[发明专利]制备细小氧化物弥散钢的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢的炉外精炼技术，特别涉及一种制备细小氧化物弥散钢的工艺方法，属于冶金技术领域。

背景技术

众所周知，利用钢中弥散的有益夹杂物(CaO、Ti₂O₃、BN、REM(O，S)、VN、TiN、ZrO₂等)可以改善钢水质量。近年来，粒径小于2μm的夹杂物，尤其是利用氧化物系夹杂物改善钢中弥散量的技术正在受到关注。最近一些专利公开了为了增加氧化物的弥散量，在预脱氧时，将氧含量调整到一定范围后，再添加强脱氧剂，这是利用一次脱氧产物的方法。

例如在专利JP 2001-288509文献中，将钢水中的氧控制在20～80ppm后，依次添加Ti、Al和Ca进行脱氧，这是按照脱氧能力从弱到强的顺序添加的，可以细化并增加氧化物弥散量。这种方法既可以减少钢水中氧的过饱和度，还可以反复进行脱氧反应，起到了抑制氧化物过度生长和粗大化的作用。但是，在专利文献提到的方法中，夹杂物的成分由反复添加的脱氧元素决定，而且氧化物的弥散量由初期溶解于钢水中的氧决定，而且也不能促进氧化物的细化和弥散。也就是说，这些方法没有超出传统脱氧方法的范围，也不是有效增加细小夹杂物的弥散量的技术手段。

另外也有一些专利文献报道了为了增加细小氧化物的弥散量或控制其成份向钢水中吹氧的方法。

在专利文献JP8-246026中，钢中夹杂物形态的控制方法是，添加脱氧剂后，向镇静状态的钢水中吹氧，每吨钢水的吹氧量为1×10^-2～6×10^-2。但是在此文献中，采用的只不过是单纯的添加氧源方法。在专利文献JP10-193046中，提到了氧气的供给方法(用固体氧离子导体，通过施加电压，将氧气加入到钢水中)、细小氧化物生成和弥散方法以及向钢水中吹入氧化性气体，使细小氧化物弥散的方法。这些方法都是在低氧状态下供氧的，在脱氧反应中过饱和度不高，可以抑制粗大脱氧生成物的生成。但是，在此文献中提到的方法由于氧气供给速度慢，在以大量生产为前提的钢铁生产工艺中，实用性差。专利文献JP2002-256330提到了向钢水中添加脱氧剂后，氧含量高的钢水比添加脱氧剂的钢水中的氧化物更细小。但是，在此文献中，还提到了将氧含量高的钢水与添加脱氧剂的钢水混合，采用这种方法难于大量生产钢水。因此，要改善钢水质量，亟待解决的问题就是稳定且快速地增加弥散在钢中的氧化物粒子的弥散量，将细小氧化物弥散钢的生产方法应用于现代化钢铁生产中。

发明内容

本发明是针对上述现有技术中存在的问题提出的，其目的是提供一种使氧化物类夹杂物较细微且弥散分布在钢中，提高钢材质量，适用于现代化大规模钢铁生产工艺中，达到在炉外精炼过程中制备细小氧化物弥散钢的工艺方法。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：制备细小氧化物弥散钢的工艺方法，包括以下步骤：(i)脱氧产物的去除：当钢液脱氧后，通过喷粉、喂线、射丸或球体直接喂入的方法，在LF、RH、VD或CAS-OB向钢液喂入粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体；(ii)弥散氧化物的生成：当钢液氧含量在0.0001％～0.008％时，将球芯主要为有益氧化物、膨胀剂的复合球体在RH精炼过程中加入钢液。

所述的在LF、RH、VD或CAS-OB工位向钢液喂入粉剂、包芯线、复合球丸或复合球体：

(1)粉剂：在LF、RH、VD或CAS-OB精炼结束后或VD精炼开始前喷入钢液，输送气体为Ar、CO₂中任意一种或二者的混合气体，输送气压控制在0.01～2.0MPa，粉剂喂入量在0.3～1.5kg/t，粉剂输送速率在0.01～3.5kg/s。

(2)包芯线：在LF、RH、VD或CAS-OB精炼后期合金化结束后喂入，喂线过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180～350m/min，喂入量在50～800m/t，喂线后静止0.5～10min，再进行吹氩轻处理，氩气的流量为50～280Nl/min，弱吹氩时间为0.5～5min。

(3)复合球丸：在LF、RH或CAS-OB精炼后期进行射丸，采用Ar、CO₂中任意一种或二者的混合气体作为载体，气压控制在0.1～1.0MPa。射入量为0.5～5kg/t，喂入速度在0.1～3.0kg/s。

(4)复合球体：在RH精炼处理后期加入，RH的真空度在66.7～500Pa。加入位置为下料管对侧的下降管处，加入后循环1～15min，喂入量在0.3～1.5kg/t，喂入速度在0.01～2.0kg/s。