[发明专利]一种高碳钢夹杂物控制方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，涉及一种高碳钢夹杂物控制方法。本发明的镁处理工位为LF精炼结束后，向钢水中喂入含镁包芯线，依靠镁元素进入钢水后以蒸汽形式与钢水中的元素反应，形成大量弥散分布的纳米级氧化镁或镁铝尖晶石颗粒，为后续夹杂物形核及微观组织细化提供异质形核质点；采用本发明的控制方法一方面可以显著细化高碳钢中非金属夹杂物的尺寸，放宽对高碳钢中氧化铝夹杂物的控制范围，生产工艺更加灵活；另一方面镁处理还可以抑制高碳钢中网状碳化物的析出，促使碳化物变成球形颗粒，显著改善高碳钢线材的综合力学性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种高碳钢夹杂物控制方法。

背景技术

高碳钢是碳含量为C≥0.6％的钢种，大量应用于金属制品行业，特别是制丝行业，用高碳钢生产的钢帘线、切断丝、胶管钢丝、胎圈钢丝、石油钻井钢丝绳等，直径最小达到0.08mm，对钢的纯净度要求非常高，除杂质元素要求严格控制，对钢中非金属夹杂物的控制也要求非常高。

帘线钢是一种典型的高碳钢线材产品，其生产过程中需要将直径5.5mm盘条拉成0.15mm细丝，线材长度增至原来的1345倍，截面积缩至0.07%，最后合股成绳。拉到如此细丝，任何稍大尺寸的硬性夹杂、偏析、非常规组织、内部及表面缺陷都可能是致命的，都可能造成断丝，生产难度高；因此，帘线钢冶炼过程不仅要保证夹杂物数量要少、尺寸要小，而且钢中非金属夹杂物具有很好的变形性能，在轧制过程能够沿轧制方向变形，另外对于厚度为0.3mm的薄钢板，要求在1m²面积内粒径小于50μm的夹杂物应少于5个，才能达到废品率在0.05%以下。这些钢种对夹杂物尺寸和分布及偏析程度具有更加严格的要求。

对于帘线钢中的非金属夹杂物普遍采取塑性化控制思路，合理地控制脱氧条件和钢包顶渣的成分，能够得到熔点低、塑性良好的脱氧产物，从而使得钢的塑性和疲劳强度都大大提高，该技术的关键是控制脱氧条件、调整渣的成分，创造动力学条件使钢液、夹杂物和钢包顶渣之间达到平衡。钢中夹杂物的成分控制技术，可以降低夹杂物危害，将有害夹杂物无害化。而低熔点夹杂物的控制对于线材，特别是直径很小而强度要求较高的细丝，如钢绞线、弹簧钢丝等有重要的意义；塑性化控制方法固然可以很好地改善钢中夹杂物的加工性能，满足帘线钢拉拔工艺要求。但是对于必须采用Al脱氧的钢种，钢中夹杂物的Al₂O₃含量较高，难以进入夹杂物塑性成分区域。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种高碳钢夹杂物控制方法。

具体技术方案如下：

高碳钢的冶炼连铸包括转炉冶炼、LF精炼、方坯连铸，本发明的高碳钢夹杂物控制方法，是在 LF精炼后，通过喂丝机向钢包内喂入镁包芯线，同时底吹氩气搅拌，加速镁蒸气与刚中杂质的反应，形成纳米级含镁氧化物，镁包芯线喂入完成后，底吹氩气弱搅拌，弱搅拌时间15-25min，吹氩液面以涌动、钢水不裸露为标准，温度达标后，关闭氩气并投入覆盖剂，将钢包转运至浇注平台进行方坯连铸；

进一步的，所述镁包芯线包括无缝纯铁管、包裹于所述无缝纯铁管内的线芯，所述线芯以质量百分比计含镁15%、铝10%、铁粉75%。

进一步的，所述无缝纯铁管的管壁厚度为1.5-2mm；

进一步的，所述LF精炼过程喂入硅线脱硫，所述镁包芯线喂入量为硅线未入量的50%；

进一步的，所述底吹氩气搅拌的氩气流量20m³/h，所述底吹氩气弱搅拌的氩气流量3-5m³/h。

本发明的工作原理和有益效果为：