一种改善含硫钢中硫化物形态的工艺方法

摘要

本发明一种处理改善含硫钢中硫化物形态的工艺方法。含硫钢在电炉或转炉的生产流程为：LF精炼→VD真空精炼→LF精炼→连铸，该方法的具体步骤如下：首先，在含硫钢进行VD真空精炼前喂入钙线，加入量为1m/t钢，以便形成钙铝酸盐类夹杂物作为硫化物形核核心，经过VD真空精炼后，调整完钢中的硫成分达到钢种要求后，再喂入钙线，加入量为0.5-2m/t钢，以便使部分钙固溶进硫化物，促进Ca-Al-Mn-S类复合硫化物的大量生成，提高硫化物的抗塑性变形能力，实现轧后钢中硫化物的纺锤化形态控制，降低细条状的硫化物比例，使硫化物中长宽比≤6的比例达60%以上，并使硫化物分布弥散，A类夹杂物级别≤3级。

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，特别是提供了一种处理改善含硫钢中硫化物形态的工艺方法。 

背景技术

随着现代工业发展和市场竞争的加剧，对钢铁产品加工性能的要求越来越高，如汽车零件用非调质钢等要求加工性能的钢种，需要钢中含有一定量的硫，利用生成的硫化物改善切削性能，但同时这类钢种要求较高的综合力学性能，又需要控制硫化物的形态，即要减少或避免细长条状的硫化物生成，使硫化物呈球状或纺锤状，防止各向异性。硫化物的纺锤状控制机理和技术是学术界研究的热点之一。 

钙处理工艺常用来改善钢水的可浇注性，防止高熔点的氧化铝类夹杂堵塞水口，也有学者针对钙处理对硫化物形态的影响进行了研究，但主要为实验室研究，工业上对于含硫钢钙处理不当会生成硫化钙过多导致连铸水口堵塞，造成生产中断。此外，为了控制硫化物形态，也有研究者添加特殊的硫化物形核剂。本发明在钙处理变性硫化物的理论和实验室研究的基础上，提出了一种双钙处理的工业性工艺方法，控制合理的加钙时机和加钙量，实现了钙处理提高硫化物在轧制过程阻碍变形的作用效果，同时又不会堵塞水口，能够在工业生产中推广应用。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种针对硫成分含量范围为0.02-0.08%的含硫钢，可使含硫钢轧后的硫化物纺锤化比例提高，减小细长条状硫化物生成，改善了含硫钢的使用性能的改善含硫钢中硫化物形态的工艺方法。 

本发明的技术方案：一种改善含硫钢中硫化物形态的工艺方法，含硫钢在电炉或转炉的生产流程为：LF精炼→VD真空精炼→LF精炼→连铸，该方法的具体步骤如下：首先，在含硫钢进行VD真空精炼前喂入钙线，加入量为1m/t钢，以便形成钙铝酸盐类夹杂物作为硫化物形核核心，经过VD真空精炼后，调整完钢中的硫成分达到钢种要求后，再喂入钙线，加入量为0.5-2m/ t钢，以便使部分钙固溶进硫化物，促进Ca-Al-Mn-S类复合硫化物的大量生成，提高硫化物的抗塑性变形能力，实现轧后钢中硫化物的纺锤化形态控制，降低细条状的硫化物比例，使硫化物中长宽比≤6的比例达60%以上，并使硫化物分布弥散，A类夹杂物级别≤3级。 

本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，该方法不另添加专门的硫化物形核剂，通过优化的钙处理工艺技术使含硫钢的硫化物形态控制水平提高，同时又不会堵塞连铸水口，不会造成生产中断，利于含硫钢的推广和应用，具有重大的社会和经济效益。 

附图说明    

图1为本发明获得的Ca-Al-O-Mn-S类复合硫化物。

图2为本发明获得的含硫钢的硫化物整体形态。 

图3为本发明获得的含硫钢中硫化物长宽比分布情况。 

  

具体实施方式

下面结合具体是实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1：

某电炉炼钢厂进行了实施，含硫钢的生产流程为电炉→LF精炼→VD真空精炼→LF精炼→连铸，按以下步骤进行操作：

1）在第一次LF后真空精炼前喂入100m钙线；

2）VD真空精炼后，在第二次LF精炼调整钢液硫成分至钢种要求值后，再喂入80 m钙线，使钢中钙含量为10-20ppm；

3）钢水经过精炼后连铸成320 mm×480 mm铸坯，最后轧成Φ50 mm圆棒。

试验钢种的化学成分见表1。采用本发明工艺，可以生产出硫化物形态控制理想的含硫钢，结果如图1-图3和表2所示，钢中生成了大量复合硫化物，细条状硫化物较少，硫化物中长宽比≤6的比例达60%以上，A类夹杂物级别≤3级。 

  

表1 含硫钢的化学成分，wt%

样品CSiMnPSNbAl_tCaVTiC38N20.3750.5201.4460.0070.0480.0110.01710.00120.0260.024

表2 双钙处理后的含硫钢的夹杂物评级

实施例2：

某电炉炼钢厂进行了实施，含硫钢的生产流程为电炉→LF精炼→VD真空精炼→LF精炼→连铸，按以下步骤进行操作：

1）在第一次LF后真空精炼前喂入150m钙线；

2）VD真空精炼后，在第二次LF精炼调整钢液硫成分至钢种要求值后，再喂入150m钙线，使钢中钙含量为10-20ppm；

3）钢水经过精炼后连铸成320 mm×480 mm铸坯，最后轧成Φ50 mm圆棒。

试验钢种的化学成分见表1。采用本发明工艺，可以生产出硫化物形态控制理想的含硫钢，结果如图1-图3和表2所示，钢中生成了大量复合硫化物，细条状硫化物较少，硫化物中长宽比≤6的比例达60%以上，A类夹杂物级别≤3级。