[发明专利]一种超低氮超低钛钢水精炼剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种超低氮超低钛钢水精炼剂及制备方法，所述精炼剂由组分A和组分B组成，所述组分A为低钛活性石灰，所述组分B的成分与用量为工业铝灰、铝矾土或钙渣单一或任意组合的一种，所述精炼剂为碱度R：3.0‑5.0（CaO/SiO2），N≤0.02%，Ti≤0.015%。该钢水精炼剂采用先进的预熔真空精炼工艺制成，成分均匀，检验方便，便于机械和人工加料。本发明无粉尘，使用中安全环保，有害元素N和Ti含量极低，便于储存和运输，在高温下使用时不易被空气氧化，收得率高，渣中脱氧效率高，速度快，是最理想的高洁净度钢水精炼剂。

技术领域

本发明属于钢水精炼剂技术领域，具体涉及一种超低氮超低钛钢水精炼剂及制备方法。

背景技术

Ti、O、N元素具有较强的亲和力，炼钢过程中，三者很容易结合，形成微细夹杂物TiO2、TiN和TiC等。这些微细夹杂物会降低钢的纯净度，导致连铸水口结瘤，抑制退火过程中晶粒长大，减少退火过程的有利织构，进而影响钢的各类性能。因此，部分专用特殊钢种，如电工钢、轴承钢、弹簧钢等，都对钢中的Ti含量提出了严格要求，希望其含量≤30×10^-6，甚至≤10×10^-6。

各类研究资料显示，钢包顶渣中的TiO₂含量越高，钢包顶渣渣量越大，渣的流动性越好，从渣中向钢中转移的Ti就越多。Al含量越高的钢种，Ti的增加越明显。渣中TiO₂的还原反应可以表示为：4[Al]+3(Ti02)=2(Al₂O₃)+3[Ti]

在轴承钢的冶炼过程中，钢水中[Ti]与[N]会生成TiN，这是一种具有规则外形的硬而脆的夹杂物，对轴承的疲劳寿命危害较大。有资料表明，当轴承钢中钛质量分数超过30×10^-6时，其疲劳寿命明显开始下降。

最近推行的GB/T18254—2016中明确规定，GCr15轴承钢对Ti含量有上限要求，优质钢≤0.0050%，高级优质钢≤0.0030%，特级优质钢≤0.0015%。目的，就是为了减少钢中TiN夹杂物对疲劳寿命的影响。在轴承钢液相线温度1724K和固相线温度1598K范围内，处于TiN的析出区域，在凝固过程中，随着温度的降低，Ti和N在钢中的溶解度逐渐降低，当浓度积达到一定值时即析出TiN。同时，由于钢水凝固存在选分结晶，在凝固末端的Ti、N浓度比基体高，如果此时析出TIN，还存在聚集长大的可能，若生成大颗粒的TiN夹杂物，则可能对成品钢的质量产生较大的危害。因此，为了减少TIN析出，应尽量降低钢中Ti、N含量。因此，轴承钢生产厂家必须把钢水中Ti的控制作为一项重要任务。控制轴承钢中TiN生成的方法是减少钢水中N和Ti的含量，除了低钛铁水、合金外，最主要的污染源之一，就是钢水精炼剂或改质剂。

在LF精炼和真空处理过程中，因为处于还原气氛中，普通精炼剂中的Ti和N会还原到钢水中去，精炼完毕良好的还原气氛下，Ti的含量达到最高值。因此，为了满足各类高端品种钢的工艺要求，同时使得降低生产成本的新工艺具备实现条件，确保产品质量稳定可控。就迫切需要研制一种超低氮超低钛钢水精炼剂及制备方法，来替代现有的，Ti和N含量较高的普通钢包精炼剂（改质剂）。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种无粉尘，安全环保，有害元素N和Ti含量极低，高洁净度的超低氮超低钛钢水精炼剂。

本发明的另一目的在于提供一种超低氮超低钛钢水精炼剂制备方法。

为了达到上述设计目的，本发明所采用的技术方案是：一种超低氮超低钛钢水精炼剂，其特征在于：所述精炼剂由组分A和组分B组成，所述组分A为低钛活性石灰，其用量为质量百分比30-50%，所述组分B的成分与用量为工业铝灰、铝矾土或钙渣单一或任意组合的一种，用量为质量百分比50-70%，所述精炼剂为碱度R：3.0-5.0（CaO/SiO₂），N≤0.02%，Ti≤0.015%，所述精炼剂为预熔真空精炼工艺制成，其最终产品各部指标分组为：