[发明专利]一种使用含钒钛铁水冶炼中高碳硬线用钢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用含钒钛铁水冶炼中高碳硬线用钢的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

目前，使用钒钛磁铁矿作为主要原料生产的钢铁企业，由于其生产的铁水中钒元素含量在0.100%-0.500%之间，导致在炼钢工序中存在转炉铁水冶炼终点钢水含有一定量钒元素的特点。尤其是转炉终点碳含量在0.15%以上时，钢水中钒元素残余量将达到0.010%以上，所生产的高碳硬线钢钢坯由于残余钒过高会导致拉拔性能下降，严重时还会在拉拔时发生断裂问题，影响客户端使用。如果采取铁水转炉提钒处理工艺，铁水在转炉提钒消耗消耗大量热量，炼钢转炉存在热量不足的问题，冶炼终点碳含量无法控制在0.15%以上，由于中高碳硬线钢成品碳含量在0.40%以上，又会出现增碳过大导致钢中碳含量不均匀的问题，而且由于增碳量大所使用增碳剂中的氮元素会使钢水的氮含量升高至0.0050以上，严重恶化钢材的冷拔性能，钢坯难以进行深加工。。

发明内容

本发明目的是提供一种使用含钒钛铁水冶炼中高碳硬线用钢的方法，使用含钒钛铁水作为原料，在转炉炼钢工序采取铁水提钒预处理工艺，制备两部分半钢，一部分半钢用于转炉炼钢，一部分半钢用于对炼钢转炉生产的钢水增碳，使钢水碳成分达到合格，解决增碳剂增碳钢中碳元素分布不均、钒元素控制在0.010%以下和氮元素控制在0.0050%以下的问题。

本发明的技术方案是：一种使用含钒钛铁水冶炼中高碳硬线用钢的方法，在转炉炼钢工序采取铁水提钒预处理工艺，制备两部分半钢，一部分半钢用于转炉炼钢，称之为炼钢半钢；一部分半钢用于对炼钢转炉生产的钢水增碳，称之为增碳半钢；包含如下工艺步骤：

a．首先含钒铁水经过转炉提钒预处理工艺取得较低钒元素的半钢；其中用于增碳的半钢在转炉出钢时使用0.4-0.6kg/t的脱氧剂用于半钢脱氧，出钢后运至转炉出钢跨备用；

b．含钒铁水提钒后得到的炼钢半钢兑入炼钢转炉进行吹炼，当终点成分重量百分符合S≤0.025%、P≤0.010%时进行出钢操作；

c．出钢过程进行脱氧合金化操作，物料的加入顺序为：增碳剂-脱氧剂-合金，以上物料在出钢过程均匀加入，出钢过程中进行在线吹氩，保证物料充分熔化并且钢水成分均匀，通过此步骤完成钢水的脱氧合金化操作；

d．转炉出钢实施挡渣出钢，出钢后将预先制备好的增碳半钢兑入到钢水包内，兑增碳半钢过程中采取在线吹氩，通过此步骤完成钢水增碳操作；

e．完成钢水增碳后，钢水进一步进行吹氩、LF炉精炼处理，在保证成分、温度合格后上连铸浇注，然后轧制；

f．按上述方法生产的中高碳硬线用钢的化学成分重量百分比如下：C：0.40-0.85%；Si：0.17-0.37%；Mn：0.50-0.80%；P≤0.025%；S≤0.010%；V≤0.010%；N≤0.0050%。

所述的步骤a中，含钒铁水提钒后取得炼钢用炼钢半钢，炼钢半钢余钒重量百分比不大于0.040%；含钒铁水提钒后取得钢水增碳用增碳半钢，增碳半钢温度大于1350度，增碳半钢成分重量百分比符合如下要求：C≥4.0%；V≤0.020%；P≤0.090%；S≤0.040%。

所述的步骤a中，在转炉出增碳半钢时，向增碳半钢中加入脱氧剂0.4-0.6kg/吨钢，目的是将增碳半钢的氧活度降低至10ppm以下，防止增碳半钢增加钢水氧活度；脱氧剂是硅铝钡、铝锰镁钙、硅铝铁、铝铁、硅铝钙钡中的一种或几种。

所述的步骤c中，增碳剂采用氮重量百分比不大于0.020%的低氮增碳剂，加入量为0.1-2.0kg/吨钢；其加入原则为钢水脱氧合金化后，钢水碳重量百分比达到0.25-0.30%。

所述的步骤d中，增碳半钢兑入钢包的量为10-150kg/吨钢。

所述的步骤c和d中，氩气的供气强度为1.2-4L/min·t钢。