一种经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法

摘要

本发明公开了一种经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法，所述无铝脱氧方法是在一个出钢周期的三个不同时段分别加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括：金属锰：0.64～0.68%、特硅：0.19～0.24%、硅钙钡：0.04～0.06%，所述第二次加入的脱氧剂包括：金属锰：0.36～0.40%、特硅：0.09～0.12%、硅钙钡：0.04～0.06%，所述第三次加入的脱氧剂包括：金属锰：0.14～0.17%、特硅：0.04～0.06%、硅钙钡：0.25～0.38%，余量为铁和其他不可避免的杂质。本发明具有满足重轨钢氧含量的要求、简化了炼钢工序、节约了炼钢成本的特点，可以广泛应用于钢铁冶炼技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法。

背景技术

为了提高重轨的质量等级，以适应市场对高速重载钢轨的要求，并向国际标准靠拢，要求钢轨具有较高的纯净度。高速铁路重轨用钢的暂行技术标准对钢轨中全氧、全铝含量等都做了较严格的规定，即钢轨中w（[T.O]）≤20×10^-6、w（[Alt]）≤40×10^-6，从技术标准中可以看出，既要满足钢轨中的氧含量，又不能在炼钢过程中使用铝进行深脱氧，是重轨钢冶炼所面临的技术难题。

通常重轨钢冶炼出钢过程中只能选择硅、锰合金实现无铝脱氧，然后再经过LF（Ladle Furnace，钢包炉）炉外精炼和RH（RH分别为1959年德国发明RH真空处理工艺的两家厂商的第一个字母）真空处理工艺继续脱氧才能满足钢轨中w（[T.O]）≤20×10^-6、w（[Alt]）≤40×10^-6。LF精炼处理工艺需要经过加热、造渣和脱氧三个环节，脱氧时还需加入3～10kg/t硅、锰合金脱氧剂，处理时间至少40分钟以上。RH真空处理通过碳氧反应使钢中的氧含量进一步降低，处理至少30时间分钟以上。

经过调查和研究可知，采用以往的硅、锰合金进行无铝脱氧，重轨钢在LF炉外精炼处理前的全氧含量大于40×10^-6。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法，具有满足重轨钢氧含量的要求、简化了炼钢工序、节约了炼钢成本、提高了炼钢效率的特点。

本发明提供的一种经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法，所述无铝脱氧方法是在一个出钢周期的三个不同时段分别加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量百分比的组分：金属锰：0.64～0.68%、特硅：0.19～0.24%、硅钙钡：0.04～0.06%，所述第二次加入的脱氧剂包括以下组分及重量份：金属锰：0.36～0.40%、特硅：0.09～0.12%、硅钙钡：0.04～0.06%，所述第三次加入的脱氧剂包括以下组分及重量份：金属锰：0.14～0.17%、特硅：0.04～0.06%、硅钙钡：0.25～0.38%，余量为铁和其他不可避免的杂质。在出钢过程中金属锰、特硅和硅钙钡是最好的脱氧剂，选择纯净的金属锰和特硅材料，不但脱氧效果好，而且钢水的纯净度高；用硅钙钡复合强脱氧剂进行深脱氧，可以使钢中氧含量降低到0.0020%以下水平。

在上述技术方案中，所述无铝脱氧方法是分别在一个出钢周期的1/4、1/2、3/4时段加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下组分及重量份：金属锰：0.65%、特硅：0.22%、硅钙钡：0.05%，所述第二次加入的脱氧剂包括以下组分及重量份：金属锰：0.38%、特硅：0.11%、硅钙钡：0.05%，所述第三次加入的脱氧剂包括以下组分及重量份：金属锰：0.1:6%、特硅：0.05%、硅钙钡：0.33%，余量为铁和其他不可避免的杂质。出钢时分别在一个出钢周期的1/4、1/2、3/4时段加入脱氧剂，有利于使脱氧剂的熔化更加均匀，同时根据先进行弱脱氧后进行深脱氧的原则，投放脱氧剂的前期增加金属锰和特硅的投放比例，后期加大硅钙钡在脱氧剂中的含量，以达到更好的脱氧效果。

本发明经济高效的高速重轨钢无铝脱氧方法，具有以下有益效果：在满足重轨钢氧含量的要求的基础上，由于省略了LF炉外精炼和RH真空处理工艺等继续脱氧的工艺，提高了生产效率，降低了成本，简化了炼钢工序，使操作更简单，产品成分稳定性不输于现有技术炼制出的高速重轨钢。

具体实施方式

下面结合表格及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

实施例1

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为10分钟的出钢周期的第3、5、7分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：240kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：120kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：60kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0018%。

实施例2

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为4分钟的出钢周期的第1、2、3分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰192kg、特硅57kg、硅钙钡300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0015%。

实施例3

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为8分钟的出钢周期的第2、4、7分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分份：金属锰：768kg、特硅：284kg、硅钙钡：51kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：139kg、硅钙钡：51kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：70kg、硅钙钡：303kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0016%。

实施例4

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为10分钟的出钢周期的第2、5、7分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0014%。

实施例5

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为8分钟的出钢周期的第2、4、6分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0017%。

实施例6

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为6分钟的出钢周期的第1、3、4分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：61kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：61kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：370kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0015%。

实施例7

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为4分钟的出钢周期的第1、2、3分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0017%。

实施例8

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为12分钟的出钢周期的第3、6、8分钟加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：230kg、硅钙钡：62kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：115kg、硅钙钡：62kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：372kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0012%。

实施例9

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为10分钟的出钢周期的第2、5、8分钟加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0017%。

实施例10

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为4分钟的出钢周期的第1、2、3分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：770kg、特硅：228kg、硅钙钡：53kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：450kg、特硅：114kg、硅钙钡：53kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：318kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0015%。

实施例11

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为6分钟的出钢周期的第1、2、4分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：816kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：475kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：202kg、特硅：57kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0013%。

实施例12

所述无铝脱氧方法是分别在一个时长为8分钟的出钢周期的第2、4、7分钟向重达120吨的钢水中加入脱氧剂，所述第一次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：768kg、特硅：228kg、硅钙钡：50kg，所述第二次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：440kg、特硅：114kg、硅钙钡：50kg，所述第三次加入的脱氧剂包括以下重量的组分：金属锰：192kg、特硅：57kg、硅钙钡：300kg，余量为铁和其他不可避免的杂质。经检测，高速重轨钢中的全氧含量为0.0012%。

各实施例中高速重轨钢无铝脱氧方法及具体全氧含量参见表1，从表中可以看出，各实施例的全氧含量均控制在20×10^-6以内，满足高速重轨钢的技术指标，不输于任何现有无铝脱氧方法制成的高速重轨钢。

表1高速重轨钢无铝脱氧方法及其全氧含量

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。