中ti元素含量，％；β为钢液ti元素收得率，％。
[0037]
在s2中，向钢包内加入氧化镁质改质剂稠化炉渣，稠化炉渣，抑制钢渣反应，抑制连铸时钢包渣卷入中间包，在一些实施方式中，稠化炉渣，抑制钢渣反应，抑制连铸时钢包渣卷入中间包。
[0038]
在s3中，钢水连铸时，控制各包次钢包注余，控制钢包渣进入中间包，浇注剩余钢液质量的计算公式为：
[0039]
w≥5
×
r2[0040]
式中，w为钢包内钢液的浇注剩余钢液质量，t；r为钢包半径，m。
[0041]
本发明的方法通过在rh精炼脱碳结束后引入脱氧工序，依据钢液氧含量及ti含量目标值，先后向钢中加入铝、钛铁或海绵钛，控制铝钛加入间隔时间、加ti后纯循环时间均在3-5分钟，提升氩气流量采用先高后低模式，可达到促进钢中氧化铝夹杂上浮去除、控制铝钛复合氧化物夹杂生成并抑制钢液二次氧化的目的；同时，在rh精炼结束向钢包渣中加入氧化镁质改质剂，在连铸时控制各包次钢包注余及控制钢包渣进入中间包，避免炉渣氧化性过高引起钢液二次氧化、水口堵塞等问题，钢液洁净度显著提高，通过上述技术集成应用，可显著降低ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率，提高成材率。
[0042]
下面根据具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式。
[0043]
实施例1
[0044]
以采用转炉-rh-连铸工艺流程生产p170钢，容量为120t转炉为例。
[0045]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为2000l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为2400l/min并循环4min；该钢种ti含量目标值为0.0350％，所加钛合金为含
70％钛元素的70钛铁，经计算加入钛铁67kg后，提升气体流量控制为1400l/min并循环5min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约11％，中包浇注时控制钢包注余在10t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至25％以下。
[0046]
实施例2
[0047]
以采用转炉-rh-连铸工艺流程生产p170钢，容量为200t转炉为例。
[0048]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为2500l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为3200l/min并循环5min；该钢种ti含量目标值为0.0360％，所加钛合金为含99％钛元素的海绵钛，经计算加入海绵钛81kg后，提升气体流量控制为1800l/min并循环4min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约12％，中包浇注时控制钢包注余在13t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至20％以下。
[0049]
实施例3
[0050]
以采用转炉-lf-rh-连铸工艺流程生产dc05钢，容量为200t转炉为例。
[0051]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为2600l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为3500l/min并循环4.5min；该钢种ti含量目标值为0.0600％，所加钛合金为含40％钛元素的40钛铁，经计算加入钛铁333kg后，提升气体流量控制为2100l/min并循环5min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约13.5％，中包浇注时控制钢包注余在14t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至22％以下。
[0052]
实施例4
[0053]
以采用转炉-rh-连铸工艺流程生产dc06钢，容量为250t转炉为例。
[0054]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为3200l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为4200l/min并循环4min；该钢种ti含量目标值为0.0900％，所加钛合金为含70％钛元素的70钛铁，经计算加入钛铁357kg后，提升气体流量控制为2300l/min并循环4min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约12.5％，中包浇注时控制钢包注余在18t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至15％以下。
[0055]
实施例5
[0056]
以采用转炉-rh-连铸工艺流程生产dc06钢，容量为250t转炉为例。
[0057]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为3500l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为4200l/min并循环4min；该钢种ti含量目标值为0.0800％，所加钛合金为含99.9％钛元素的海绵钛，经计算加入海绵钛230kg后，提升气体流量控制为2500l/min并循环5min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约14％，中包浇注时控制钢包注余在20t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至18％以
下。
[0058]
实施例6
[0059]
以采用转炉-rh-连铸工艺流程生产dc04钢，容量为300t转炉为例。
[0060]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为3500l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为4000l/min并循环5min；该钢种ti含量目标值为0.0550％，所加钛合金为含70％钛元素的70钛铁，经计算加入钛铁265kg后，提升气体流量控制为2800l/min并循环4.5min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约11.5％，中包浇注时控制钢包注余在25t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至20％以下。
[0061]
实施例7
[0062]
以采用转炉-rh-连铸工艺流程生产p250钢，容量为300t转炉为例。
[0063]
rh精炼脱碳后期提升氩气流量为3300l/min，rh精炼脱碳结束后，加al脱氧，提升气体流量控制为4200l/min并循环4min；该钢种ti含量目标值为0.0450％，所加钛合金为含95％钛元素的海绵钛，经计算加入海绵钛160kg后，提升气体流量控制为2600l/min并循环5min至rh精炼结束；rh精炼结束后，向钢包渣中加入氧化镁质改质剂将渣中氧化镁含量控制在约14.5％，中包浇注时控制钢包注余在30t以上，钢包下渣量显著降低，保证了钢包浇注时钢水具有较高的洁净度。通过该技术应用，ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率降至15％以下。
[0064]
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
[0065]
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
[0066]
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0067]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，所述ti-if钢的制备包括依次进行的转炉工序、lf炉工序、rh精炼工序以及连铸工序，其特征在于，在所述rh精炼工序中，脱碳后执行脱氧操作，所述脱氧操作包括向钢水中加入铝料，控制氩气流量为第一流量值并进行纯循环3～5min，再对所述钢水进行合金化，控制氩气流量为第二流量值并进行纯循环3～5min，结束rh精炼工序，所述第一流量值大于所述第二流量值；在所述rh精炼工序后，向钢包内加入改质剂稠化炉渣，抑制钢渣反应；在所述连铸工序中，钢水连铸时控制各包次钢包的浇注剩余钢液质量以防止钢包渣进入中间包。2.根据权利要求1所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，向所述钢水中加入钛铁或海绵钛进行合金化。3.根据权利要求2所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述钛铁或海绵钛加入量的计算公式为：式中，δ[％ti]为钢中ti元素的调整量，即不同钢种的目标含量，％；w
total
为钢液质量，kg；w(ti)为合金中ti元素含量，％；β为钢液ti元素收得率，％。4.根据权利要求1所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述浇注剩余钢液质量的计算公式为：w≥5
×
r2式中，w为钢包内钢液的浇注剩余钢液质量，t；r为钢包半径，m。5.根据权利要求1所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述rh精炼工序脱碳包括：向真空室内加入脱碳剂并向所述钢包底部吹氩气，所述氩气的流量为2000～3500l/min。6.根据权利要求5所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述第一流量值为所述rh精炼工序脱碳时所述氩气流量的120～150％。7.根据权利要求5所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述第二流量值为所述rh精炼工序脱碳时所述氩气流量的60％～90％。8.根据权利要求1所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述改质剂为氧化镁质改质剂。9.根据权利要求1所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，所述炉渣中的氧化镁含量控制为炉渣总量的10～15％。10.根据权利要求1所述的控制ti-if钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，其特征在于，每吨钢中所述铝料的加入量为0.5～1.7kg。

技术总结
本发明公开了一种控制Ti-IF钢表面夹杂物缺陷发生率的方法，包括：在RH精炼工序中，脱碳后执行脱氧操作，向钢水中加入铝料，控制氩气流量为第一流量值并进行纯循环3～5min，再对钢水进行合金化，控制氩气流量为第二流量值并进行纯循环3～5min，结束RH精炼工序，第一流量值大于第二流量值；向钢包内加入改质剂稠化炉渣，抑制钢渣反应；在连铸工序中，钢水连铸时控制各包次钢包的浇注剩余钢液质量以防止钢包渣进入中间包。加入铝、钛铁或海绵钛促进钢中氧化铝夹杂上浮去除、控制铝钛复合氧化物夹杂生成并抑制钢液二次氧化，通过加入改质剂并在连铸时控制钢包注余，避免炉渣氧化性过高引起钢液二次氧化，显著降低Ti-IF钢表面夹杂物缺陷发生率，提高成材率。提高成材率。


技术研发人员：杨晓东 袁保辉 张彦恒 刘建华 何杨 郝勇飞
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/9/20