专利名称：一种用于洁净钢冶炼的脱氧方法
技术领域：
本发明属于炼钢生产技术领域。特别涉及降低钢中的氧和非金属夹杂物含 量的方法。
背景技术：
钢铁冶炼过程中常用的脱氧方法主要有三种沉淀脱氧，扩散脱氧和真空 脱氧。
现有的方法普遍采用复合脱氧的方法。即是精炼时先用沉淀脱氧法进行 预脱氧；再用扩散脱氧法进行脱氧；精炼后期，加入脱氧剂进行终脱氧；终脱 氧结束后，再进行真空脱氧处理。其中，在预脱氧过程中以及真空脱氧处理前 的终脱氧过程中，多是加入含铝和硅的脱氧剂进行脱氧处理。
根据张鉴，《炉外精炼的理论与实践》，冶金工业出版社，1993年12月， 第718页的介绍，采用该脱氧方法的低合金结构钢经VAD精炼后，钢中氧含量 在处理末期可达15 28PPm。另据萧忠敏，《武钢炼钢生产技术进步概况》，冶 金工业出版社，2003年12月，第190页记载，采用该方法真空脱氧处理后，钢 中总氧T 〔0)为12 25 PPm。依据该脱氧方法生产的钢锭(模注)平均氧含 量19.82PPm，其中有4(m的钢锭氧含量〉20PPm，钢中非金属夹杂物含量如下 氧化物1.0(粗)、1.5(细)；硫化物1.0(粗)、1.5(细)；球状夹杂物0.5(粗)、 1.0 (细)；硅酸盐O. 5 (粗)、0 (细)；单颗粒球状夹杂物1.5-2.0。
随着社会技术水平的发展，用户对钢产品的要求在不断提高，采用上述复 合脱氧方法的产品，虽然能够达到现行的技术标准的要求，但是已经不能满足
3一些客户的更高要求。
经过对冶炼过程中的数据收集并进行详细分析，我们发现，采用上述复合
脱氧的方法时，真空脱氧过程的平均脱氧率仅为29.67%，因此，钢中的氧含量 很难得到有效的降低。经进一步收集分析数据发现，钢水在真空脱氧处理过程 中的脱氧率存在很大的差异，高的可达到58.6%，而低的只有9.3%。
经査阅大量资料并结合真空碳脱氧的理论后发现，真空脱氧处理过程中的 脱氧率存在如此大的差异的主要原因是，钢中的沉淀脱氧产物^々3和&"2等对 真空脱氧率有较大影响，沉淀脱氧产物含量越低，真空脱氧处理效率越高，反
之，真空脱氧效率越低。而沉淀脱氧产物^2^和&'"等在钢中相当稳定，即使 在0.1毫米汞柱真空度下也很难分解，且以氧化物形式夹杂存在于钢中，对钢 的质量存在很大影响。
而传统的复合脱氧方法中，光是预脱氧用铝量就达到0.5千克/吨。更为重 要的是，终脱氧处理是在真空处理之前进行的，这就导致进入真空处理步骤的 钢液，在预脱氧的基础上，又一次增加了沉淀脱氧产物的含量，这一方面增加 了夹杂物，另一方面还降低了真空脱氧处理的效率，使得钢材中的含氧量和非 金属夹杂物含量无法进一步下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的脱氧方法 技术方案，进一步降低合钢中的氧和非金属夹杂物。
为解决上述技术问题，本发明对现有的洁净钢冶炼过程中的脱氧方法进行
了改进和调整。新的方法技术依次经过步骤1和步骤2: 步骤1用沉淀脱氧法进行的预脱氧步骤；步骤2精炼过程中用扩散脱氧法进行的脱氧步骤； 其特征是在步骤2之后再依次经过步骤3和步骤4: 步骤3精炼之后的真空处理步骤； 步骤4终脱氧步骤。
与现有技术相比，新方法将终脱氧步骤4放到真空处理步骤3之后进行。
此外，还降低了所述预脱氧步骤1中脱氧剂的用量，用铝作为预脱氧的脱
氧剂，其用量《0. 18千克/B屯，以此来进一步控制沉淀脱氧产物的含量。
所述精炼过程中的脱氧步骤2中，白渣的保持时间^15分钟，以此来强化 扩散脱氧的效果。
所述精炼过程中的脱氧步骤2中，当钢中的自由氧含量《20PPm后，才结束 精炼过程中的脱氧步骤3、进入真空处理步骤4。
通过采用上述方法，将终脱氧的时机改到了真空处理完成之后，因此，注 入到真空处理设备的钢中的沉淀脱氧产物的含量明显下降， 一方面减少了非金 属夹杂物的含量，另一方面，由于这些沉淀脱氧产物的减少，又同时提高了真 空脱氧处理的效率。并且，如果同时降低预脱氧步骤中的脱氧剂用量，强化精 炼过程中的扩散脱氧，就能够进一步减少沉淀脱氧带来的夹杂物的引入，进而 更加增强真空处理的效率。
采用上述方法后，经过一段时间冶炼生产实践得到如下数据钢中氧的平 均含量为12.5PPm、钢中氢含量仅O. l—lPPm、钢中非金属夹杂物，氧化物0. 5 (粗)、0.5 (细)；硫化物0.5 (粗)、0.5 (细)；球状夹杂物0.5 (粗)、0. 5 (细)；
硅酸盐0 (粗)、0 (细)；单颗粒球状夹杂物0.5—1。即相对于现有技术，
钢中氧含量降低36.93%，达到了〈15PPm，钢中非金属夹杂物也降低了一到两个 等量级。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但是本发明的保护范围不 受具体实施例限制。另外，在不违反本发明技术方案的前提下，对本发明所做 的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或者改变，都将落入本发明的权利 要求范围之内。比如下面的实施例仅以合金结构钢的冶炼为例，由于非合金 结构钢也同样存在脱氧和去除非金属夹杂物的技术问题，并且，由本领域技术 常识可知，非合金结构钢采用的脱氧方法在本质上与合金结构钢的脱氧方法没 有区别。因此，本发明的技术方案对非合金结构钢的生产冶炼也完全适用。
实施例
以变浆、偏航轴承用合金结构钢钢锭(42CrMo4)的冶炼为例，采用如下装 备技术条件电弧炉(EBT) +钢包精炼(LF) +真空处理(VD) +模注。
电弧炉熔化的钢水进入LF炉后，先用沉淀脱氧的方法进行预脱氧，脱氧剂 铝的用量为0. 18千克/吨。
再利用扩散脱氧不产生残留于钢液中的脱氧产物的原理，在扩散脱氧过程 中做到有高的碱度，好的流动性，及白渣的保持时间至少为15分钟，以此来强 化扩散脱氧的作用。
精炼后期，在炉前使用定氧仪确定钢中的自由氧，当自由氧含量《20PPm才 进入真空处理。
精炼结束后，先进行真空处理，真空处理结束后，再加入含铝的脱氧剂进 行终脱氧。
权利要求
1.一种用于洁净钢冶炼的脱氧方法，依次经过步骤1和步骤2步骤1用沉淀脱氧法进行的预脱氧步骤；步骤2精炼过程中用扩散脱氧法进行的脱氧步骤；其特征是在步骤2之后再依次经过步骤3和步骤4步骤3精炼之后的真空处理步骤；步骤4终脱氧步骤。
2. 根据权利要求1所述的一种用于洁净钢冶炼的脱氧方法，其特征是所述 预脱氧步骤l中，用铝作为脱氧剂，其用量《0. 18千克/吨。
3. 根据权利要求1所述的一种用于洁净钢冶炼的脱氧方法，其特征是所述 精炼过程中用扩散脱氧法进行的脱氧步骤2中，白渣的保持时间^15分钟。
4. 根据权利要求1所述的一种用于洁净钢冶炼的脱氧方法，其特征是所述 精炼过程中用扩散脱氧法进行的脱氧步骤2完成时，钢中的自由氧含量小 于等于阀值。
5. 根据权利要求4所述的一种用于洁净钢冶炼的脱氧方法，其特征是阀值是20PPm。
全文摘要
本发明属于炼钢生产技术领域，提供了一种降低钢中的氧和非金属夹杂物含量的方法。依次经过用沉淀脱氧法进行的预脱氧步骤；精炼过程中用扩散脱氧法进行的脱氧步骤；精炼之后的真空处理步骤；终脱氧步骤。本发明将终脱氧的时机改到了真空处理完成之后，因此，注入到真空处理设备的钢中的沉淀脱氧产物的含量明显下降，一方面减少了非金属夹杂物的含量，另一方面，由于这些沉淀脱氧产物的减少，又同时提高了真空脱氧处理的效率。该工艺适用于各种合金结构钢和非合金结构钢的生产。
文档编号C21C7/06GK101525679SQ20091005901
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者朱国庆, 沈高伟, 陈康胤 申请人:成都天马铁路轴承有限公司